Gradient de densité dans les structures architecturées bio-inspirées – DeGAtS

Grâce à l'avancée de nouveaux procédés de fabrication (fabrication additive, gel-casting, freeze-casting, ...), de nombreux matériaux hétérogènes sont en cours de développement avec des caractéristiques multi-matériaux et multi-échelles. Pour tirer pleinement parti des avantages des hétérogénéités à plusieurs échelles de longueur, en particulier lorsque de grandes déformations et des charges dynamiques se produisent régulièrement (protection contre les chocs, soft robotics), ces conditions extrêmes doivent être prises en compte. Dans ces conditions, il est complexe de décorréler tout ce qui se passe dans ces matériaux hautement hétérogènes. Ainsi, les connaissances actuelles, qui englobent l'exploration expérimentale et la modélisation numérique, ne permettent pas d'élucider les mécanismes de déformation sous-jacents des matériaux hétérogènes soumis à des charges dynamiques et à des conditions extrêmes, ce qui conduit à des modèles prédictifs insuffisants et empêche les conceptions innovantes.

Ce projet JCJC se concentrera sur l'élucidation du rôle du gradient de densité dans les structures bioinspirées, car le rôle de cette caractéristique est à peine compris pour les structures à gradient de densité fonctionnel non bioinspirées soumises à des charges dynamiques. Le projet propose d'étudier, à titre d'exemple, la structure d'un matériau naturel, la peau du Citrus Maxima, connue pour ses propriétés mécaniques, notamment en termes de résistance aux chocs et d'absorption d'énergie. Une méthodologie basée sur des outils expérimentaux et numériques sera développée pour pouvoir conclure sur le rôle du gradient de densité de la peau du Citrus Maxima sur ses propriétés mécaniques d'absorption d'énergie et sur la pertinence des gradients de densité continus dans les propriétés d'absorption d'énergie des structures bioinspirées en régime dynamique.