Thèse en cours

Conception de matériaux architecturés multistables pour les interfaces automobiles

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Auteur / Autrice : Kéliane Megret
Direction : Justin DirrenbergerStéphane Viollet
Type : Projet de thèse
Discipline(s) : Sciences pour l'ingénieur spécialité Matériaux
Date : Inscription en doctorat le 02/11/2022
Etablissement(s) : Paris, HESAM
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences des métiers de l'ingénieur
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Pimm - Laboratoire Procédés et ingénierie en mécanique et matériaux
établissement de préparation de la thèse : Conservatoire national des arts et métiers (France)

Résumé

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Les matériaux architecturés constituent une nouvelle catégorie de matériaux d'ingénierie obtenus par un processus de conception visant à répondre à un ensemble donné d'exigences en matière de fonctionnalité, de comportement ou de performance induites par un arrangement morphologique spécifique entre plusieurs phases. Des mécanismes souples avec des configurations multistables [1] peuvent être dérivés de ces matériaux, permettant des comportements spécifiques avec un potentiel perturbateur pour les interfaces humaines dans l'industrie automobile. Dans le contexte d'une conception plus durable et frugale des interfaces homme-mobile, nous souhaitons explorer les possibilités offertes par les mécanismes souples en termes d'expérience utilisateur dans l'habitacle de la voiture et d'efficacité du système mécanique, avec un nombre limité de pièces, sans sources d'énergie externes, etc. La morphologie humaine, la limitation en termes de forces, et l'analyse proprioceptive seront étudiées, analysées et guideront la conception des systèmes compliants. L'amplitude de la force nécessaire aux mécanismes adaptatifs multistables sera déterminée de manière à être compatible avec le comportement humain. Ces principes de conception seront intégrés dans une méthodologie de conception de pièces mécaniques utilisant un cadre d'analyse par éléments finis comme base d'optimisation [2]. La fabricabilité de la pièce conçue sera intégrée à ce stade. L'objectif principal du projet actuel est de proposer une méthodologie de conception de mécanismes souples pour des applications à l'intérieur des voitures, basée sur l'étude de matériaux architecturés, tels que les structures d'origami, de kirigami ou de treillis. Des prototypes seront fabriqués et caractérisés pour valider la modélisation, la conception et l'approche centrée sur l'homme proposées. [1] Howell, L. L. (2001). Compliant Mechanisms. John Wiley & Sons. [2] Viard, A. E., Dirrenberger, J., & Forest, S. (2020). Propagating material instabilities in planar architectured materials. International Journal of Solids and Structures, 202, 532-551