Mécanique Appliquée

Domaines d'expertise

Fonctionnalisation, optimisation et contrôle des matériaux, des microsystèmes et des structures.

Axes de recherche

• Les matériaux pour la transition écologique :
  • Comportement mécanique et durabilité des matériaux composites biosourcés. Caractérisation, modélisation et simulation du comportement au long-terme des composites biosourcés sous chargement mécanique et hygrothermique complexe. Développement des matériaux et structures en composites biosourcés à faible empreinte écologique et répondant au cahier des charges des applications structurales et multifonctionnelles.
  • Matériaux et structures pour le stockage d’hydrogène. Compréhension et modélisation des mécanismes de détérioration des matériaux composites et polymères employés dans les solutions de stockage hyperbare de l’hydrogène et des phénomènes associés à la formation d’hydrures métalliques changement de phase, décrépitation.

• De la biomécanique des tissus vivants :
  • Modélisation du comportement mécanique de la peau humaine sur tissu sain (planification préopératoire, extensions extrêmes induites par l’accouchement, problématiques esthétiques et cosmétiques) ou pathologique (cicatrices chéloïdes en particulier, ou hyperplasie de l’artère).
  • Développement d’instrumentation spécifique adaptée à l’exploration de la peau humaine in vivo.
  • Etude de l’obturation progressive des artères induites au fil des années par les vibrations haute fréquence (>80Hz) des machines manuelles vibrantes. (en collaboration avec l’INRS à Nancy). Les approches suivies combinent les aspects mécaniques et biologiques en modélisant les interactions multi-physiques et multi-échelles à l’origine de la prolifération cellulaire responsable de l’hyperplasie intimale de l’artère digitale
  • Expérimentations en salle de naissance (dans le cadre d’un essai clinique) et modélisation numérique des déformations subies par le périnée pour comprendre les mécanismes de rupture et les prévenir (en collaboration avec le CHRU de Besançon)

• De la Mécano-Chimie et de la tribologie :
  •  Elasticité et couplages surfaciques.  Compréhension du lien entre élasticité du volume et effets de surfaces des matériaux considérés.
  • Tribologie multi-environnement et tribochimie ; Compréhension de l'effet du milieu ambiant sur le comportement tribologique des matériaux, mais aussi de l'effet d'un contact glissant/roulant sur son environnement.
  • Tribologie des process de fabrication tels que le soudage du bois par frottement ; tribologie de la mise en forme.
  • Perception tactile : compréhension du sens du toucher, développement de stimulateurs tactiles, définition de règles de design sensoriel des objets.
  • Caractérisation mécanique aux petites échelles (nano-indentation, imagerie).

• Les Microtechniques Intelligentes
  • Développement de capteurs sur la base de technologies MEMS (CMUT, ...), réalisation, intégration et maîtrise de son fonctionnement
  • Procédés de microfabrication mécanique provenant d’une miniaturisation d’un procédé conventionnel (fraisage, électro-érosion, microformage) ou spécifique au domaine considéré (décolletage, µEDM).
  • Procédés d’hybridation notamment sur la fabrication de composants fortement miniaturisés (géométries de quelques 10 µm) et dans des matériaux très durs (carbures, céramiques), à usinabilité difficiles (tungstène, réfractaires, matériaux REACH) ou émergents (hybridation fabrication additive métal / microusinage)
  • Maîtrise et pilotage de procédés par traitements des signaux (suivis de procédés, rétroaction).

• Les procédés de fabrication et des interactions surfaces et matériaux
  • Développement de micro-composants par injection, compression et embossing, de polymères et polymères chargés en micro et nanoparticules métalliques et céramiques, ou encore nanotubes de carbone

• Dynamique des structures & matériaux architecturés pour la vibroacoustique
  • Contrôle de l’amortissement par l’architecturation par voie passive, voie active ou combinée afin de proposer une démarche de conception intégrée, permettant d’aller du matériau ou de la cellule de base à la structure (intelligente), en passant par l’élaboration lorsque c’est possible, par la modélisation et par la caractérisation.
  • Développement d’outils permettant de disposer de modèles adaptés aux différents types de sollicitation auxquels sera soumis le système lors de sa vie (statique, dynamique, choc, thermique, électrique…).
  • Développement d’outils de caractérisation permettant de déterminer les propriétés des structures développées, sur de larges gammes paramétriques.
  • Développement d’outils de corrélation permettant la prise en compte de la nature multiphysique des phénomènes considérés.
  • Analyse de robustesse des modèles développés, afin de s’assurer qu’à aucune étape du processus (développement du modèle, identification paramétrique, utilisation dans un modèle de structure), un problème de sensibilité ne vienne rendre inutilisable les développements effectués.
  • Développement à grande échelle des applications mettant en œuvre des structures adaptatives : notion d’éco-compatibilité et de recyclabilité des solutions.

Exemples de Réalisations

• Projet SSUCHY - Sustainable Structural and Multifunctional Biocomposites from Hybrid Natural Fibres and bio based polymers. BBI JU (2017-2022, 7.41 M€, www.ssuchy.eu)
• Projet NETFIB - Valorization of fibres from nettle grown on marginal lands in an agro forestry cropping system –Era-NET (SUSCROP) (2019-2023, https://www.suscrop.eu/projects-first-call/netfib)
• Projet CAVHYTATION - Etude du phénomène de cavitation dans les matériaux des réservoirs d’hydrogène comprimé haute pression - EUR-EIPHI/Région Bourgogne Franche-Comté (2021-2024)
• Projet WooFHi - Wood/natural Fiber High homogeneity/performance composite – I-SITE BFC (2021-2024)

• Projet CLIMIT - Singularités CLIniques en bioMécanique des tIssus mous cas de Conditions exTrêmes et hétérogénéités Wood/natural Fiber High homogeneity/performance composite – EUR-EIPHI/Région Bourgogne Franche-Comté (2021-2024)
• Projet S-KELOID - Understanding Keloid Disorders: A multi-scale in vitro/in vivo/in silico, approach towards digital twins of skin organoids on the chip ANR-PRCI (2021-2024) projet porté par LMB