Doctorat (H/F) : Conception d’architectures optimisées en acoustique

Doctorat (H/F) : Conception d’architectures optimisées en acoustique

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Date Limite Candidature : jeudi 8 août 2024 23:59:00 heure de Paris

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Informations générales

Intitulé de l'offre : Doctorat (H/F) : Conception d’architectures optimisées en acoustique
Référence : UMR8006-PIEMAR-005
Nombre de Postes : 1
Lieu de travail : PARIS 13
Date de publication : jeudi 18 juillet 2024
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 octobre 2024
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : La rémunération est d'un minimum de 2135,00 € mensuel
Section(s) CN : Ingénierie des matériaux et des structures, mécanique des solides, biomécanique, acoustique

Description du sujet de thèse

On cherchera à formuler un algorithme prédictif rapide des propriétés dispersives de milieux architecturés (modes et nombres d’onde) prenant en compte un éventuel couplage solide/fluide en utilisant la stratégie de stabilisation de l’approche par FFT proposée récemment dans [Sab2023]. Deux aspects de la méthode seront notamment discutés : le choix du milieu de référence (à élasticité et densité homogènes) et la méthode de recherche de valeurs propres, ces dernières formant les courbes de dispersion. Pour réduire d’avantage le coût de calcul, des approches de réduction de modèle seront envisagées, comme l’utilisation d’une base réduite [Allaire2018a, Boukadia2018, Palermo2020]. Se posera alors la question du choix de la base pertinente (e.g. modes de coupure ou développement asymptotique).

Ces calculs prédictifs seront validés expérimentalement sur des structures architecturées réalisées par fabrication additive multi-matériaux et représentatives des cas d’application : (i) architecture biphasée à fort contraste (thermoplastique / élastomère) et (ii) microstructure poreuse plongée dans un fluide d’environnement. Pour cela, on mettra en œuvre l’approche multimodale large-bande développée au PIMM [Poudrel2023] avec de nécessaires développements autour de la prise en compte de la périodicité de la structure dans les mesures réalisées et le traitement des données. A partir des données obtenues, on envisagera la formulation de méthodes inverses [Margerit2019, Ribeiro2022] permettant le recalage des modèles prédictifs (paramètres matériau, propriétés du milieu environnant, etc.)

On abordera enfin la formulation de procédures d’optimisation dans le but de concevoir une architecture optimisée pour une application en acoustique [Allaire2018b]. Dans ce cadre, on évaluera notamment la possibilité de calculer la dérivée topologique par une approche FFT de façon à proposer une méthode de conception numérique unifiée. En particulier, les contraintes associées au comportement statique du milieu pourront être intégrées de façon naturelle, celui-ci étant caractérisé par l’asymptote basse fréquence des ondes de Bloch.

La démarche de conception et de validation implémentée sera finalement appliquée à un cas pratique associé à l’optimisation du coefficient anéchoïque d’une méta-surface périodique [Roux2021]. La performance des structures optimisées par rapport au cahier des charges sera finalement vérifiée expérimentalement.

Contexte de travail

Le projet CAPADOCE (Conception d’Architectures oPtimisées en Acoustique par un Dialogue mOdèlisation rapide - Caractérisations Expérimentales), porté par un financement 80|Prime (MITi-CNRS), propose de réunir des compétences issues de différents laboratoires sur la modélisation numérique, la réduction de modèle, l’optimisation et la caractérisation expérimentale des structures architecturées périodiques, dans le but de développer une démarche complète de conception associée à l’optimisation des propriétés acoustiques de ces méta-matériaux.

Ce projet est porté par Pierre Margerit (CR CNRS) au Laboratoire PIMM (ENSAM Paris), qui développe des approches mixtes expérimentales-numériques dans le but d’enrichir les connaissances autour du comportement dynamique des matériaux architecturés. La proposition implique également Grégoire Allaire (Professeur à l’Ecole Polytechnique) au CMAP, qui interviendra sur les aspects associés à la réduction de modèles et l’optimisation topologiques/méthodes inverses. Le Laboratoire Navier (ENPS) est finalement impliqué sur les aspects numériques, par le biais de Karam Sab et Jeremy Bleyer, qui sont à l’origine de la formulation récente d’une méthode FFT à convergence améliorée et qui permet d’envisager le travail proposé.


Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.

#J-18808-Ljbffr