Lue - métamatériaux durables architecturés pour la manipulation des ondes élastiques / lue - su[...]

LUE - Métamatériaux durables architecturés pour la manipulation des ondes élastiques // LUE - Sustainable Architected Metamaterials for Elastic Wave Manipulation, Nancy

Université de Lorraine

Topic description

Les avancées des techniques de fabrication additive ont considérablement élargi l'espace de conception des métamatériaux mécaniques et élastiques, permettant la fabrication de structures architecturées complexes avec une organisation hiérarchique. Cela a ouvert de nouvelles perspectives pour la création de matériaux artificiels et bio-inspirés, appelés métamatériaux, dotés de propriétés mécaniques particulières, telles qu'une grande capacité de récupération sous compression et un comportement super-élastique en traction.

Dans le domaine des matériaux piézoélectriques, les métamatériaux architecturés suscitent un intérêt croissant en raison de leur capacité à présenter des propriétés électromécaniques améliorées et personnalisables, grâce à une conception soignée de leur structure interne et à l'agencement des éléments piézoélectriques à l'échelle micro/nanométrique. Ces avancées ouvrent la voie à une nouvelle génération de dispositifs piézoélectriques aux capacités électromécaniques optimisées, pour des applications telles que capteurs, récupérateurs d'énergie et transducteurs.

L'objectif de ce projet doctoral est de développer un cadre de conception pour des métamatériaux piézoélectriques actifs, tridimensionnels, durables, destinés à manipuler les ondes acoustiques et élastiques dans des dimensions supérieures. La fabrication débutera par l'établissement d'une stratégie de conception basée sur des cellules unitaires tridimensionnelles à base de tiges, intégrant des cartes de déplacement électrique précises. Ces cellules seront assemblées en 3D pour former un métamatériau avec une anisotropie piézoélectrique sur mesure, permettant d'adapter son tenseur de coefficients piézoélectriques.

Concernant le comportement élasto-dynamique, le projet vise à approfondir la compréhension du comportement dynamique du réseau piézoélectrique, notamment par la caractérisation de la dispersion des ondes élastiques via la structure de bandes. Le développement d'outils pour explorer les phénomènes de couplage de Willis et de couplage électro-moment, ainsi que leur influence sur la propagation des ondes, sera également une étape clé.

Enfin, le projet ciblera des fonctionnalités spécifiques telles que la détection de défauts ou d'impacts, la détection directionnelle des ondes, la récupération d'énergie, et l'exploration des comportements non-Hermitiens.

Début de la thèse : 01/10/

Funding category

Financement public seul (gouvernement, région, European, organisation internationale de recherche)

Détails du financement

Concours pour un contrat doctoral

#J-18808-Ljbffr