Recherche
académique

Un matériau hétérogène est composé de différents types de constituants. La mécanique de matériaux hétérogènes sert à caractériser les propriétés de chaque constituant dans le comportement effectif du matériau final. Les domaines d’application sont nombreux comme l’automobile, l’aérospatial, le médical…

Projets 

Etude des matériaux composites devant assurer l’absorption de l’énergie de déformation lors d’un choc

L’objectif de ce sujet de recherche est de déterminer les propriétés d’un matériau pour qu’il puisse se déformer correctement pour absorber l’énergie de déformation lors d’un choc et ne pas la transmettre aux utilisateurs d’un véhicule. Pour cela, la microstructure du matériau est analysée ainsi que ses constituants, ses phases, son orientation et ses propriétés.

Ostéotomie tibiale de Valgisation

Des individus naissent avec les jambes arquées, appelées par les médecins « jambes cow-boy ». C’est une malformation, un désaxement de l’os du genou. Le poids du corps ne repose plus correctement sur l’axe du genou, ce qui peut engendrer de fortes douleurs et de l’arthrose. Une intervention chirurgicale peut s’avérer nécessaire. Le chirurgien incise le tibia, fait la correction angulaire et insère un substitut osseux, qu’il vient serrer et consolider avec des vis en titane. Il s’avère que dans 20% des cas, cette opération échoue suite à une fissuration de la charnière. La charnière est fondamentale dans la régénération et le processus de consolidation de l’os. Ce projet de recherche consiste, grâce aux outils de la mécanique de la rupture, à analyser et à prédire numériquement l’évolution de la propagation de la fissure dans la charnière.

Wiyao Azoti

Enseignant-Chercheur 

Equipe ICube : Matériaux multi-échelles et Biomécanique (MMB)

Ingénieur en Génie Mécanique. Docteur en Sciences des Matériaux.

Ce domaine de recherche consiste à modéliser des capteurs solaires afin de les optimiser. Les modèles permettent de prendre en compte tous les transferts thermiques et paramètres d’influence. Ensuite, des algorithmes d’optimisation sont utilisés pour obtenir les caractéristiques idéales des panneaux solaires en fonction des objectifs : maximiser la production du panneau sur une saison ou sur une année, coupler la production à un autre système énergétique, s’adapter à la situation géographique, etc.

Projet 

CapSol-PV/T

L’objectif est de mettre en place une plateforme pour caractériser les capteurs solaires hybrides (photovoltaïque – thermique / hybride). Elle permet ainsi la validation expérimentale des résultats issus d’optimisations numériques.

Appliquée aux bâtiments, cette solution résidentielle produit simultanément de l’énergie électrique et de l’énergie thermique. Dans un futur proche, ce projet permettra également la conception et la validation expérimentale de nouvelles technologies solaires hybrides.

Sébastien Mey-Cloutier

Enseignant-Chercheur 

Equipe : Génie Civil et Energétique (GCE)

Ingénieur en Génie Energétique. Docteur en Physique des Transferts Thermiques.

Les domaines d’application de l’interaction lumière matière sont nombreux comme l’étude des propriétés optiques, le développement d’instrumentation photonique et le développement des procédés d’usinage laser. Pour ce dernier, des travaux de recherche sont menés pour adapter et optimiser les techniques de soudure par laser à impulsions ultra-courtes et le frittage par laser continu.

Projet

Développement d’un procédé de fabrication additive par Selected Laser Melting de simulant de poussière lunaire

Objectif Lune ! Mais avant de pouvoir vivre sur la Lune, il faut concevoir des habitats en optimisant l’utilisation des ressources déjà présentes sur place, comme notamment la poussière lunaire appelée la régolithe. Ce projet de recherche porte sur le développement d’un procédé de frittage laser d’un simulant de poussière lunaire pour réaliser des briques de construction. Ces briques seront des protections d’habitat lunaire qui pourront être déployées et protéger ainsi des rayonnements, des micrométéorites et des variations de températures.

Grégoire Chabrol

Enseignant-Chercheur et Directeur de la Recherche

Equipe ICube : Instrumentation et Procédés Photoniques (IPP)

Docteur en photonique

Les réseaux de neurones sont utilisés dans plusieurs domaines d’application comme le traitement et l’analyse de l’image et la modélisation géométrique.

Projets

Modélisation géométrique par croquis

L’objectif de ce projet de recherche est de créer un système automatique qui permette de générer des modèles 3D à partir d’un dessin 2D. Pour cela, plusieurs méthodes ont été mises en place. Celle produisant les meilleurs résultats consiste à réexprimer le problème de modélisation 3D sous la forme d’un problème d’optimisation quadratique soumis à des contraintes dont la résolution correspondra à l’objet 3D souhaité par l’utilisateur.

Modélisation comportementale d’une imprimante 3D

Ce travail de recherche a pour objectif de mettre en place un processus d’analyse préventive visant à détecter automatiquement des anomalies pouvant survenir au cours d’impression 3D. Pour ce faire, des caméras sont utilisées pour surveiller l’impression en direct ainsi que des capteurs environnementaux. Ces derniers vont fournir un ensemble de données qui seront traitées à l’aide de l’Intelligence Artificielle.

Cédric Bonbenrieth

Enseignant-Chercheur

Equipe ICube : Machine Learning, Modélisation & Simulation (MLMS)

Docteur en Informatique

« La biomécanique est l’exploration des propriétés mécaniques des organismes vivants ainsi que l’analyse des principes de l’ingénierie faisant fonctionner les systèmes biologiques. »

Projet

Développement et caractérisation de prothèse de poignet instrumentée 

Ce projet a pour but de valider le concept d’iso-élasticité pour les prothèses de poignet. Ces prothèses ont la particularité d’être plus souple que les prothèses traditionnelles. Par la suite, un modèle numérique plus précis sera développé à partir de scan d’avant-bras. La reconstruction d’images va permettre d’obtenir une géométrie quasiment réelle d’un radius et d’une prothèse de poignet. Parallèlement à cela, un dispositif expérimental sera développé dans lequel seront positionnés la prothèse et un os, artificiel ou non, pour réaliser des essais et valider la simulation numérique. A terme, cela va permettre de développer une prothèse avec des capteurs et obtenir un suivi local de certaines informations en particulier l’interface os-prothèse.

Samuel Berthe

Doctorant

Equipe ICube : Matériaux multi-échelles et Biomécanique (MMB)

Ingénieur en Génie Mécanique

Il existe plusieurs domaines d’application à la mécanique des structures comme par exemple :

1/ Simulation élément fini des structures mécaniques (structures métalliques et tissus biologiques)

Il est question de déterminer le comportement mécanique des structures en utilisant des logiciels de simulation, moins coûteux que des essais expérimentaux. Cependant pour certains problèmes mécaniques, le comportement ne peut être étudié avec les logiciels existants, il est alors nécessaire de développer des codes propres de résolution en utilisant des langages de programmation.

2/ Amortissement et contrôle des vibrations des structures

Les vibrations qui apparaissent sur les structures embarquées comme les machines tournantes, sont sources de bruit, d’usures des pièces et de ruptures. L’objectif de ce travail de recherche est de développer des dispositifs d’amortissement permettant de réduire l’amplitude des vibrations en intégrant des matériaux intelligents multifonctionnels (viscoélastiques, piézoélectriques, électrorhéologiques ou magnéto-rhéologiques.)

Projets 

Développement d’un code générique de calcul des propriétés vibratoires des composites 3 couches : application aux pare-brises automobiles

En général, un pare-brise automobile est constitué de 3 couches ; 2 couches élastiques en verre et une couche centrale en polymère viscoélastique. La couche viscoélastique a pour fonction d’apporter l’amortissement à la structure. Pour les industriels, il est important de bien sélectionner les matériaux amortissants. L’objectif de ce projet est de proposer aux industriels un outil numérique qui permet de simuler le comportement du pare-brise en vibration pour déterminer parmi les matériaux utilisables, lequel offre un amortissement optimum. Cet outil numérique prend en données d’entrée les dimensions du pare-brise et les caractéristiques mécaniques des couches constitutives. Le calcul va déterminer la fréquence de résonance ainsi que les facteurs d’amortissement.

Modélisation élément fini 2D de la propagation d’ondes de cisaillement dans les tissus biologiques

Ce projet s’inscrit dans le cadre de l’élastographie par résonance magnétique qui est une technique de palpation virtuelle utilisée dans le milieu médical. En général lorsqu’un tissu biologique comporte une pathologie (par exemple une tumeur), on cherche à localiser son emplacement. Pour cela, on procède à la propagation d’ondes de cisaillement dans l’organe en utilisant un excitateur électrodynamique. Les ondes propagées sont mesurées par imagerie par résonance magnétique. Les propriétés mécaniques d’un tissu sain étant différentes de celles d’un tissu avarié, il est alors possible de localiser la tumeur par la mesure des ondes. La propagation d’une onde dans un milieu représente un champ de déplacement qui dépend des propriétés mécaniques du milieu et peut être reconstruit par un modèle numérique.

Conception et simulation d’un porte-outil à absorbeur dynamique intégrant un fluide magnétorhéologique

Les vibrations qui apparaissent lors des opérations d’usinage proviennent du passage répétitif des arêtes coupantes de l’outil sur la pièce. Ces vibrations peuvent provoquer l’usure des plaquettes, la non-conformité des pièces et des mauvais états de surface. Pour palier à cette problématique, il existe des porte-outils intégrant des absorbeurs dynamiques. Ces porte-outils comprennent une masselotte en leur sein et logée dans des joints. L’énergie de vibration du porte-outil est alors transférée à la masselotte qui la dissipe par chaleur dans les joints. Les joints du porte-outil s’usent régulièrement et cela dérègle le dispositif. Pour régler le niveau d’amortissement, un fluide magnétorhéologique est utilisé pour remplacer les joints. La viscosité de ce fluide va pouvoir être contrôlée grâce à un champ magnétique. L’objectif de ce projet de recherche est de concevoir et d’analyser le comportement  dynamique d’une barre de tournage « semi-active » intégrant le fluide magnétorhéologique en vue d’établir ses performances antivibratoires et son domaine d’efficacité.

Marcelin Bilasse

Enseignant-Chercheur

Equipe ICube : Matériaux multi-échelles et Biomécanique (MMB)

Docteur en Mécanique et Energétique

Le traitement d’image permet de classifier des images par une analyse des informations présentes dessus. Par exemple, cela permet de classifier des images avec des objets à détecter avec d’autres images sans objet. Une segmentation est ensuite réalisée par Intelligence Artificielle (IA) pour extraire les caractéristiques photométriques et géométriques et pour détecter les objets.

Projet

Détection des objets fins dans les images

L’objectif de ce projet est de pouvoir détecter automatiquement et avec précision les fissures sur les routes grâce au traitement des images. La perspective de ces travaux est d’appliquer l’Intelligence Artificielle pour la détection des fissures sur tous les types de surface grâce à des algorithmes. Il sera possible pour les voitures intelligentes de détecter les fissures sur les chaussées et éviter les accidents.

Rabih Ahmaz

Enseignant-Chercheur

Equipe ICube : Systèmes complexes et bioinformatique translationelle (CSTB)

Ingénieur Télécommunication, Signaux et Circuits. Docteur en Traitement d’Images

La blockchain est une technologie de stockage et de transmission d’informations, transparente, sécurisée, et fonctionnant sans organe central de contrôle. La technologie Blockchain fait aujourd’hui face à une limite de vitesse et de stockage de données de masse sur les réseaux de blockchain.

Projet 

Sauvegarde des fichiers sur un réseau de blockchain

Sur un réseau blockchain, la problématique est de sauvegarder des données en masse. Aujourd’hui la technologie blockchain peut sauvegarder 22mo en 14 secondes. Pour sauvegarder une image de 350mo cela prend 4 minutes. L’objectif de ce projet est d’améliorer cette technologie au fur et à mesure et d’appliquer cette amélioration sur une blockchain qui regroupe des centres médicaux. Ce projet a pour mission d’augmenter l’interopérabilité entre les médecins, les centres médicaux et les laboratoires avec un système de sauvegarde de données décentralisé et sécurisé. Des objets connectés comme des montres peuvent progressivement être ajoutés dans le système.

Rabih Ahmaz

Enseignant-Chercheur

Equipe ICube : Systèmes complexes et bioinformatique translationelle (CSTB)

Ingénieur Télécommunication, Signaux et Circuits. Docteur en Traitement d’Images