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[ offre de thèse avec financement – début souhaité: Automne 2026 ]
Laboratoires PMMH (Paris) + LJK (Grenoble) + LORIA (Nancy)
Contexte
Les matériaux architecturés, capables de changer de forme sous l’effet d’un stimulus externe, ouvrent des perspectives révolutionnaires (en robotique souple, en médecine et dans les technologies frugales numérique) et sont l’objet de nouveaux domaines de recherche très actifs.
Ci- contre, un exemple de travail sur un matériau imprimé 3D programmable (polymère à mémoire de forme) par l’équipe MFX : des contraintes gelées dans le matériaux extrudé (et refroidi brutalement) sont relâchées lorsqu’ils sont chauffés.
Une nouvelle idée, une nouvelle approche
Nous proposons une approche inédite : concevoir des matériaux cellulaires solides (imprimés en 3D), dont la forme et les propriétés mécaniques évoluent de manière contrôlée sous l’effet d’une dé-pressurisation interne ; avec une approche interdisciplinaire également novatrice.
Cet actionnement par dé-pression est nouveau, permettant des déformations réversibles de grande amplitude mais posant de nouvelles questions fondamentales. L’autre originalité du projet est son interdisciplinarité: la collaboration entre Mécanique-Physique expérimentale (PMMH), et Informatique Graphique (problèmes inverses au LJK et imprimabilité au LORIA). Ces disciplines se découvrent des intérêts communs, mais encore peu de contact, et peut donc s’attendre à des avancées importantes si l’on utilise outils et points de vue développés séparément.
Dans cette thèse (financement Mission Interdisciplinarité du CNRS), on veut développer un matériau-machine programmable, capable de se déformer en une géométrie cible (quand mis en de-pression interne). On cherchera donc à déterminer l’architecture interne de motifs cellulaires anisotropes (feuillets, tubes, quinconces, qui sont prometteurs); à optimiser leur imprimabilité et leurs caractéristiques mécaniques. Il s’agira ensuite de déterminer la distribution de déformations nécessaires pour obtenir des formes complexes (problème inverse). Finalement, on cherchera à produire automatiquement les architectures internes imprimables, et on testera expérimentalement ces nouveaux matériaux à changements de forme (scan 3D, tests mécaniques).
Dans ce travail interdisciplinaire, le curseur entre les disciplines pourra être ajusté, mais on s’appuiera forcément sur les compétences de chacun des 3 laboratoires (où des séjours sont à prévoir), ouvrant ainsi un nouveau domaine d’interdisciplinarité, prometteur.
Profil recherché :
M2 en physique, mécanique, ou informatique graphique.
Goût pour l’expérimentation (mécanique-physique, impression 3D), pour la programmation et les méthodes numériques (optimisation, simulation…)
Contact :
PMMH (ESPCI, sur le Campus Jussieu, Paris 5eme)
José Bico, jose.bico@espci.fr https://blog.espci.fr/jbico
Etienne Reyssat etienne.reyssat@espci.fr
Benoît Roman benoit.roman@espci.fr https://blog.espci.fr/benoitroman
LJK (Genoble) ; équipe CRAFT
Mélina Skouras, melina.skouras@inria.fr, https://imagine.inrialpes.fr/people/mskouras/index.htm
Georges-Pierre Bonneau, georges-pierre.bonneau@inria.fr, https://team.inria.fr/craft/georges-pierre-bonneau/
LORIA (Nancy) : équipe MFX
Camille Schreck, camille.schreck@inria.fr schreckc.github.io
Sylvain Lefebvre, sylvain.lefebvre@inria.fr https://antexel.com/sylefeb/research/