Postdoc : morphable structures with variable stiffness

Annonce postdoc en pdf

We have a joint postdoc opening between the MecaWet lab @ PMMH and the Folding, Sliding and Stretching lab @ LPS in the area of controllable multi-component elastic structures, with a focus on experiments. The goal is to design materials whose stiffness may be dynamically adjusted and to explore their use to rigidify morphable 3D structures.

A “baromorph” elastomeric plate morphing into a saddle shape under air suction (left) and into a cone upon inflation (right).

 

Description: By embedding channels within an elastomer we have recently developed structures that change shape under applied pressure. However, their softness hinders applications to large scales. Adding a more rigid component can rigidify the structure, but in a non-linear fashion. The project consists of designing and prototyping multi-component elastic materials with tunable rigidity. The general idea is to control the relative contributions of compliant and stiff components with a third active phase. The goal is to rationalize the fundamental aspects of the problem, to produce bulk materials and to design morphable / rigidizable structures. This multidisciplinary project is at the interface between structural mechanics, fluid dynamics, soft robotics and nonlinear physics.

 

Profile: Candidates should have recently obtained or are about to obtain a Ph.D. in Physics, Mechanical/Civil/Aerospace Engineering, or related disciplines. The project is primarily experimental but also includes some theory and numerical computations. On the experimental side, expertise in rapid prototyping, micro-fabrication, material science, and/or mechanical testing is welcome. In addition, an appreciation for scaling analysis, theory and computation is a plus.

 

Hosting teams: The successful candidate will participate in a collaboration between two laboratories who study problems in fluid and solid mechanics in conjunction with other disciplines: non-linear physics, instabilities, out-of-equilibrium statistical physics, multi-scaled phenomena, geomorphology, planetology… Their research involves a combination of laboratory experiments, theory and numerical simulations.

Although the project is fundamental in nature, we envision applications for medical equipment and, more generally in applied science.

The laboratories are both located in the Latin Quarter, in the center of Paris, which offers state-of-the-art facilities and a unique scientific environment.

 

Funding: Funding for one year is available (through an ANR grant) and we expect the candidate to help us find additional funding for a second year.

 

More details on our scientific activities can be found here:

https://blog.espci.fr/jbico/recherche/ for the MecaWet lab @ PMMH

www.lps.ens.fr/~foldingslidingstretchinglab/ for the Folding, Sliding and Stretching lab @ LPS

 

Contact:

andreotti@lps.ens.fr

benoit@pmmh.espci.fr

 

Applications received by January 15, 2018 will receive equal consideration.

Prix Roberval grand public (17 novembre)

Une belle surprise : le prix Roberval Grand Public a été décerné à notre livre ce 17 novembre 2018  !

Créé en 1986 par l’Université de technologie de Compiègne (UTC), le prix Roberval a la particularité d’être un concours international francophone. Il récompense des œuvres littéraires consacrées à l’explication de la technologie et a notamment salué les livres de Pierre-Gilles de Gennes, Etienne Guyon, Bruno Latour, Claudine Cohen ou Jean-Marc Jancovici.

 

Conférence à l’espace des sciences de Rennes (25/9/18)

Nous avons présenté une conférence expérimentale le mardi 25 septembre 2018 à 20:30,  Salle Hubert Curien, aux Champs Libres à Rennes

Comment réapprendre à voir le monde ?

Stage Master : Physique et géométrie de structures “morphables”

Nous proposons un stage de Master dans notre équipe sur la physique/mécanique et la géométrie de structures morphables.

Peut-on imaginer un milieu continu capable de changer de forme par lui-même?


Exemple de structure « baromorphe » se transformant par application d’une pression. Tiré de notre article dans Nature Materials (2018)

Ce type de question est en plein essor actuellement avec les développements de la « soft robotics », qui veut produire des robots mous ressemblant plus à des poulpes qu’à des structures rigides articulées.

Cependant cette question pose des problèmes fondamentaux. Il en effet est facile de courber une feuille de papier dans une direction, mais il est impossible de la courber dans deux directions à la fois et de lui donner ainsi une forme de calotte sphérique : la feuille se froisse. C’est qu’il existe des conditions géométriques pour le passage d’un plan à une sphère (ou à une surface non-développable): il faut modifier les distances, comme le sait bien le cartographe.

Dans ce stage à forte dominante expérimentale on veut étudier des stratégies pour surmonter cette limitation géométrique, en déformant les distances entre les points d’une surface physique de type élastomère, par gonflement (chimique ou pneumatique) contrôlé. On étudiera en particulier des structures mixtes formées d’un élastomère capable de se déformer et d’une structure interne capable de limiter les déformations. Dans quelle mesure est-il possible de programmer un changement de forme ? Quelles sont les propriétés mécaniques des structures élaborées ?

L’étudiant mettra en œuvre des techniques de prototypage (impression 3D, moulage, découpe laser, thermocollage).Les résultats sur des expériences “épurées » seront interprétés par des modèles mécaniques simplifiés afin d’en extraire les ingrédients physiques.

Nous souhaiterions poursuivre ce stage par une thèse au laboratoire PMMH.

contact : José Bico, Benoit Roman, Etienne Reyssat

Libération (26 aout 2018)

 

Un article dans Libération du 26 aout 2018  où il est question de notre livre, mais  aussi de notre laboratoire…

« Un coup de science dans le quotidien Dans un ouvrage ludique et pédago, quatre chercheurs expliquent les phénomènes physiques derrière les petites merveilles de tous les jours. »

http://www.liberation.fr/debats/2018/08/26/un-coup-de-science-dans-le-quotidien_1674624

à lire également ici en version pdf

Tempète dans un verre d’eau (savonneuse) –

Voir notre conférence expérimental grand public du 13 mai / See our (broad audience) conference with live experiments (in french) :

José Bico, Étienne Reyssat et Benoît Roman (PMMH-ESPCI)

Les forces capillaires sont responsables de la forme sphérique d’une goutte de pluie ou permettent à des insectes de se déplacer à la surface d’un étang. Mais que se passe-t-il si ces forces ne sont pas uniformes sur une surface liquide ? Nous proposons d’explorer différents effets spectaculaires induits par des gradients de tension de surface, tels que des larmes de vin, une instabilité convective ou un étalement explosif de gouttes. En amphithéâtre Langevin (ESPCI Paris)