Dynamique et mécanique des structures à changement de forme

Contexte. Dans la nature, les matériaux vivants évoluent constamment et adaptent leur forme à leur environnement, ce qui n'est pas le cas des matériaux artificiels utilisés en ingénierie. Pour y parvenir, la croissance différentielle au sein des tissus est essentielle, car elle induit des contraintes mécaniques et donc le flambage des tissus en une grande variété de formes. Au cours de la dernière décennie, des approches émergentes ont adopté ce paradigme pour développer des matériaux synthétiques bioinspirés actifs (qui réagissent à des stimuli externes tels que la température, le champ magnétique, la pression) avec des distorsions dans le plan, et donc des capacités de changement de forme. Cependant, malgré des développements rapides, les efforts actuels se concentrent principalement sur la programmation de la forme finale d'équilibre, négligeant à la fois la trajectoire dynamique de la transformation et la mécanique de la structure déformée. Par conséquent, les perspectives d'applications biomédicales dans les domaines de la chirurgie mini-invasive, de la rééducation et de la robotique souple restent encore hors de portée.

Objectifs. Au cours de ce postdoc, vous développerez des structures architecturées souples imprimées en 3D contenant un réseau de cavités interconnectées. Le premier objectif sera de concevoir des structures dans lesquelles la métrique locale et la courbure extrinsèque peuvent être entièrement programmées et rationalisées à l'aide de techniques d'homogénéisation non linéaires. Cela nous permettra de résoudre le problème inverse et de programmer des formes 3D complexes, mais aussi d'étudier la mécanique de ces structures frustrées.

Un deuxième objectif sera de contrôler l'écoulement et la distribution de la pression à l'intérieur de la structure architecturée souple, lorsqu'elle est actionnée mécaniquement ou lorsqu'elle est gonflée. Le but sera de caractériser et de rationaliser l'interaction fluide-structure en jeu pour programmer les changements de forme dans l'espace et le temps.

Le postdoc se déroulera au Laboratoire interdisciplinaire de physique (LIPhy), à Grenoble, au sein de l'équipe Move. Le laboratoire est entouré de trois chaînes de montagnes (Chartreuse, Belledonne, Vercors) et offre un environnement unique.

 

Informations sur le poste :

Durée : 2 ans
Date d'entrée en fonction : flexible, à partir du 01/01/2025
Lieu de travail : LIPhy, 140 rue de la Physique, 38400 Saint Martin d'Hères
N'hésitez pas à contacter Emmanuel Siéfert pour discuter du projet.