{"id":7461,"date":"2021-12-03T13:28:28","date_gmt":"2021-12-03T12:28:28","guid":{"rendered":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/?p=7461"},"modified":"2021-12-03T13:50:03","modified_gmt":"2021-12-03T12:50:03","slug":"elasto-plastic-deformations-within-a-material-point-framework-on-modern-gpu-architectures","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/2021\/12\/elasto-plastic-deformations-within-a-material-point-framework-on-modern-gpu-architectures\/","title":{"rendered":"Elasto-plastic deformations within a material point framework on modern GPU architectures"},"content":{"rendered":"\n
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Th\u00e8se soutenue par Emmanuel<\/em> Wyser, le 17 d\u00e9cembre 2021, Institut des sciences de la Terre (ISTE)<\/em><\/p>\n\n\n\n

Le comportement des solides est souvent d\u00e9termin\u00e9 par des processus irr\u00e9versibles, comme la plasticit\u00e9. Cette derni\u00e8re suppose qu\u2019un mat\u00e9riau solide, soumis \u00e0 des contraintes internes, va se d\u00e9former de mani\u00e8re irr\u00e9versible \u00e0 partir d\u2019un certain seuil de d\u00e9formation. Ce type d\u2019interaction pr\u00e9domine sur la Terre et r\u00e9git de multiples ph\u00e9nom\u00e8nes comme la m\u00e9canique des failles ou encore la cr\u00e9ation des cha\u00eenes de montagnes. A une plus petite \u00e9chelle, un bel exemple de cette irr\u00e9versibilit\u00e9 des processus est un glissement de terrain.<\/p>\n\n\n\n

Ce travail de th\u00e8se propose d\u2019impl\u00e9menter des solutions num\u00e9riques \u00e0 des probl\u00e8mes de la m\u00e9canique des milieux continus dont les d\u00e9formations peuvent \u00eatre faibles \u00e0 importantes. Ceci dans le but ultime d\u2019acqu\u00e9rir de meilleures connaissances de la m\u00e9canique interne des glissements de terrain. Les m\u00e9thodes num\u00e9riques traditionnelles sont robustes et valid\u00e9es depuis longtemps, mais peuvent rencontrer certains probl\u00e8mes lorsque les d\u00e9formations des mat\u00e9riaux sont tr\u00e8s importantes. Ainsi, de nouvelles m\u00e9thodes num\u00e9riques sont n\u00e9cessaires pour prendre en compte les r\u00e9gimes de grande d\u00e9formations.<\/p>\n\n\n\n

Le probl\u00e8me g\u00e9n\u00e9ral de tout mod\u00e8le num\u00e9rique, en particulier pour les nouvelles m\u00e9thodes, est son co\u00fbt en temps de calcul, qui d\u00e9pend g\u00e9n\u00e9ralement de la r\u00e9solution num\u00e9rique utilis\u00e9e, mais plus sp\u00e9cifiquement, de la m\u00e9thode num\u00e9rique choisie. Traditionnellement, l’informatique traite les op\u00e9rations arithm\u00e9tiques de mani\u00e8re s\u00e9quentielle, c\u2019est-\u00e0-dire que le processeur central de calcul (CPU) traite les op\u00e9rations l\u2019une apr\u00e8s l\u2019autre. Une parall\u00e9lisation est cependant possible. Avec le d\u00e9veloppement technologique des cartes graphiques modernes (GPU), il est maintenant possible de traiter ces op\u00e9rations de mani\u00e8re massivement parall\u00e8le. Ce travail vise donc \u00e0 utiliser les architectures dite r\u00e9centes des cartes graphiques afin de permettre des calculs rapides et massivement parall\u00e9lis\u00e9s.<\/p>\n\n\n\n

Dans un premier temps, ce travail de recherche propose d\u2019impl\u00e9menter des solutions num\u00e9riques des d\u00e9formations \u00e9lasto-plastiques dans un langage de programmation de haut-niveau, comme MATLAB. Diff\u00e9rents tests num\u00e9riques ont \u00e9t\u00e9 r\u00e9alis\u00e9 afin de valider l\u2019impl\u00e9mentation num\u00e9rique. Puis, cette structure algorithmique a \u00e9t\u00e9 impl\u00e9ment\u00e9e dans un langage de programmation de bas-niveau, orient\u00e9e vers les cartes graphiques. Ceci a permis d\u2019atteindre un haut niveau de performance et a permis de mod\u00e9liser des ph\u00e9nom\u00e8nes complexes tridimensionnels comme les glissements de terrain ou les \u00e9croulements granulaires secs.<\/p>\n\n\n\n

Ce travail a d\u00e9montr\u00e9 que les cartes graphiques r\u00e9centes sont d\u2019un tr\u00e8s grand int\u00e9r\u00eat pour acc\u00e9l\u00e9rer significativement le temps de calcul. De plus, cela donne un \u00e9clairage nouveau concernant la m\u00e9canique des glissements de terrain en trois dimensions, domaine qui \u00e9tait pour l\u2019instant peu \u00e9tudi\u00e9 de part les importantes ressources de calcul n\u00e9cessaire.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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