Instabilités structurelles activées par des stimuli multi-physiques : vers des structures multi-stables reconfigurables et adaptatives – MultiMorph

Les structures multi-stables sont des structures qui présentent plus d'un état stable ; elles peuvent rester dans ces états indéfiniment sans avoir besoin d'appliquer une déformation continue. Ces structures exploitent des instabilités pour modifier dynamiquement leur géométrie, leur permettant d'adopter plusieurs formes et propriétés physiques. De plus, des éléments multi-stables peuvent être assemblés en une macro-structure. À partir des états de stabilité locaux, plusieurs configurations et formes stables de la macro-structure peuvent être atteintes, la structure est ainsi hautement reconfigurable. Cependant, le défi scientifique actuel réside dans l'actionnement à distance de ces structures multi-stables : la plupart des dispositifs d'utilisation proposés pour les structures multi-stables ne suggèrent aucune stratégie d'actionnement ou proposent des dispositifs complexes.

D'autre part, les matériaux (ou structures) actifs sont des matériaux (ou structures) capables de modifier leur forme ou leur configuration lorsqu'ils sont activés par des stimuli multi-physiques externes (par exemple, des stimuli électriques, thermiques ou hygrométriques). Ils sont utilisés pour créer des structures à géométrie modifiable qui peuvent passer rapidement et de manière réversible d'une forme à une autre, permettant des transformations dynamiques de leur forme et ainsi de leur fonctionnalité.

Le projet MultiMorph vise à combiner le potentiel d'actionnement des matériaux actifs avec la reconfigurabilité des structures multi-stables pour créer des structures adaptatives à géométrie modifiables capables de se transformer grâce à des stimuli multi-physiques, avec des applications envisagées en robotique souple. Nous proposons une méthode d'actionnement basée sur l'utilisation de matériaux actifs (la phase active), combinée à une stratégie d'optimisation d'une distribution spatiale de matériaux actifs et passifs dans la structure afin de déclencher des instabilités structurelles.