Offre de thèse – IRDL – Développement de nouvelles structures reconfigurables à partir de biocomposites élaborés par impression 4D

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Force est de constater que la gestion de l’énergie et des ressources font parties des enjeux majeurs d’innovation pour demain. Actuellement, les trackers solaires sont des plateformes pilotées par des actionneurs électro-mécaniques afin d’adapter l’inclinaison du panneau solaire à la course du soleil. Bien que cette action puisse conduire à une meilleure efficacité, elle coûte de l’énergie et requiert une maintenance qui est préjudiciable en environnement extrême comme des zones difficiles d’accès. Par ailleurs, les tournesols, plantes bien connues, savent s’orienter face au soleil (héliotropisme) et sont une source d’inspiration pour les actionneurs de demain.


Le projet de thèse a pour objectif de développer une nouvelle génération de structures reconfigurables pour application en tracker solaires à partir de biocomposites hygromorphes élaborés par impression 4D. Les biocomposites hygromorphes développés par le porteur du projet depuis 2015 sont des matériaux multifonctionnels (à la fois capteurs et actionneurs) inspirés de structures biologiques qui changent de forme de manière autonome (sans apport extérieur d’énergie) sous une variation d’humidité grâce à leur architecture sous forme en bilame.

L’objectif de la thèse est de développer des structures adaptatives réagissant aux variations d’humidité et de température en proposant une réponse directionnelle. Leur conception s’inspire de structures biologiques héliotropes (e.g. Tournesol) et utilise les outils d’optimisation paramétrique/topologique, leur formulation se base sur l’usage de ressources renouvelables locales (biocomposites à partir de polymère et fibres végétales) alors que l’impression 4D est employée pour contrôler l’architecture pré-déterminée.

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