Structures multistables et reconfigurables par des stimulations électro-mécaniques

Description du sujet de thèse :

Ce sujet propose l’étude de structures multi-stables reconfigurables en réponse à des stimulations électro-mécaniques : ces structures ont la particularité de présenter plusieurs formes stables, et peuvent ainsi changer d’état de stabilité pour se reconfigurer.

L’intérêt des structures multi-stables en ingénierie est vaste et leurs applications sont multiples : Des valves à débits adaptatifs, aux portes logiques mécaniques, jusqu’à l’atténuation de vibrations et la robotique souple.

Le projet SMART est financé par la Graduate School Sciences de l’Ingénierie et des Systèmes de l’Université Paris-Saclay. L’objectif de ce projet est de provoquer le changement d’état de stabilité de dômes à l’aide d’éléments piézoélectriques intégrés. La difficulté réside dans le fait que le changement d’état de stabilité des dômes nécessite un grand déplacement appliqué sur celui-ci, tandis que les matériaux piézoélectriques communs ne proposent que de très faibles déformations lorsqu’ils sont soumis à un champ électrique.

Les applications envisagées pour ces structures présentent un fort potentiel d’innovation : la robotique souple, les surfaces haptiques ou l’utilisation comme capteurs et actionneurs.

Le laboratoire GeePs est une unité mixte CNRS, CentraleSupelec, Université Paris-Saclay et Sorbonne Université.

Les travaux de recherche réalisés au sein de l’unité combinent une triple approche : théorie-modélisation numérique - caractérisation et validation expérimentale. Ils sont répartis sur 3 pôles qui permettent de mener des activités sur un continuum qui s’étend des matériaux aux systèmes électroniques ou de conversion d’énergie. Deux centres d’expertise transversaux viennent en appui. Le premier qui capitalise les travaux liés à une compétence historique du laboratoire sur la modélisation numérique des systèmes électromagnétiques avec une orientation vers les problèmes multiphysiques, couplés. Le second qui regroupe les nombreuses plateformes expérimentales du laboratoire avec pour objectif premier la mutualisation des compétences en matière d’instrumentation ainsi que le partage des savoir-faire et des moyens.

Profil et compétences recherchées : Etudiante ou étudiant niveau bac +5 (Master ou Ingénieur), en spécialité mécanique des structures ou mécanique numérique, avec de l’expérience (stage ou projet) dans l’utilisation de solveur éléments finis (type Abaqus) pour la simulation en mécanique non-linéaire. Expérience souhaitable dans l’utilisation de machines d’essais et imprimantes 3D. Très bon niveau en Mécanique des Milieux Continus et en Méthodes Numériques demandé.