Hôtel des Arts et Métiers

Les matériaux traditionnels de l’ingénieur sont essentiellement issus de la chimie : presque l’ensemble du tableau périodique est aujourd’hui mobilisé. La nature, quant à elle, n’utilise qu’un nombre restreint d’éléments, mais elle organise ses matériaux de manière hiérarchique, sur de multiples échelles. Les développements récents des techniques de fabrication additive permettent désormais aux ingénieurs d’explorer cette voie en concevant des matériaux architecturés, c’est-à-dire des matériaux dont la méso-structure est spécifiquement conçue pour produire des comportements macroscopique sur mesure. La conception de tels matériaux exige une maîtrise fine des méthodes de changement d’échelle, qui permettent de prédire leur réponse mécanique effective à partir de leur organisation géométrique mésoscopique. Dans cet exposé, nous mettons en œuvre ces méthodes sur un origami périodique, qui constitue un cadre particulièrement pédagogique pour illustrer la démarche du changement d’échelle. Cette approche met également en lumière les propriétés mécaniques remarquables des matériaux architecturés inspirés des origamis, à la fois à travers le modèle effectif obtenu et par la manipulation de maquettes en papier simples, mais riches d’enseignements.