Metamatériaux en construction

Les métamatériaux représentent un changement de paradigme dans l'ingénierie des matériaux, car ils offrent des capacités qui dépassent les contraintes des matériaux naturels. Conçus à l'origine pour la manipulation de la lumière, ils ont étendu leur portée au contrôle de divers phénomènes ondulatoires tels que l'acoustique et la mécanique, ce qui permet d'obtenir des structures aux performances exotiques, telles que la déformation non conventionnelle ou le filtrage d'ondes indésirables. Notamment, la fabrication additive moderne s'aligne parfaitement sur les métamatériaux, permettant la fabrication de structures complexes essentielles à la fonctionnalité souhaitée

Cette révolution en cours a le potentiel d'inspirer de nouvelles voies dans les matériaux et les structures de construction. L'objectif de ce doctorat est d'exploiter les possibilités des métamatériaux dans le domaine de la construction, en mettant l'accent sur la durabilité - un aspect crucial pour le déploiement réussi de ces structures à grande échelle. Pour ce faire, l'étude utilisera les dernières techniques de fabrication, en particulier l'impression 3D robotisée. Cette approche vise à minimiser l'utilisation de matériaux tout en permettant le développement de structures complexes aux performances exceptionnelles.

Le candidat au doctorat entreprendra l'ensemble du processus de conception, y compris la fabrication de structures et des études théoriques utilisant des simulateurs numériques avancés pour optimiser les performances des structures. Ce travail impliquera des études analytiques pour comprendre la physique des phénomènes ciblés et sélectionner les matériaux appropriés. Enfin, la recherche aboutira à des démonstrations expérimentales des structures développées. Les applications prévues comprennent la création de structures légères et durables capables de filtrer les ondes acoustiques, hydrauliques et sismiques nuisibles. Le candidat planifiera et réalisera les expériences et les simulations pour concevoir des métamatériaux durables qui seront publiés dans des articles de revues à comité de lecture et dans des conférences. La durabilité des matériaux sera une considération cruciale dans la sélection des composants. En outre, le candidat aura l'occasion d'apprendre et d'utiliser une imprimante 3D robotisée pour le béton. Une codirection avec le professeur Miguel Beruete à l'UPNA est envisagée.