Harsha S. Bhat – harshasbhat@gmail.com
Kostantinos Danas – konstantinos.danas@polytechnique.edu
Description générale de l’option :
Le développement des activités industrielles repose sur une maîtrise complète des systèmes matériels conçus par l’ingénieur. En particulier, la sécurité des installations exige non seulement une connaissance parfaite des constituants, mais aussi une analyse approfondie de la réponse globale de ces systèmes sous sollicitations diverses afin de prévoir les phénomènes physiques ou mécaniques susceptibles de se produire.
Ces phénomènes pourront être statiques, répétés, variables, dynamiques ou différés. Les méthodes et démarches d’analyse de ces problèmes actuels de la mécanique des matériaux et des structures constituent la thématique de cette option.
Thèmes :
Les thèmes recouverts par l’option sont :
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Les matériaux nouveaux (composites, alliages à mémoire de forme, matériaux micro- ou nanostructurés) mais aussi les matériaux plus traditionnels en constante évolution (métaux et alliages, polymères, bois, céramiques, verres…). Conception, élaboration, caractérisation et prévision des propriétés en service et ultimes, analyse des relations entre comportements et microstructures, optimisation.
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La réponse anélastique des matériaux et des structures sous sollicitations mécaniques et thermiques.
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La mécanique de la rupture : rupture fragile ou ductile, sécurité vis-à-vis de la rupture brutale, calcul de la durée de vie des structures en fatigue.
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Les problèmes de stabilité et de bifurcation rencontrés dans les études de solides : flambement des solides élastiques ou élasto-plastiques, stabilité de la propagation d’un système de fissures en rupture fragile.
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Les méthodes numériques de l’ingénieur : méthode des éléments finis, principes et pratique en liaison avec les codes de calcul industriels, méthode des équations intégrales.
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Les matériaux intelligents, qui changent de forme en fonction de champs magnétiques ou électriques externes.
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Les matériaux architecturés.
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Le machine learning appliqué au design des matériaux.
Les stages :
Des sujets de stage provenant des études actuelles dans des domaines technologiques en pleine évolution tels que l’aéronautique et l’espace, l’offshore, le génie nucléaire, la géophysique, le génie industriel et l’ingénierie assistée par ordinateur, sont proposés aux élèves dans divers laboratoires industriels et universitaires de la région parisienne, en province ou à l’étranger.
Les élèves intéressés devront envoyer aux responsables de l’option la feuille de vœux disponible sur le site du catalogue. Cette feuille devra préciser les stages choisis parmi ceux proposés par l’option ou ceux trouvés par les élèves eux-mêmes, nécessitant validation par les responsables. Les élèves pourront contacter un responsable pour définir le stage qui leur convient le mieux.
Exemples de stages réalisés précédemment :
En France :
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SETEC : structures élastiques, ondes sismiques
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SETEC Nucléaire : équilibre des structures, coques en béton armé
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Beckton-Dickinson (BD) : matériaux biomédicaux, production de seringues, injection de médicaments dans les tissus
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Groupe Stellantis : fissuration, comportement élasto-plastique
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Météo-France : écoulement des glaciers, corrélation digitale d’image
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Framatome : calculs des structures élasto-plastiques, fissuration
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SAFRAN : modélisation de matériaux composites
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Saint-Gobain Recherche : maintenance prédictive, analyse des vibrations
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Eurovia Vinci : perméabilité et ruissellement du sol et des chaussées
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Université Paris-Saclay : étude des matériaux par fabrication additive
À l’étranger (à titre indicatif) :
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ETH Zurich : rupture fragile et ductile, matériaux ferroélectriques et couplés, calculs numériques, matériaux architecturés
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Cornell University, USA : machine learning pour les matériaux, calculs numériques des matériaux architecturés
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Johns Hopkins University, USA : matériaux architecturés, machine learning, rupture, impression 3D
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École Polytechnique Montréal, Canada : étude des séismes
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McGill University, Canada : structures élancées, théorie et calculs
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EPFL, Suisse : matériaux de construction biosourcés, structures élancées, matériaux actifs
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University of Colorado, Boulder, USA : biomécanique, matériaux biomimétiques
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CALTECH, USA : propagation des ondes, métamatériaux architecturés
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University of Texas, Austin, USA : rupture ductile des matériaux métalliques et polymères, matériaux intelligents
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University of Amsterdam, Pays-Bas : métamatériaux imprimés en 3D, matériaux cellulaires
Modalités d’évaluation :
Rapport écrit de 20 à 30 pages et soutenance orale.
