Thèse Prothèses Externes Personnalisées en Composites Pla Renforcés Imprimés en 3D une Approche Intégrée Matériau-Procédé-Structure H/F Doctorat.Gouv.Fr
- Paris - 75
- CDD
- Bac +5
- Service public d'état
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Les missions du poste
Question centrale : comment maîtriser l'interaction entre la composition du matériau, les paramètres de fabrication additive et l'architecture de la prothèse pour concevoir une structure personnalisée au meilleur compromis entre masse, rigidité, résistance mécanique et sécurité ?
Hypothèse : une caractérisation expérimentale approfondie, associée à un modèle numérique anisotrope, permet de construire un modèle prédictif qui oriente simultanément le choix du matériau, des paramètres d'impression, de l'architecture interne et de la géométrie. Il s'agit de dépasser la comparaison de matériaux pour proposer une méthodologie de conception optimisée et personnalisée.
1. Caractériser les propriétés physico-chimiques, microstructurales et mécaniques de composites PLA renforcés de fibres de carbone, de verre et de Kevlar.
2. Établir l'influence des paramètres de fabrication additive sur la microstructure et le comportement mécanique.
3. Identifier les paramètres mécaniques nécessaires à la modélisation des composites imprimés.
4. Développer et valider un modèle éléments finis capable de prédire le comportement de la structure.
5. Élaborer une stratégie d'optimisation multi-objectifs intégrant contraintes mécaniques et contraintes de fabrication.
6. Concevoir, fabriquer et valider expérimentalement un prototype de prothèse externe personnalisée.
Le profil recherché
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Leur difficulté est ailleurs. Les propriétés finales dépendent de la nature et de la fraction du renfort, de l'orientation des fibres et des couches, du taux de remplissage, de l'architecture interne et des paramètres d'impression. Le comportement est fortement anisotrope et ne se déduit pas des seules propriétés du matériau. Pour une prothèse, la géométrie, le chargement et la morphologie de l'utilisateur s'y ajoutent : la conception reste aujourd'hui empirique et coûteuse en essais.
Cette thèse construit une approche intégrée matériau-procédé-structure qui relie la formulation et la microstructure du composite aux paramètres d'impression, puis au comportement mécanique et à la conception finale de la prothèse. - Relier composition et procédé à la microstructure, puis aux propriétés mécaniques du composite imprimé.
- Simuler fidèlement un comportement anisotrope hérité de la fabrication, à partir de propriétés réellement mesurées.
- Optimiser ensemble matériau, paramètres d'impression, architecture interne et géométrie, sous contraintes de fabrication.
Publiée le 07/11/2026 - Réf : ee80404717c0e4427ccf309f471ad8d9
