Micro-scale driven Models for Discrete Materials (MiMoDiM)

Financement

Agence National de la Recherche (ANR) : Appel à projet Jeune Chercheur Jeune Chercheuse (JCJC)

Comité ANR : Modèles numériques, simulation, applications (CE46)

Référence du projet : ANR-22-CE46-0001

Période du financement  : janvier 2023 - février 2026

Coordinateur : Antoine WAUTIER (INRAE)

Collaborateurs : Nadia BENAHMED (INRAE), Claudio CARVAJAL (INRAE), François NICOT (USMB), Antoinette TORDESILLAS (The Univ. of Melbourne), Mehdi Pouragha (Carleton Univ.)

Budget : 230 k€

Résumé

Le projet MiMoDiM a pour but de développer une nouvelle classe de modèles constitutifs capables de rendre compte à toutes les échelles de la microstructure complexe des matériaux granulaires. En gardant à l’esprit les processus physiques en jeu, l’utilisation d’outils d’analyse des réseaux complexes et de techniques d’apprentissage automatique permettra d’isoler des descripteurs statistiques de leur microstructure à partir de simulations numériques et d’images micro-tomographiques. Par la description des mécanismes à l’échelle mésoscopique, MiMoDiM offre la possibilité d’incorporer explicitement des informations micro-structurelles dans des lois de comportement. En décrivant tous les modes de rupture des matériaux granulaires et les changements de microstructure induits par plusieurs techniques de renforcement, les modèles développés contribueront à la sécurité et la durabilité des ouvrages (e.g. barrages, éoliennes, centrales nucléaires) construits sur (ou dans) des géomatériaux.

Equipe 

INRAE, Aix-Marseille Université, UMR RECOVER - Equipe Géomécanique Génie Civil Décision Risque (G2DR), Aix-en-Provence, France

• Antoine Wautier : Ingénieur chercheur IPEF en géomécanique (coordinateur)
• Nadia Benahmed : Chargée de recherche en géomécanique 
• Claudio Carvajal : Ingénieur de recherche en génie civil
• Peter Adesina : Post-doctorant (18 mois, 2023-2024) on "Multiscale geomechanics: How to embed complex system properties across the scales?"
• Aoxin Li : stagiaire M2 (6 mois, 2023), doctorante (2024-2027) on "Advanced micromechanical models for suffusive granular materials"
• Wenqing Qu : stagiaire M2 (6 mois, 2023) on "Machine learning from a mesoscale perspective"

Université Savoie Mont-Blanc, Laboratoire EDYTEM, Le Bourget-du-Lac, France

• François Nicot : Directeur de recherche en géomécanique

Carleton University, Civil and Environmental Engineering department, Ottawa, Canada

• Mehdi Pouragha : Assistant Professor in Geomechanics

The University of Melbourne, School of Mathematics, Melbourne, Australia

• Antoinette Tordesillas : Professor in Mathematics and Statistics

Produits de la recherche

Articles

Peter Adesina, Antoine Wautier, and Nadia Benahmed. The mechanical behaviour of gap-graded soils under triaxial
compression and extension loading paths. Acta Geotechnica, 2025. Accepted.

Peter Adesina, O’Sullivan Catherine, and Antoine Wautier. The influence of particle size ratio on the mechanical behaviour of gap-graded granular assemblies under drained triaxial compression: A DEM study. Computers and Geotechnics, 179, 106987, 2024.

Peter Adesina, Antoine Wautier, and Nadia Benahmed. A micromechanics-based classification of the regimes delineating the behaviour of gap-graded soils. Computers and Geotechnics, 168:106165, 2024.

Actes de conférences

Wautier, A., Li, A., Qu, W., Pouragha, M. & and Nicot, F. (2024) Multi-scale modeling of granular materials using mesoscale machine learning approach. Proceedings of the IS-Grenoble 2024 conference on Geomechanics from Micro to Macro.

Présentations dans des congrès

A. Li, A. Wautier, F. Nicot, M. Pouragha, C. Carvajal (2024). Multiscale Modeling of Granular Materials: A Statistical Homogenization Strategy Relying on Mesoscale DEM Simulations. 35th ALERT workshop, Aussois, France. (Poster)

A. Li, A. Wautier, F. Nicot, M. Pouragha, C. Carvajal (2024). DEM simulation and Machine learning from meso-scale perspective. IRN GeoMech annual meeting, 24-26 June 2024, La Rochelle, France. (Oral presentation)

P. Adesina, A. Wautier, N. Benahmed (2023). A micromechanics-based classification of gap-graded materials. 34th ALERT workshop, Aussois, France. (Poster)

P. Adesina, A. Wautier and N. Benahmed (2023). DEM study on gap-graded granular assemblies. IRN GeoMech annual meeting, 26-28 June 2023, La Rochelle, France. (Oral presentation)

Rapports de stage

Wenqing QU, Antoine Wautier (supervisor). (2023) Research internship on multi-scale geomechanics: Machine learning from a mesoscale perspective. Master "Artificial Intelligence and Advanced Visual Computing" from Ecole Polytechnique, Palaiseau, France.

Aoxin LI, Antoine Wautier (supervisor). (2024) Multi-scale maechanics: DEM simulation and Machine learning from meso-scale perspectives. Master in Civil Engineering, International Program "Geomechanics, civil engineering and risks" from Université Grenoble Alpes, Grenoble, France.