AXE MÉCANIQUE & MATÉRIAUX

Créé en 2007, l’axe MECANIQUE & MATERIAUX a pour objectif le développement de méthodes et d’outils d’ingénierie mécanique pour la conception de structures mécaniques durables. Cet axe s’intéresse :

  • A l’analyse des matériaux et structures en présence de singularités matérielles et géométriques et à la fabrication additive ;
  • A la biomécanique.

THEMES DE RECHERCHE

1 - Matériaux et structures et fabrication additive

  • Développement de critères d’amorçage et de propagation de fissure, de trajectoire et de stabilité de fissure ;
  • Utilisation conjointe de la simulation par éléments finis ;
  • Relations entre microstructures et propriétés.

 

  • Optimisation de matériau intelligent intégrant l’analyse des sollicitations mécaniques subies et mécanique de la rupture (Fracture Mechanics) ;
  • Outillage rapide pour l’usine du futur (Rapid Tooling) et conception intégrée en fabrication additive (DFAM-Design For Additive Manufacturing).

 
J. Gardan et al., Fracture improvement by reinforcing the structure of ABS parts manufactured by Fused Deposition Modeling (FDM - 3D Printing), 3D Printing and Additive Manufacturing Journal, 2018.

 

COLLABORATIONS

Grâce à son niveau d’excellence, l’axe MECANIQUE & MATERIAUX diffuse son expertise et réalise des partenariats de recherche avec de nombreux partenaires privés tels que TOTAL, BUREAU VERITAS, GDF-Suez, Nippon Steel, Cryospace. Au niveau international, l’axe MECANIQUE & MATERIAUX collabore avec TEXAS A&M University (USA), University of Cassino and Southern Lazio, le British Columbia Institute of Technology, l’Université de Technologie de Hefei (Chine), l’Université de Grimstad (Norvège), Polytechnique de Turin (Italie) et l’Université de Rijeka (Croatie). 

L’axe MECANIQUE & MATERIAUX est impliqué dans le pôle de compétitivité MATERALIA.
 

MEMBRES

Membres permanents

Fabien BESNARD - Enseignant-Chercheur - fabien.besnard@epf.fr

Docteur en mathématiques (Université Paris 7, 2000). Agrégé de mathématiques. Titulaire d'un magistère de mathématiques pures de l'université Paris Sud. Thématiques de recherche: Causalité en géométrie non commutative, physique et philosophie du temps.

Mots clés : Causalité, géométrie non commutative, quantification de la gravité, algèbres d'opérateurs.

Mahdi CHEMKHI Enseignant-Chercheur - mahdi.chemkhi@epf.fr

Diplômé en Génie Mécanique et Matériaux à l’Ecole Supérieure des Sciences Techniques de Tunis (2008), Master recherche en systèmes mécanique et matériaux à l’Université de Technologie de Troyes (2009), Doctorat en Système Mécanique et Matériaux à l’UTT (au sein de Laboratoire des Systèmes Mécaniques et d'Ingénierie Simultanée - LASMIS) en 2014, Attaché Temporaire d’Enseignement et de Recherche Section-60 à l’UTT (2013 - 2014). Qualifié en section CNU 28, 33 et 60. Mahdi CHEMKHI effectue ses recherches au sein de l'Institut Charles Delaunay (Laboratoire LASMIS) à l’Université de Technologie de Troyes. Ses activités de recherche concernent l’optimisation des structures mécaniques et amélioration des performances mécaniques de pièces issues de la Fabrication Additive métallique par SLM (Métallurgie de poudres) par l’élaboration des traitements de surface mécanique et/ou thermochimique, et les analyses et compréhension des relations microstructure & propriétés mécaniques.

Mots clés : Traitement de surface, Fabrication additive métallique, Choix et Caractérisation des matériaux, Fatigue, Tribologie (tests d’usure et de frottement).

Maxime BOURGAIN Enseignant-Chercheur - maxime.bourgain@epf.fr

Diplômé de l'Ecole Normale Supérieur Cachan, mention génie mécanique (2014), Master 2 enseignement de l'ENS Cachan (2013), agrégé de Sciences industrielle de l'ingénieur et ingénierie mécanique (2014), Master 2 recherche de l'ENSAM Paris en biomécanique (2014), et Doctorat en biomécanique de l'ENSAM Paris (2018). Maxime BOURGAIN effectue ses recherches au sein de l'Institut de Biomécanique Humaine Georges Charpak, Arts et Métiers ParisTech, à l'ENSAM Paris, en collaboration avec l'INSEP, le CERAH, la fédération française de golf et la fédération française de tennis de table. Ses activités de recherche concernent la modélisation biomécanique du mouvement pour la santé et la performance, l’approche musculosquelettique personnalisée par algorithme d'optimisation multi-corps, et  la mesure dynamique du mouvement par système opto-électonique, plateformes de force et EMG.

Mots clés : analyse du mouvement, OpenSim, modélisation musculo-squelettique, personnalisation, EMG, santé, performance.
   
Julien GARDAN Enseignant-Chercheur - julien.gardan@epf.fr 

Diplômé en Génie des Matériaux à l’université de Reims (2004), Master Ingénierie Production Assistée Par Ordinateur (IPAO) à l’université de Reims (2005), Master en Administration des entreprises parcours "Management des PME" à l’université de Reims, Doctorat en Système Mécanique et Matériaux à Troyes (Laboratoire LASMIS de l’UTT) en 2011. Julien GARDAN effectue ses recherches sur la Fabrication Additive (Impression 3D) au sein de l'Institut Charles Delaunay (Laboratoire LASMIS) à l’Université de Technologie de Troyes. Ses activités de recherche concernent l’optimisation des structures mécaniques par impression 3D dont l’étude des matériaux intelligents et leurs caractérisations en mécanique de la rupture (Fracture Mechanics)., le développement d’orthèses personnalisées à travers un processus de conception et de fabrication impliquant la numérisation 3D et la Fabrication Additive, et la conception intégrée comportant les critères d’usage et de fabrication additive (DFAM, Design For Additive Manufacturing) pour l’amélioration du processus de conception.

Mots clés : Fabrication Additive, Additive Manufactruing, Impression 3D, 3D Printing, Ingénierie numérique (CAE), fabrication rapide, numérisation 3D, conception centrée utilisateur (CCU).

     
Ali MAKKE - Enseignant-Chercheur - ali.makke@epf.fr

Diplômé en Génie Mécanique à l’université Libanaise Beyrouth (2006), Master recherche en science et génie des matériaux à l’INSA de Lyon (2007), Doctorat en génie de matériaux à L’INSA de Lyon (Laboratoire MATEIS) et l’Université de Claude Bernard-Lyon 1 UCBL - Laboratoire LPMCN (2011), ATER à I’Université de Claude Bernard (2011) et l’Université de Bretagne Sud, Lorient (2012) section 60. 
Ali MAKKE effectue ses recherches au sein de l'Institut Charles Delaunay (Laboratoire LASMIS) à l’Université de Technologie de Troyes. Ses activités de recherche concernent la simulation du comportement mécanique des matériaux à l’échelle moléculaire, et l’étude du comportement mécanique des agro-matériaux (Activité récente).

Mots clés : simulation, éléments finis, Dynamique moléculaire, polymères, copolymères à bloques, initiation d’endommagement (fissuration, nucléation des cavités…), calculs intensifs parallèles.

Yazid MADI - Enseignant-Chercheur - yazid.madi@epf.fr

Titulaire d'un Doctorat en Génie Mécanique, Ingénieur en Génie Civil, Agrégation en Génie Civil, DEA Matériaux-Structure-Fiabilité. Parcours : Doctorant au CEA/Saclay (1998-2001), Chercheur au Centre des Matériaux (2001-2002), Enseignant Lycée (2003-2008), Enseignant-chercheur détaché à l'EPF (depuis 2008). Yazid MADI effectue depuis 2008 ses recherches en partenariat avec le Centre des Matériaux Pierre-Marie Fourt (Mines ParisTech). Ses activités de recherche concernent le comportement, endommagement et rupture des alliages métalliques. L’ensemble des activités, basé sur une démarche expérimentale et numérique, a permis de répondre à des préoccupations industrielles dans les domaines de l’énergie et du transport. Les principales thématiques abordées sont les suivantes :

  • Fatigue : influence des contraintes résiduelles sur la propagation de fissures des alliages, fatigue oligocyclique des assemblages soudés à haute température avec prise en compte du comportement bi-matériaux, fatigue multiaxiale d’un acier de gazoduc.
  • Déchirure ductile : étude de l’effet bi-matériaux d’un assemblage soudé (prédiction du chemin de fissuration) sur le résistance à la rupture, prise en compte de l’anisotropie comportementale, étude de la pré-déformation plastique due au procédé de mise en forme des tôles, analyse du mode mixte par les techniques d’imageries DIC (Digital Correlation Image), effet de confinement plastique d’un acier de gazoduc, propagation d'une fissure dans l'épaisseur d'une paroi mince en alliage d'aluminium.

Mots clés : alliages métalliques, endommagement, rupture.

Joseph MARAE DJOUDA - Ingénieur de Recherche - joseph.marae_djouda@epf.fr

Diplômé de l'Université d'Orléans en Matériaux et Technologies Avancées en 2012, Joseph a poursuivi sa thèse à l'Université de Technologie de Troyes la même année. Il est Docteur en mécanique des matériaux Optique et Nanotechnologies en 2016. Cette thèse a été menée à l'interface entre l’optique (Laboratoire de Nanotechnologie, Instrumentation et Optique, LNIO) et la mécanique (Laboratoire de Systèmes Mécaniques et Ingénierie Concurrente, LASMIS). L'objectif était de concevoir un capteur pour les mesures de contraintes à l'échelle nanométrique en couplant, d’un point de vue optique, des nanoparticules d'or. Joseph MARAE DJOUDA effectue ses recherches en collaboration avec le Centre de matériaux Pierre-Marie Fourt de Mines PARISTECH. Il s'agit notamment de réaliser des d'études en mécanique des matériaux solides pour des entreprises industrielles telles que : ENGIE, TOTAL, SAIPEM. Le comportement et les dommages mécaniques des aciers de pipelines sont étudiés expérimentalement et numériquement. Des méthodes d'évaluation des contraintes dans les défauts des pipelines sont également proposées.

Mots clés : comportement mécanique de l'acier, détérioration, défaillance ductile, plasticité, analyse des éléments finis, caractérisation des matériaux

Thomas PROVOT - Enseignant-Chercheur - thomas.provot@epf.fr

Thomas PROVOT a obtenu en 2012 un diplôme d’Ingénieur à l’Ecole Nationale d’Ingénieurs de Metz ainsi qu’un diplôme de M2R en Mécanique, Matériaux, Structures et Procédés délivré en partenariat entre l’Ecole Nationale d’Ingénieurs de Metz, l’Université de Lorraine et l’ENSAM ParisTech. Il a ensuite obtenu un Doctorat à l’Université de Reims Champagne Ardenne dans le domaine de la Mécanique traitant de l’apport de l’accélérométrie pour l’étude quantifiée des dérives mécaniques de la course à pied face à la fatigue. Thomas PROVOT effectue ses recherches au sein de l'Institut de Biomécanique Humaine Georges Charpak à l’école d’ingénieurs Arts et Metiers Paristech. Ses activités de recherche concernent l’étude biomécanique des critères de performance par la mesure embarquée dans la course à pied outdoor.

Mots clés : Biomécanique, Sport, Mesure embarquée, Fatigue.
     
Naman RECHO - Coordinateur de l’axe DMMS (ancienne équipe ERMESS) - naman.recho@epf.fr - 01.55.52.11.02 

Naman Recho est fondateur de l’équipe ERMESS (équipe de recherche en mécanique des matériaux et structures) en 2006 à l’EPF. Docteur Ingénieur (1980), Docteur d’Etat Es sciences Physiques (1987) de l’Université Pierre et Marie Curie (UPMC) - Paris VI. Professeur des Universités (1988). Depuis 1993, Professeur à l’UBP (Université Blaise Pascal) Clermont-II et à l’Institut Pascal. Délégation CNRS à l’UPMC (2005-2007). Fondateur (1986) de l’option Mécanique des Matériaux et Structures – MMS à l’EPF- Ecole d’ingénieurs à Sceaux. Professeur émérite à l’Université Clermont Auvergne (UCA)- institut Pascal depuis janvier 2017. Professeur honoraire (2015) et Conseiller Recherche à l’école depuis 2007. 
Autres activités : Professeur au CHEC (Centre des Hautes Etudes de la Construction - Paris) (1985-2017), Professeur invité «Guest Professor» à l’Université de Technologie de Hefei en Chine (depuis 2004), Professeur invité à Polytechnique de Turin en Italie dans le cadre de l’école doctorale (depuis 2010), Membre du comité d’experts de l’université d’Agder de Kristiansand en Norvège (depuis 2014). Ses activités de recherche concernent la mécanique linéaire et non-linéaire de la rupture, la fatigue des assemblages soudés et analyse probabiliste, les problèmes de rupture à partir de singularités géométriques et matérielles, et les critères de bifurcation de fissures dans des éléments de structures soumis à la fatigue.

Mots clés : critères d’amorçage, propagation de fissure, microstructures et propriétés.

Jérémy ROUOT : Jérémy Rouot a obtenu en 2013 un diplôme d’ingénieur de Grenoble INP-Ensimag puis un doctorat en 2016 en mathématiques appliquées de l’Université de Nice-Côte d’Azur dans le domaine du contrôle optimal géométrique. Il a poursuivi un post-doctorat au LAAS-CNRS, Toulouse sur les techniques de géométrie algébrique pour des problèmes de contrôle optimal.
Ses activités de recherche concernent l’approche hamiltonienne en mécanique de la rupture, et l’étude de modèle de force-fatigue musculaire en biomécanique.

Mots-clés : contrôle optimal géométrique, méthodes numériques, mécanique de la rupture.

Anciens membres 

Laurent CHIN FOO : Doctorat EPF-HEI (bourse de Doctorat HEI-EPF). Sujet : "Singularités mécaniques et rupture - Analyses expérimentales, modélisations numériques et validation de modèles". Encadrement : Naman RECHO (EPF), Jean-Marie NIANGA (HEI).

Duy Cuong NGUYEN : Doctorat EPF-UTT (bourse de Doctorat CG 10) "Caractérisation de l’interface fibre/matrice. Application aux composites PP/chanvre". Encadrement : Ali MAKKE (EPF), Guillaume Montay (UTT).

Clement SORET : Doctorat Mines ParisTech - EPF (bourse CIFRE TOTAL). Sujet : « Strain based design of pipelines ». Encadrement : Yazid MADI (EPF), Jacques Besson (Mines-ParisTech).