Calendrier (provisoire) : janvier 2023 – juin 2023
Localisation : Institut de Recherche Dupuy de Lôme, Lorient
Encadrant(s) : Christelle COMBESCURE (MCF IRDL), Noëlie DI CESARE (MCF LMC2), Antoine LE DUIGOU (MCF HDR IRDL) & Justin Dirrenberger (MCF HDR PIMM)
Mots clefs : calcul de structures, simulation numérique, biomimétisme
Problématique :
A l’instar des dessins de Leonardo da Vinci pour sa machine volante, de plus en plus de structures et matériaux innovants reposent sur des principes de base inspirés de la nature. En effet, des millénaires d’évolution ont mené les systèmes naturels à une optimisation sophistiquée de leurs principes de fonctionnement impliquant souvent une capacité à faire beaucoup avec peu. Concevoir des structures bioinspirées permet ainsi souvent d’atteindre une conception économe en ressources et en énergie, impliquant par conséquent un faible impact environnemental. Suivant ces principes d’innovation, un projet financé par l’Agence Nationale de la Recherche, intitulé REDeSIGN 4D, a été créé avec pour objectif de développer de nouvelles structures adaptatives bioinspirées a impact environnemental maitrisé. Elles sont éco-conçues et produites a partir de ressources renouvelables et locales, combinées au développement de procédés innovants d’impression 4D, de fonctionnalisation, de simulation numérique multi-physique et de machine learning. L’impression 4D repose sur la capacité d’ajouter une fonctionnalité à des matériaux imprimés en 3D, et dans le cadre de ce projet, la fonctionnalité est apportée par une fibre de lin qui apporte l’hygromorphisme comme fonctionnalité supplémentaire. Ainsi, en créant un matériau bilame, on a pu démontrer que le matériau pouvait se déformer grandement suivant un changement d’humidité du milieu ambiant. On cherche désormais à accélérer ce phénomène en exploitant un principe de structure ou des instabilités.
Objectifs du stage :
L’objectif de ce stage est d’établir une taxonomie d’archétypes microstructuraux trouvés dans les syste mes biologiques permettant un mouvement d’actuation a l’instar des grammaires formelles en architecture et d’en extraire les principes physiques prédominants pour les reproduire sur un logiciel de simulation numérique. Les mécanismes permettant ce mouvement seront ensuite imprimés en 3D, afin de valider les calculs réalisés, mais aussi de valider la faisabilité des méthodes de fabrication envisagées dans le cadre de ce projet. Ce stage pourrait déboucher sur un doctorat dans le cadre du projet ANR.
Proposition de travail :
– Étude bibliographique relative aux systèmes biologiques capables d’actuation ;
– Modélisation des principes prépondérants du phénomène dans un code de calcul éléments finis ;
– Impression 4D d’un démonstrateur.
Compétences souhaitées :
Le.la candidat.e devra avoir une appétence pour la recherche bibliographique et savoir travailler en autonomie. L’utilisation d’un logiciel de calcul éléments finis et une
connaissance des lois de comportement sera nécessaire. Une connaissance du fonctionnement des imprimantes 3D serait un plus.
Le stage aura lieu à l’Institut de Recherche Dupuy de Lôme à Lorient.
Candidater :
Pour candidater, merci d’envoyer un CV accompagné d’une lettre de motivation personnalisée au projet de 1 page maximum à christelle.combescure@univ-ubs.fr