Thèse soutenue

Etude du comportement dynamique de matériaux architecturés issus de fabrication additive
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Auteur / Autrice : Alexandre Riot
Direction : Marco MontemurroSandra BergonnierEnrico Panettieri
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique-matériaux
Date : Soutenance le 19/12/2022
Etablissement(s) : Paris, HESAM
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences des métiers de l'ingénieur
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de mécanique et d'ingénierie de Bordeaux - Institut de Mécanique et d'Ingénierie
établissement de préparation de la thèse : École nationale supérieure d'arts et métiers (1780-....)
Jury : Président / Présidente : Nadia Bahlouli
Examinateurs / Examinatrices : Marco Montemurro, Sandra Bergonnier, Enrico Panettieri, Laurent Mahéo, Rafael Estevez, Antonio Cosculluela, Yao Koutsawa
Rapporteurs / Rapporteuses : Laurent Mahéo, Rafael Estevez

Résumé

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Cette thèse porte sur le développement d'une méthodologie de conception de matériaux cellulaires périodiques,issus de la fabrication additive, pour l'amélioration de la réponse mécanique d'absorbeurs de chocs. Laméthodologie de conception proposée est la suivante : (1) parmi les géométries conventionnelles, identifier lescellules à haute capacité d’absorption d’énergie, (2) sélectionner la plus performante et en optimiser la géométriepour un cas de chargement critique, (3) homogénéiser le comportement mécanique non linéaire cellulaire et (4)intégrer ce comportement dans une macrostructure comme matériau homogène équivalent. Le premier point estrésolu en étudiant 4 topologies d’architectures au travers d’une analyse de sensibilité extensive, en évaluantl’influence de la géométrie, de la vitesse de chargement, et de défauts géométriques, sur la capacité d’absorptiond’énergie de ces cellules. Le second point est résolu en optimisant les paramètres géométriques cellulaires pouren maximiser la capacité d’absorption d’énergie, tout en respectant des contraintes géométriques et mécaniques,via l’emploi d’un algorithmes génétiques (ERASMUS). Le troisième point est résolu en employant une méthoded’homogénéisation non-linéaire incrémentale appliquée sur les géométries cellulaires précédemment étudiées.Enfin, des campagnes expérimentales sont menées afin d’évaluer expérimentalement l’influence de la géométrieet de la vitesse de chargement sur la réponse mécanique d’éprouvettes constituées de matériaux cellulairespériodiques. Ces résultats mettent en avant de premiers outils numériques d’aide à la conception et la simulationde structures constituées de matériaux architecturés et soumises à des cas de chargement dynamiques.