Contribution au développement de Biocomposites Hydromorphes (HBC) par impression 4D pour applications marines

Contribution to the development of 4D-printed Hydromorph Biocomposites for marine restoration

• Auteur / Autrice : Thomas Fruleux
• Direction : Antoine Le Duigou, Mickaël Castro, Pierre Sauleau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences pour l'ingénieur. Spécialité Génie des matériaux
• Date : Soutenance le 12/10/2023
• Etablissement(s) : Lorient
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Pour l'Ingénieur (Lorient ; 2022-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Recherche Dupuy de Lôme
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Ali Zolfagharian
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Fabrizio Scarpa, Benoît Roman

Mots clés

Mots clés contrôlés

Bionique

Récifs artificiels

Impression 4D

Mots clés libres

Biomimétisme

Biocomposites hydromorphes

Bioinspiration

Hydromorph biocomposites

4D-printing

Artificial reefs

Résumé

La problématique de déplétion des ressources biotiques dans les zones côtière et littorale est désormais admise par la communauté scientifique. Pour y remédier, des récifs artificiels censés favoriser la dynamique de repeuplement ont été développés ces dernières décennies comme par exemple en France ou au Japon. Néanmoins, ces derniers sont souvent composés de blocs de bétons, parpaings, coques de navires ou pneus usagés, ne représentant pas des solutions soutenables et durables pour l’océan. L’objectif de ce projet de thèse est de développer un nouveau concept de récif artificiel bioinspiré, biocompatible avec les organismes marins et déployable. Inspirés de la microstructure asymétrique présente chez certaines structures biologiques (pomme de pin), ces nouveaux éléments de récifs, appelés Biocomposites Hydromorphes, proposent des changements de forme lors de leur immersion. Composé de ressources naturelles locales (fibres de lin), la formulation et la structure spécifique obtenue par impression 4D permettra au récif d’interagir positivement avec les espèces colonisatrices présentes ; afin de redynamiser les écosystèmes marins.

The depletion of biotic resources in coastal areas is now recognized by the scientific community. To face this problem, artificial reefs are being developed to save the marine ecosystems as for example in France or Japan. However, they are often made of concrete blocks, building blocks, boat hulls or tires which do not represent sustainable solutions for the Oceans. This project aims to develop a new concept of artificial reefs being bioinspired, biocompatible with marine organisms and self-deployable. Inspired from asymmetrical architecture observable in nature (e.g. pine cone scale), these new materials, called Hydromorph Biocomposites, are able to modify their shape when immersed in water. Made of natural and local resources (i.e. flax fibers), their formulation and their specific architecture generated by 4D-printing would allow the reef to interact positively with local marine organisms in order to restore their marine habitats.