DRF : Sujet de thèse SL-DRF-21-0404

La réduction de la densité des matériaux est une des voies privilégiées pour réduire notre empreinte énergétique. Une des solutions consiste à remplacer les matériaux massifs par des micro-réseaux. Parmi ceux-ci, les structures d’architecture aléatoire et hiérarchique inspirées de la structure osseuse possèdent les meilleurs atouts avec des réponses mécaniques isotropes et des résistances à la rupture accrues tout en répondant aux enjeux de l’économie circulaire. Peu consommateurs de matière, ces métamatériaux sont fabriqués par impression 3D et peuvent être compactés en fin de vie. Parmi toutes les technologies de fabrication, l’impression par polymérisation UV de résine liquide organique est la plus prometteuse. Ces résines peuvent être chargées de nanoparticules afin de moduler les propriétés des métamatériaux ou servir de précéramiques. Malheureusement cette fabrication est actuellement consommatrice de solvant organique et souvent empirique car dépendant de procédures d’impression par essai-erreur.

La thèse proposée ici consiste à mettre au point l’impression de structures en microréseaux composites depuis la formulation de la résine jusqu’à l’étude des propriétés mécaniques en passant par l’étape d’impression et de post-traitement. Par cette étude multidisciplinaire allant de la molécule chimique à la physique statistique, il s’agira de faire le lien entre la science et la technologie et créer les données de base à un jumeau numérique. La thèse s’attachera en particulier à étudier la formulation de résine lavable à l’eau de type acrylate additionnée de nanoparticules de silice modèle synthétisés au laboratoire et ses répercussions sur les objets imprimés massifs ou structurés. Ceci permettra de mieux appréhender l’ensemble des processus et fournira des données de base sur les propriétés d’élasticité et résistance à la rupture qui serviront de socle à la modélisation numérique.

Master chimie, matériau, ingénieur chimiste