Conception multi-échelle robuste de méta-structures pour l'occultation mécanique issues de procédés de fabrication additive – METACLOAK

Les technologies de fabrication additive (FA) peuvent être efficacement exploitées avec les logiciels modernes de conception générative pour concevoir et fabriquer des structures composites caractérisées par des propriétés physiques non conventionnelles. Parmi ces structures, on peut imaginer de concevoir des méta-structures pour obtenir une sorte de « occultation mécanique ». Cette dernière doit être interprétée comme la capacité de la méta-structure à être insensible à un phénomène donné, ou à une caractéristique particulière, ou à une sollicitation donnée. Par exemple, on peut imaginer d'optimiser l'anisotropie et la topologie de la structure pour la rendre insensible à la présence de discontinuités géométriques, par exemple des trous. De cette manière, la métastructure avec un trou peut présenter le même champ de contraintes qu'une structure de référence sans trou. Le concept d'occultation mécanique peut être étendu à d'autres phénomènes, tels que le flambage, les vibrations, etc. Cependant, il n’existe pas de stratégies de conception générales capables d'optimiser simultanément l'anisotropie et la topologie des matériaux composant la méta-structure (à chaque échelle du problème) pour obtenir un camouflage mécanique efficace. Dans ce contexte, l'intégration de l'incertitude liée au procédé FA et du fort couplage entre les échelles dans le processus de conception sont deux défis majeurs à relever. Ce projet vise à proposer un nouveau paradigme pour la conception de méta-structures composites basé sur : un algorithme robuste d’optimisation de la topologie/anisotropie CAO-compatible basé sur des invariants tensoriels (pour représenter l'anisotropie des matériaux composant la méta-structure), des théories d'ordre supérieur pour décrire correctement la réponse mécanique de la méta-structure, une formalisation pertinente des contraintes technologiques du procédé FA (et des incertitudes associées) afin d’obtenir des solutions optimisées et fabricables.