Description du sujet de thèse

Contexte :
Le projet s'inspire de la morphogenèse naturelle, où les plantes et les fleurs se déforment et s'adaptent à leur environnement. Ces mouvements sont rendus possibles grâce à une architecture complexe et hiérarchisée des tissus végétaux, ainsi qu'à une activité permettant la croissance des tissus. Le projet vise à reproduire ces capacités dans des matériaux synthétiques pour des applications en robotique souple, structures spatiales déployables et chirurgie peu invasive.

Matériaux synthétiques à changement de forme :
Les matériaux synthétiques actuels capables de changer de forme présentent des limitations, notamment une forte dépendance au matériau utilisé et un nombre limité de degrés de liberté locaux pour contrôler la déformation. Cette thèse propose d'utiliser des structures élastiques mises sous pression et architecturées, dont la réponse ne dépend pas du matériau mais de la géométrie interne, offrant ainsi une grande variété de possibilités de conception.

Objectifs
Déformation dans le plan : Le projet vise à contrôler la déformation dans le plan en variant l'anisotropie de l'architecture interne via l'excentricité d'un réseau triangulaire de cavités interconnectées. Trois degrés de liberté indépendants seront utilisés pour contrôler les composantes du tenseur métrique.
Déformation hors plan : Pour contrôler le tenseur de courbure de référence, des structures composées de deux couches superposées de cellules unitaires seront considérées, généralisant l'effet bilame à deux dimensions.
Programmation de forme et mécanique frustrée : En variant spatialement les excentricités, densités, orientations et pressions dans chaque couche, six degrés de liberté locaux permettront de contrôler pleinement la métrique et la courbure de référence à chaque point de la structure. Cela permettra de programmer des formes complexes et d'explorer la mécanique des structures géométriquement frustrées.

Contexte de travail

Cette offre de thèse s'inscrit dans le cadre du projet ERC Dynamorph.
La thèse se déroulera au centre Inria de l'Université Grenoble Alpes et au Laboratoire Interdisciplinaire de Physique (LIPhy) à Grenoble, sous la supervision de Mélina Skouras et Emmanuel Siéfert. Le ou la candidat(e) idéal(e) doit avoir de solides compétences en programmation et en mathématiques, ainsi qu'une connaissance en physique et en simulation numérique.

Ce projet se situe à l'interface entre la physique expérimentale et la modélisation numérique pour développer des matériaux innovants aux propriétés programmables. L’étudiant ou l'étudiante sera en charge de tous les aspects inhérents à son projet : réalisation des montages expérimentaux, mesure et analyse des données, discussion, synthèse et rédaction d’articles, l’objectif étant de le ou la rendre parfaitement autonome et leader de son projet de recherche. Pour aider l'étudiant(e) dans cette tâche, une réunion de suivi aura lieu toutes les semaines à un horaire régulier. Cette réunion permettra de discuter de l’avancement du travail pendant la semaine passée ainsi que de déterminer le programme de travail pour la semaine future.

Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.