Mechanics of divided media : deformable fibers and powders

The materials that we study are composed of soft, milli- or micro-metric, ordered or disordered assemblies of fibers, biopolymers or grains, with or without cohesion, with or without an encapsulated fluid/soft matrix. These media are characterized by the deformation of their elementary constituents and strong relative displacements between them under external stimuli. Their macroscopic response are closely linked to the geometry and mechanical behavior at the particle/fiber scale, at their contacts but also at the scale of the surrounding matrix. We seek to characterize these evolving microstructures and their microscopic deformation mechanisms in order to better understand and model the highly non-linear, irreversible and anisotropic mechanical behavior of the medium.

We are particularly interested in the following materials and structures:

• Quasi-ordered fibrous structures: textiles et autres renforts fibreux techniques pour matériaux composites structuraux (e.g. structures tissées de type interlock 3D, sergés ou toiles enduites) ou pour biomatériaux (e.g. coils pour anévrismes cérébraux, endoprothèses vasculaires ou scaffolds pour ligaments)
• Disordered fibrous structures: biosourced fibrous materials (paper, cardboard, nanopaper), self-entangled fibrous media (monofilament, crumpled paper)
• Gels and fiber suspensions: Sheet Molding Compounds, suspensions de fibres flexibles en régime turbulent, gels et mousses de nanofibrilles de cellulose
• Biological tissues: arteries, vocal cords, cytoskeleton and extra-cellular matrix

• Powders: ductile metal powders, biosourced polymer powders

The fields of application range from transportation (aeronautics, automotive, naval, packaging), to health (vascular and vocal fold biomechanics, biomaterials ) or environmentally related technologies (renewable energies, civil engineering, meteorology, water treatment).

Engineers

• T. Vié (2018) - Développement expérimental pour la caractérisation des poudres sur presses hydrauliques.

Post-docs

• D. Kunhappan (2019) - Simulation numérique de l'écoulement de suspensions de fibres - col. 3SR / LEGI / LaMCoS

Phd students

• J. Kaima (2018-2021) - Utilisation de fibres de bambou dans la conception de composites biosourcés - col. 3SR /  Univ. Chiang Maï (Thaïlande)

• H. Yousefi-Mashouf (2018-2021) - De la structure 3D et propriétés micro-mécaniques du pli vocal au design de matériaux biomimétiques - col. 3SR / GIPSA-lab

• J. Noël (2018-2021) - Mécanique des structures tissées pour la voilerie - col. 3SR / IRDL

• A. Terzolo (2017-2020) - Comportement biomécanique des plis vocaux humains - col. 3SR / GIPSA-lab

• M. Teil (2015-2019) - Simulations numériques par méthodes discrètes de la mise en forme de matériaux biosourcés à base de poudre d’amidon.

Alumni

Post-docs

• G. Molnar (2017) - From the Nanostructure and the mechanics of NanoFibrils of Cellulose to the Gel-like Rheology of Concentrated NFC Suspensions. col. 3SR /CERMAV / ILM / LaMCoS

• E. Walger (2017-2018) - Développement de bioraffineries à partir de fibres de recyclées : production d’amidon et de glucose recyclés - col. LGP2 / 3SR

• A. Regazzi  (2015) - Compression de Poudres Polymères : Application aux Composites Biosourcés

Phd

• T. Cochereau (2015-2019) - Substituts fibreux d’oscillateurs biomécaniques laryngés - col. 3SR / GIPSA-lab / LADAF

• F. Ott (2015-2019) - Biomatériaux tricotés - col. 3SR / Texinov

• N. Sassine (2015-2018) - Etude du comportement thermo-mécanique d'un milieu granulaire et interactions milieu/réservoir - col. 3SR / ISterre / CEA

• T. Viant (2015-2018) - Vulnérabilité des systèmes propulsifs : caractérisation et modélisation du comportement de matériaux énergétiques en régime dynamique - col. Equipe RV, 3SR

• C. Cavinato (2015-2018) - Caractérisation des micro-mécanismes de déformation et de rupture de la paroi aortique - col. 3SR / SINBIOSE

• M. Gassoumi (2015-2018) - Comportement de thermoplastiques renforcés par des tissus au cours de leur thermoestampage - col. 3SR / GeM / LaMCoS

• D. Kunhappan (2014-2017) - Modélisation numérique de l’écoulement de suspensions de fibres souples en régime inertiel. col. 3SR / LaMCoS / LEGI

• T. Laurencin (2013-2017) - Étude de la rhéologie des suspensions de fibres non-newtoniennes par imagerie et simulation numérique 3D à l'échelle des fibres.

• I. Azehaf (2014-2017) - Simulation numérique et expérimentation de renforts interlocks. col. 3SR / LaMCoS

• D. Ferré-Sentis (2013-2017) - Rhéologie et microstructures des Sheet Moulding Compounds hautes performances au cours de leur mise en forme par compression. col. 3SR / LaMCoS/ Plastic Omnium

• N. Abdelmoula (2012-2016) - Comportement élasto-plastique incrémental des poudres ductiles : simulation de l'écoulement plastique par la méthode des éléments finis multi-particules

• F. Martoia (2012-2015) - Matériaux composites biosourcés à double échelle de renforts : structure, mise en forme et propriétés mécaniques

• D. Perrin (2012-2015) - Vers un outil d’aide à la décision pour le traitement des anévrismes par endochirurgie

• B. Gadot (2012-2015) - Mécanique des milieux fibreux auto-enchevêtrés: application à un alliage à mémoire de forme de type Nickel-Titan

• A. Lemercier (2011-2015) - Biomatériaux tricotés - col. 3SR / Texinov

• W. Dib (2011-2014) - Comportement mécanique de tissus à voiles, en fibres synthétiques, sous sollicitations biaxiales et déformation finie