Soutenance - Melvin JOSSELIN

Soutenance de thèse - Melvin JOSSELINMelvin JOSSELIN, en vue de l’obtention du grade de Docteur en Sciences pour l’Ingénieur, spécialité « Génie des Matériaux », présentera ses travaux intitulés : « Contribution au développement d’actionneurs autonomes et biosourcés, mis en forme par impression 4D, pour des applications de traqueur solaire » le 4 novembre à Lorient.

Date 04/11

Résumé

Contribution au développement d’actionneurs autonomes et biosourcés, mis en forme par impression 4D, pour des applications de traqueur solaire.

Un intérêt grandissant concernant le développement d’actionneurs passifs est observé depuis une décennie. Ces actionneurs sont capables de réagir de façon autonome à des stimuli environnementaux en fournissant une réponse programmée. Pour cela, ils convertissent l’énergie directement disponible dans l’environnement et ne nécessitent aucun apport d’énergie extérieur.

L’objectif de ce projet de thèse est de contribuer au développement d’un prototype de traqueur solaire passif, bio-inspiré, fabriqué à partir de matériaux biosourcés et locaux, et piloté par des stimuli environnementaux.

Inspiré par la microstructure de fibres végétales telles que les fibres de bois, des BioComposites Hygromorphes tubulaires sont mis en forme par impression 4D. Ces structures adaptatives génèrent de la rotation et du couple lorsqu’elles sont soumises aux variations de température et d’humidité relative de l’environnement. L’actionnement induit dépend des paramètres achitecturaux de la structure. Une méthodologie basée sur de l’optimisation pas essaim particulaire (PSO) est finalement proposée afin de programmer le comportement héliotrope de la structure.

Mots clefs : Impression 4D – Biocomposites – Biomimétisme – Traqueur solaire 

Abstract

Contribution to the development of 4D-printed autonomous and biosourced actuators, for solar tracking applications.

A growing interest in the development of passive actuators has been observed over the last decade. These actuators can react autonomously to environmental stimuli by providing a programmed response. To do this, they convert the energy directly available in the environment and do not require any external energy input.

This thesis project aims to contribute to the development of a passive solar tracker, made of local and bio-sourced resources (flax fibres and biopolymers), and driven by environmental stimuli.

Inspired by the microstructure of plant fibres such as wood, 4D-printed tubular Hygromorph BioComposites are designed. These adaptive structures generate rotation and torque when subjected to environmental temperature and relative humidity variations. The induced actuation is tailorable through architectural parameters. Finally, a methodology based on a Particle Swarm Optimisation (PSO) is proposed to programme the morphing response into a heliotropic motion.

Key words: 4D printing – Biocomposites – Biomimicry – Solar tracking

Membres du jury

• Pr Damien SOULAT, rapporteur, Professeur des Universités, École Nationale Supérieure des Arts et Industries Textiles (ENSAIT), GEMTEX UR 2461
• Pr. Kunal MASANIA, rapporteur, Associate Professor, Université de Technologie de DELFT (Pays-Bas)
• Pr Antoine LE DUIGOU, directeur de thèse, Professeur des Universités, Université Bretagne Sud, IRDL CNRS UMR 6027
• Dr Noëllie DI CESARE, encadrante, Maître de Conférences, Université Claude Bernard Lyon 1, LMC2 UR 7427
• Dr Mickaël CASTRO, encadrant, Maître de Conférences, Université Bretagne Sud, IRDL CNRS UMR 6027
• Pr Benoît ROMAN, membre du jury, Directeur de Recherche, Sorbonne Université, PMMH UMR CNRS 7636
• Pr Frédéric JACQUEMIN, membre du jury, Professeur des Univerités, Université de Nantes

Membre du jury invité

• Pr Fabrizio SCARPA, Professeur des Universités, Université de Bristol (GB), ACCIS

Les travaux sont dirigés par Antoine LE DUIGOU

École doctorale SPI.bzh N°647

Informations pratiques

Lundi 4 novembre à 14h

Amphithéâtre

École d'Ingénieurs (ENSIBS)

Lorient

Crédit photographique : ©Université Bretagne Sud. Service Communication