Lianchao WANG : "Propriétés mécaniques des métamatériaux auxétiques tridimensionnels"

Résumé : Les structures et les matériaux poreux artificiels conçus de manière rationnelle, définissant des métamatériaux mécaniques, peuvent présenter des propriétés mécaniques contre-intuitives qui sont inaccessibles aux matériaux ordinaires. Parmi eux, les métamatériaux auxétiques ont été largement étudiés au cours des dernières décennies en raison de leur mode de déformation latérale unique. Dans cette thèse, nous nous concentrons sur l'étude des constantes élastiques effectives (coefficient de Poisson effectif et module d'Young) des métamatériaux auxétiques 3D. Dans le premier chapitre, nous introduisons les concepts des métamatériaux mécaniques et le développement des auxétiques artificiels. Dans le deuxième chapitre, inspiré par la longitude et la latitude sur une sphère, une structure 3D présentant une auxéticité partielle est proposée et étudiée. Dans le troisième chapitre, l'instabilité directionnelle est introduite et utilisée pour améliorer l'auxéticité de la structure étudiée dans le chapitre qui précède. Ensuite, dans le quatrième chapitre, la structure proposée au chapitre 2 est utilisée pour concevoir une nouvelle structure 3D qui présente une auxéticité complète dans les trois directions principales et un comportement mécanique qui se divise en plusieurs étapes. Plus précisément, ce métamatériau possède une auxéticité élémentaire pour les petites déformations compressives mais une auxéticité supérieure pour les grandes déformations. De façon plus importante encore, le module d'Young effectif présente une tendance similaire, devenant plus fort quand la contrainte de compression augmente. Dans le dernier chapitre, les poutres courbes de la structure sont remplacées par des poutres droites, et des auxétiques 3D avec des propriétés mécaniques encore meilleures sont obtenus. De plus, une transition de phase continue et élastiquement stable du coefficient de Poisson est rapportée.

Composition du jury :

Vincent LAUDE, Directeur de recherche, Université Bourgogne Franche-Comté, Directeur de thèse

Gengkai HU, Professeur, Beijing Institute of Technology, Rapporteur

Corentin COULAIS, Associate Professor, Universiteit van Amsterdam, Rapporteur

Bing WANG, Professor, Harbin Institute of Technology, CoDirecteur de thèse

Muamer KADIC, Associate Professo, Université Bourgogne Franche-Comté, CoDirecteur de thèse

Andrew ALDERSON, Professor, Sheffield Hallam University, Examinateur

Linzhi WU, Professor, Harbin Institute of Technology, Examinateur

Localisation : HIT Science Park No.2 Yikuang Street 150001, Harbin CHINE - salle 316, Building A