ADAM : Design Accéléré de Matériaux Architecturés
Pilote : Laurent ORGEAS
3SR – Laboratoire Sols, Solides, Structures, Risques
(UMR 5521 Univ. Grenoble Alpes/CNRS/Grenoble INP)
Mots clés : matériaux architecturés, impression 3D-4D, imagerie 3D-4D, conception par intelligence artificielle, propriétés thermiques et hygro-mécaniques
Avec une demande grandissante de matériaux multifonctionnels aux propriétés optimisées, l’approche usuelle de design de matériaux qui optimise leur chimie et leur nanostructure est intéressante mais atteint ses limites. Pour les dépasser, une approche complémentaire s’avère pertinente et consiste à tirer parti de l’échelle supérieure, la mésostructure, dans laquelle l’architecture du matériau peut être pilotée par hybridation et/ou optimisation de la géométrie. Cette démarche nécessite le recours à des procédés d’élaboration et de mise en forme des matériaux innovants, comme l’impression 3D ou 4D.
En profitant des avancées récentes sur l’intelligence artificielle et la fouille de données, le projet ADAM (Accelerated Design of Architectured Materials) se propose de découvrir de nouveaux matériaux architecturés :
- aux mésostructures optimisées pour des propriétés multifonctionnelles augmentées,
- qui représentent de réelles ruptures au regard des solutions matériaux existantes,
- en accélérant ce processus de design d’un facteur dix.
La preuve de concept globale sera mise en évidence avec trois matériaux architecturés imprimés, en phase avec les problématiques majeures de la transition énergétique et du changement climatique. Ils sont d’intérêts particuliers dans le domaine de l’énergie, du transport de biens et de personnes ou bien encore de la santé.
Pour les deux premiers systèmes architecturés, métalliques, nous optimiserons leur mise en forme, leurs mésostructures et leurs propriétés thermiques (conductives et radiatives) et mécaniques (élasto-plastiques) en couplant :
- imagerie 3D in operando en temps réel sur dispositif de fabrication additive instrumenté,
- imagerie 3D in situ en temps réel au cours de la déformation des architectures produites,
- modélisation numérique avancée en science des matériaux et en optimisation de structures,
- techniques issues de la fouille de données et de l’intelligence artificielle.
Le troisième système sera un système bio-sourcé hydrophile élaboré par impression et optimisé pour atteindre des propriétés hygromorphes nouvelles.