Titre : Conception de matériaux architecturés multistables pour les interfaces automobiles

Thèse dirigée par : Dr. Justin Dirrenberger
Co-dirigée par : Pr. Stéphane Viollet

En collaboration avec Stellantis et l'Institut des Sciences du Mouvement Etienne Jules Marey

Résumé :

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 disruptif pour les interfaces humaines dans l'industrie automobile. Dans le contexte d'une conception plus durable et frugale des interfaces homme-machine, 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

Publications : 

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