École Nationale Supérieure de Techniques Avancées

Cycle d'ingénieur

MODEX 2025-2026

(Module Expérimental)

Enseignant responsable : Jean Boisson (jean.boisson@ensta.fr)

L'enseignement de MODEX consiste à réaliser en 6 séances, un projet sur un sujet préétabli.
L'objectif est de vous confronter à un environnement de recherche
à caractère principalement expérimental.

Les élèves inscrits dans un MODEX doivent :
- Assister à la séance de présentation des sujets
- Effectuer leur choix de MODEX dans les délais impartis
- Assister obligatoirement aux 6 séances de 3h encadrées
- Fournir un rapport écrit dans les délais impartis
- Préparer une présentation ou une vidéo et assister à l'ensemble des présentations de leur groupe.


I) Procédure de choix :

  1. Vous devez vous mettre par binôme en respectant la mixité de cursus avant l'arrivée à l'ENSTA 
  2. Faire 3 choix de thématique par ordre de préférence 
  3. Reportez la composition des binômes et les lettres des thématiques choisies dans cette feuille. (avant le 13/01/26)
  4. Vous trouverez la répartition finale des groupes sur cette page (à partir du 16/01/26) .
  5. Vous noterez que certains groupes seront peut-être modifiés pour respecter la mixité de parcours.
  6. Vous trouverez la répartition des soutenances avec les jurys sur cette page (15/03/26).
    Dates limites :
    - Remise des choix (3 choix par binômes) pour le mardi 13 janvier 23h59 AU PLUS TARD 
      ATTENTION :Vous êtes responsable de la constitution des binomes qui devront respecter les exigences du règlement de scolarité et respecter le principe de mixité énoncé plus dans et précisé dans la suite :
      Extrait du règlement de scolarité:
      L'ENSTA Paris est attachée à ce que ses étudiants - quels que soient leur nationalité et leur parcours académique antérieur - puissent expérimenter au cours de leur formation à l'Ecole le travail en équipe au sein de groupes composés
de profils variés. Lors de la constitution des groupes dans les activités pédagogiques impliquant un travail collectif, ce principe de mixité sera donc appliqué : chaque groupe devra se composer d'étudiants présentant une diversité en genre, en nationalités et en parcours antérieurs. Les responsables des activités pédagogiques concernées veilleront à l'application de ce principe.


II) Calendrier et déroulement du MODEX:

1. Séances de MODEX :

Les 6 séances de MODEX sont programmées sur 6 demi-journées :  les mardi matin suivants :

2. Soutenance : 

L'ensemble des soutenances aura lieu le 17 mars 2026 en présentiel (salles et composition des jurys à venir)
Dans chaque groupe, un jury est constitué d'un panel d'enseignants ayant proposé les sujets.

II) Rapport :

Les MODEX s'effectuent par équipe de 2 élèves. Chaque binôme doit rédiger un rapport écrit de 20 pages maximum (figures et bibliographie comprises). 
Ce rapport  doit être impérativement remis une semaine avant en fichier pdf (nom1_nom2_numérodusujet.pdf) à l'encadrant. 

VOUS TROUVEREZ DEUX EXEMPLES DE RAPPORT ici et ici.

Attention si vous choisissez la soutenance par Vidéo, vous devez tout de même rendre un rapport écrit allégé (voir plus bas). 

1. Remise du rapport papier à la soutenance + envoi du rapport nom1_nom2_numérodusujet.pdf à l'encadrant.

2. Vous pouvez réaliser le rapport en Latex ou en Word.



III) Soutenance :

Tous les élèves doivent assister à l'ensemble de la session de soutenance dans laquelle ils présentent. 

La soutenance peut être réalisée de 2 manières différentes au choix :
    -Présentation orale de 10-12 minutes suivie de questions.
    -Vidéo de 5 à 10 minutes projetée le jour de la soutenance, suivie de questions.

Vidéo (facultatif)
L'objectif est de se familiariser avec le média vidéo dans le cadre scientifique. Dès lors, il s'agit de réaliser une vidéo courte (5-10 min) dans laquelle la problématique est posée,
le système et les mesures sont décrites, enfin les résultats sont présentés et discutés. Il est recommandé d'utiliser les outils spécifiques au média (montage, incrustations, stop-motion,...) 
pour améliorer la pédagogie de la vidéo. Si vous choisissez ce moyen d'évaluation, il faudra le signaler par mail à votre encadrant et à jean.boisson@ensta-paris.fr avant 
la dernière séance de travail. Par ailleurs, les meilleures vidéos pourront éventuellement être diffusées si vous êtes d'accord.
Exemples de vidéos :
Tuned Mass Damper
Solar System
La gravité quantique à boucles

Attention si vous choisissez la soutenance par Vidéo, vous devez tout de même rendre un  rapport écrit "allégé" :
Introduction, problématique, figures avec légendes,  conclusion et bibliograhie (pas de corps de texte).


IV) Notation :

A l'issue des soutenances de chaque groupe, les enseignants se réuniront pour attribuer une note à chaque élève. La note totale se décompose de la manière suivante :
- Travail fourni pendant les séances encadrées : 1/3
- Rapport écrit (synopsis): 1/3
- Soutenance orale ou vidéo : 1/3

V) Liste des sujets : 

- Liste des sujets de Modex proposés (descriptifs sous la liste). 
- Il faut noter que certains de ces sujets seront encadrés en anglais.
- Les sujets se déroulent pour la plupart à Palaiseau, à l'UME , au TREX de l'école Polytechnique, au CEA, et à l'UCP. 

A) CHIMIE ENERGIE

A1. Stockage d’énergie thermique et frigorifique dans des matériaux à changement de phase du type hydrates de gaz.
A2. Nanoparticules : synthèse
A3. Nanoparticules : capture
A4. Réactions multicomposants

B) DYNAMIQUE/ VIBRATION

B1. Imagerie par capteur multiélément ultrasonore dans les métaux
B2. Chaos électronique : L'oscillateur non linéaire de Van der Pol
B3. Etudes des Modes de vibrations d'une plaque mince 
B4. Contrôle des vibrations lors d'un séisme
B5. Tube à choc
B6. Acoustique des salles : comment caractériser et améliorer l'acoustique d'une salle de cours.
B7. Lévitation de goutte par des ondes sonores stationnaires
B8. Lévitation d'aimants en rotation

C) MECANIQUE DES FLUIDES

C1. Contrôle de l'écoulement autour d'un profil d'aile
C2. Portance induite par une rotation : effet "Magnus"
C3. Balle sustentée par plusieurs jets libres
C4. Contrôle de la portance d'un cylindre, physique de la turbo-voile
C5. Instabilité de Taylor-Couette, transition vers la turbulence
C6. Etude de la trajectoire d'une bulle dans un couloir Hele Shaw
C7. Étude expérimentale de la couche limite autour d'un cylindre
C8. Étude expérimentale d'une interface liquide/air dans une conduite
C9. Étude expérimentale de la Houle
C10. Son de  biseau
C11. Physique des ondes de surface

D) MECANIQUE DES SOLIDES

D1. Thermo-mechanical coupling phase transformation of Shape Memory Alloys
D2. Métallurgie du chocolat
D3. Rhéologie du bonbon
D4. Caractérisation mécanique d'éprouvettes en TPU/TPE imprimées 3D
D5. Résistance à la flexion de plaques imprimées 3D 
D6. Soudage à l'arc MIG/MAG: aspects thermiques, aspects métallurgiques, effets structures 3D
D7. Influence de l’état de surface des pièces usinées
D8. Etude de biomatériaux adaptés à l'impression 3D pour la fabrication de scaffold
D9. Les popcorns dans tous leur états
D10. Etude des propriétés des matériaux métalliques imprimés en 3D
D11. Mécanique des matériaux imprimés en résine

VI) Descriptifs détaillés:

A) CHIMIE ENERGIE

A1. Stockage d’énergie thermique et frigorifique dans des matériaux à changement de phase du type hydrates de gaz.
Lieu : UCP ENSTA Palaiseau. 2 élèves. Responsable : Didier Dalmazzone (didier.dalmazzone@ensta.fr)
Le stockage de l’énergie thermique est un enjeu majeur pour l’amélioration de l’efficacité énergétique des systèmes de chauffage ou de réfrigération. Ce stockage peut être réalisé sous forme de chaleur sensible (échauffement ou refroidissement d’un corps possédant une capacité calorifique élevée) ou par chaleur latente (cristallisation ou fusion d’un corps possédant une chaleur latente de changement de phase élevée). Plus efficace en théorie, le second mode de stockage est également plus difficile à mettre en œuvre techniquement. La recherche dans ce domaine porte notamment sur la formulation et la mise en œuvre de matériaux à changement de phase appropriés (température et enthalpie de changement de phase, toxicité et eco-compatibilité, coût).
On propose dans ce travail d’étudier des matériaux à base d’eau et de dioxyde de carbone (CO2). Ces matériaux cristallins, dénommés hydrates de gaz, possèdent une enthalpie de changement de phase particulièrement élevée et sont d’un coût très bas. Leur emploi pour le stockage thermique posséderait en outre l’avantage s’offrir un débouché industriel au CO2, sous produit de nombreuses activités humaines en grande partie responsable du changement climatique.
L’objet du MODEX sera de mesurer les enthalpies de changement de phase et les capacités calorifiques de ces hydrates. Une technique de microcalorimétrie sous pression de gaz développée au laboratoire sera employée pour cela.

A2. Nanoparticules : synthèse
Lieu : UCP ENSTA Palaiseau. 2 élèves. Responsable : Jean François Hochepied (jean-francois.hochepied@ensta.fr)
Ce groupe travaillera surtout sur la synthèse de nanoparticules et leur caractérisation, en vue d'obtenir une gamme de particules d'oxydes métalliques de tailles et morphologies variées.

A3. Nanoparticules : capture
Lieu : UCP ENSTA Palaiseau. 2 élèves. Responsable : Dana Al Ghoul (dana.al@ensta.fr)
Ce groupe travaillera sur le procédé de capture de CO2 par des solutions d'amines. L'effet de l'ajout de nanoparticules (incluant celles synthétisées) sur la cinétique de libération du CO2 capté par les solutions d'amines sera étudié en fonction de la quantité et/ou de la nature chimique des particules.

A4. Réactions multicomposants
Lieu : UCP ENSTA Palaiseau. 2 élèves. Responsable : Marianne Guillard (marianne.guillard@ensta.fr)
Les méthodes de screening haut débit mises au point dans l'industrie pharmaceutique nécessitent de développer de nouvelles voies de synthèse afin d’obtenir un grand nombre de produits différents le plus rapidement possible. Les réactions multicomposants répondent en partie à cette nécessité ; il s'agit en une seule étape de coupler plusieurs produits (au moins trois), la structure finale retenant les éléments structuraux de chaque composé de départ. Il est alors possible de former plusieurs milliers de produits différents en une seule journée, en faisant varier les produits de départ et en automatisant les introductions de réactifs. Le laboratoire est spécialisé sur ces thématiques et notamment sur les couplages à base d'isonitriles (réactions de Ugi et Passerini). Nous proposons dans le cadre de ce modex de mettre au point des synthèses de structures hétérocycliques complexes en exploitant cette chimie des isonitriles couplée à des réactions de cyclizations. Ce modex sera l'occasion de travailler sur l'ensemble des techniques du domaine de la chimie organique (préparation de réactions, suivi réactionnel, chromatographie et analyse structurale).

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B) DYNAMIQUE/ VIBRATION

B1. Imagerie par capteur multiélément ultrasonore dans les métaux
Lieu : UME ENSTA Palaiseau. 2 élèves. Responsable : Florian Lebourdais (florian.lebourdais@cea.fr) et Delphine Landois (delphine.landois@cea.fr).
Ce MODEX va permettre d’explorer les principes de bases de l’imagerie ultrasonore, c’est-à-dire la manière de former des images à l’aide des sons. On utilise ici un capteur constitué de nombreux éléments qui émettent des ondes ultrasonores. Ceux-ci vont former un faisceau qui va permettre de balayer l’espace et de former des images dans des pièces métalliques.On étudiera les données obtenues et on s’intéressera à différents algorithmes géométriques qui permettent de construire les images.

B2. Chaos électronique : L'oscillateur non linéaire de Van der Pol
Lieu : CEA Saclay. 2 élèves. Responsable : Sebastien Aumaitre (sebastien.aumaitre@cea.fr).
On explore ici la dynamique chaotique d'un circuit électronique particulier : l'oscillateur de Van der Pol. Cet oscillateur imaginé par le physicien néerlandais est l'une des première mise en évidence d'un chaos déterministe.
L’équation de Van der Pol a trouvé de nombreuses applications dans les sciences physiques et biologiques. Par exemple, en biologie, Fitzhugh et Nagumo ont développé une version bidimensionnelle de ce système dynamique pour décrire le potentiel d'action des neurones.

B3. Etudes des Modes de vibrations d'une plaque mince 
Lieu : CEA Saclay  Palaiseau. 2 élèves. Responsable : Sebastien Aumaitre (sebastien.aumaitre@cea.fr)
Les ondes mécaniques dans les milieux élastiques ont tendance à présenter un comportement non-linéaire lorsqu’on augmente le forçage. Cela se manifeste notamment par des échanges entre ondes de différentes longueurs d’onde qui peuvent alimenter les modes propres du système et entrainer des évènements extrêmes et dévastateurs (cf tocama bridge). L’objectif de ce Modex sera d’étudier ces phénomènes (relation de dispersion, cascade d’énergie, évènements extrêmes) dans un dispositif modèle : des ondes de flexions dans les plaques minces élastiques (2mX1mX0.5 mm), aux moyens des outils expérimentaux disponibles au laboratoire (vibromètre laser, profilométrie par transformée de Fourier).

B4. Contrôle des vibrations lors d'un séisme
Lieu : UME ENSTA Palaiseau. 2 élèves. Responsable : Augustus Chukwu (engr.caugustus@gmail.com)
Le but de ce MODEX est d'étudier expérimentalement un modèle de bâtiment soumis à l'action d'un séisme, et de proposer et mesurer l'efficacité de stratégies de contrôle de vibration dans cette situation. On utilisera d'abord un amortisseur dynamique accordé (ou tuned mass damper, TMD), sous la forme d'un pendule simple, pour lequel on déterminera les paramètres optimaux. Ensuite, selon la disponibilité de temps et l'intérêt des étudiants, d'autres systèmes peuvent être étudiés, comme des isolateurs de base ou des métamatériaux.

B5. Tube à choc
Lieu : UME ENSTA Palaiseau. 2 élèves. Responsable : Marica Pelanti (marica.pelanti@ensta.fr).

Ce module expérimental porte sur une étude expérimentale et numérique de la propagation d'une onde de choc plane dans un tube. La mesure de la vitesse du choc expérimentale est comparée avec les résultats théoriques et numériques. Pour les simulations numériques 1D on utilise le logiciel CLAWPACK (avec interface Matlab pour la visualisation). Bonne connaissance Matlab requise.

B6. Acoustique des salles : comment caractériser et améliorer l'acoustique d'une salle de cours
Lieu : UME ENSTA Palaiseau. 2 élèves. Responsable : Karsten Plamann (karsten.plamann@ensta.fr)
L'objectif de ce MODEX est d'étudier expérimentalement les caractéristiques acoustiques d'une salle de cours, et de proposer des améliorations pour l'utilisation de cette salle dans un contexte donné: organisation d'un concert, d'une pièce de théâtre, prise de son, etc. Pour cela les étudiants mesureront dans un premier temps quelques grandeurs caractéristiques de la salle: modes de salle, réponse impulsionnelle, temps de réverbération, etc.. Dans un deuxième temps, ils proposeront des améliorations qui pourront être testées à l'aide du logiciel de simulation CATT Acoustic, ou directement dans la salle si le matériel est disponible.

B7. Lévitation de goutte par des ondes sonores stationnaires
Lieu : UME ENSTA Palaiseau, 2 élèves. Responsable : Emile Balandier (emile.balandier@ensta.fr).
L'objectif est de ce MODEX est la conception, la fabrication, la caractérisation et l'optimisation d'un dispositif de lévitation de goutte par ondes stationnaires. Le dispositif consiste en deux réseaux de transducteurs ultrasonores qui orientés en opposition génère des ondes sationnaires. Dès lors, les ventres de pression permettent d'avoir une position stable pour des objets légers comme des gouttes. Il s'agira de comprendre la physique de ce dispositif pour réaliser une fabrication maitrisée en impression 3D.

B8. Lévitation d'aimants en rotation
Lieu : UME ENSTA Palaiseau, 2 élèves. Responsable : Emile Balandier (emile.balandier@ensta.fr).
L'objectif est de ce MODEX est la conception, la fabrication, la caractérisation et l'optimisation d'un dispositif de lévitation d'aimants permanents en rotation. Pour cela il s'agir de réaliser une rotation à très grande vitesse d'un aimant Neodyme dans une configuration soigneusement sélectionnée. Le couplage entre le champ magnétique et les effets de rotation permettront de faire léviter un deuxième aimant dont il faudra étudier la stabilité et la dynamique.

C) MECANIQUE DES FLUIDES

C1. Contrôle de l'écoulement autour d'un profil d'aile
Lieu : TREX mécanique Pôle Mécanique, Palaiseau. 2 élèves. Responsable : William Gilbert (gilbert@lms.polytechnique.fr).
A notre disposition un profil NACA 0020 de corde 10cm et d'envergure 20 cm, une soufflerie de dimension de veine 20*30*40 cm dans laquelle on peur faire varier la vitesse de l'écoulement de 5 à 25 m/s. Comment améliorer les caractéristiques (traînée et/ou portance) de base d'un profil simple?

C2. Portance induite par une rotation : effet "Magnus"
Lieu : TREX mécanique Pôle Mécanique, 2 élèves. Responsable : William Gilbert (gilbert@lms.polytechnique.fr).
A notre disposition un cylindre de diamètre 4 cm et de hauteur 15 cm, une soufflerie de dimension de veine 15*15*60 cm dans laquelle on peur faire varier la vitesse de l'écoulement de 5 à 24 m/s. On étudiera l'écoulement autour d'un cylindre en rotation ( 0 à 10000 tr/min) pour comprendre l'effet Magnus.

C3. Balle sustentée par plusieurs jets libres
Lieu : TREX mécanique Pôle Mécanique, Palaiseau. 2 élèves. Responsable : Clément Savaro (savaro@ensta.fr).
A notre disposition une boite, munie de trous régulièrement espacés, reliée à une alimentation en air comprimé dont on peut faire varier le débit, plusieurs balles de diamètres et de poids différents. Le but de ce modex est de décrire les écoulements et les trajectoires prises par une balle soumise à ces écoulements.

C4. Contrôle de la portance d'un cylindre, physique de la turbo-voile
Lieu : TREX mécanique Pôle Mécanique, 2 élèves. Responsable : Clément Savaro (savaro@ensta.fr).
A notre disposition un cylindre de diamètre 4 cm et de hauteur 20 cm, une soufflerie de dimension de veine 20*30*70cm dans laquelle on peur faire varier la vitesse de l'écoulement de 5 à 20 m/s. Comment peut on contrôler l'écoulement pour augmenter la portance de ce cylindre?

C5. Instabilité de Taylor-Couette, transition vers la turbulence
Lieu : UME ENSTA Palaiseau. 2 élèves. Responsable : Paul Billant (paul.billant@polytechnique.edu)
Dans ce MODEX, on s'intéresse à l'écoulement entre deux cylindres concentriques pour lequel le cylindre intérieur est en rotation. Dans cet écoulement dit de Taylor-Couette vous mettrez en évidence par des mesures de Vélocimétrie par effet Doppler Laser la complexification de l'écoulement avec une succession de bifurcations symptomatiques de la transition vers la tubulence en mécanique des fluides.

C6. Etude de la trajectoire d'une bulle dans un couloir Hele Shaw
Lieu : UME ENSTA Palaiseau. 2 élèves. Responsable : Jean Boisson (jean.boisson@ensta.fr)
L'objectif de ce modex est l'étude des interactions entre une bulle en remontée et les bords d'une cellule de Hele-Shaw. Il s'agira de comprendre comment les paramètres de taille de bulle, de longueur d'onde des formes de bord peuvent interargir de sorte à modifier la dynamique de la bulle.

C7. Étude expérimentale de la couche limite autour d'un cylindre
Lieu : UME ENSTA Palaiseau. 2 élèves. Responsable : Diane Gaillard (diane.gaillard@cea.fr)
L'objectif est d'étudier l'écoulement aval d'un cylindre immergé à l'aide de la technique de PIV (Particle Image Velocimetry). L'analyse portera sur la caractérisation qualitative et quantitative des différents régimes d'écoulements en fonction du Reynolds.

C8. Étude expérimentale d'une interface liquide/air dans une conduite
Lieu : CEA Saclay. 2 élèves. Responsable : Francesco Occhiogrosso (Francesco.OCCHIOGROSSO@cea.fr)
Dans les applications industrielles de refroidissement de corps chauds, il est important de bien connaître les caractéristiques de l’écoulement en sortie de conduite d’un dispositif de refroidissement. En particulier, il s’avère que dans certaines conditions, la conduite cesse d’être pleine et qu’une interface liquide/air puisse se former à l’intérieur de la canalisation, modifiant drastiquement les échanges thermiques en sortie de circuit. On s’intéresse dans ce projet à caractériser la position du point de transition de cette surface libre en fonction des paramètres de l’écoulement : débit, pression d'entrée, diamètre de conduite, rugosité des parois, etc. On cherchera également à comprendre la dynamique du point de décrochage en présence de turbulence. Des mesures d’ombroscopie seront également mises en place pour observer la forme du jet et la hauteur de fluide, en conduite horizontale ou inclinée. 

C9. Étude expérimentale d'un écoulement à surface libre
Lieu : CEA Saclay. 2 élèves. Responsable : Luc Pastur (luc.pastur@ensta.fr)
Ce MODEX porte sur l’étude de la houle. Quelles sont les particularités des ondes excitées à la surface de l'eau ? Comment se distinguent-elles des ondes acoustiques ? Pourquoi les vagues arrivent-elles en général parallèles à la plage ? Quel est le mécanisme qui conduit au déferlement ? Qu'est-ce que la dérive de Stokes ? Qu'est-ce qu'une onde solitaire et quel rapport entretient-elle avec le phénomène de tsunamis ? Les "vagues scélérates" existent-elles ? Pourquoi la mangrove amortit-elle l’intensité des vagues ? Toutes ces questions, et bien d'autres encore, pourront être abordées au cours de ce MODEX.

C10. Son de Biseau
Lieu : CEA Saclay. 2 élèves. Responsable : Lucas Boussard (lucas.boussard@outlook.fr)
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C11. Physique des ondes de surface

Lieu : UME ENSTA Palaiseau. 2 élèves. Responsable : Paul Billant (paul.billant@polytechnique.edu)
Dans ce modex vous étudierez la physique des ondes de surface d'un liquide dans un canal à surface libre. En modifiant l'écoulement vous pourrez étudier les différents régimes torrentiel et fluvial et comprendre l'intéraction entre les vagues et le champ de vitesse en profondeur.

D) MECANIQUE DES SOLIDES

D1.  Thermo-mechanical coupling phase transformation of Shape Memory Alloys
Lieu : UME ENSTA Palaiseau. 2 élèves. Responsable : Yongjun He (yongjun.he@ensta.fr).
A special smart material so-called Shape Memory Alloys (SMAs) can take a solid-solid phase transformation under temperature-stress coupling loadings. 
In current MODEX, different loading frequencies are adopted to perform fatigue tests. After the fatigue test, some thermo-mechanical characterization 
on the material will be used to understand the solid-solid phase transformation process.

D2.  Métallurgie du chocolat
Lieu : UME ENSTA Palaiseau. 2 élèves. Responsable : Fabien Szmytka (fabien.szmytka@ensta.fr).
Descriptif : le chocolat, comme les matériaux métalliques, est sensible aux variations de températures auquel il est sujet lors de sa solidification. Le tempérage du chocolat consiste ainsi à le faire fondre et à amorcer la cristallisation de manière à obtenir des propriétés particulières pour le produit solidifié. L’objectif de ce modex sera ainsi d’étudier les cycles thermiques appliqués au chocolat (température maximale atteinte, vitesse de refroidissement, palier de température, etc) et de former des éprouvettes de flexion pour étudier ses propriétés mécaniques une fois refroidies. Il s’agira ainsi de trouver le procédé de mise en forme qui permettra d’avoir e chocolat le plus croquant possible !
Mots clés : Traitements thermiques, essais de flexion, Procédé de mise en forme

D3. Rhéologie du bonbon
Lieu : UME ENSTA Palaiseau. 2 élèves. Responsable : Fabien Szmytka (fabien.szmytka@ensta.fr).
La gélatine, un produit issu de tissus animaux (souvent de porc) est un des composés principal des bonbons du commerces. Elle peut être remplacée par d’autres composant, par exemple d’origine végétale, mais cela  amène à faire évoluer la composition générale du bonbon pour parvenir à obtenir les même sensations de dégustation pour les consommateurs. Comprendre l’influence des différent constituant d’un matériau (ici un bonbon) sur ses propriétés mécaniques (ici sa résistance à l’écrasement) est impératif pour trouver les compositions optimales et procéder par exemple à une substitution de constituant. Ce modex d’attachera donc à explorer ce domaine de la mécanique des matériaux au travers de différents tests mécanique sur des composé gélatineux comme les bonbons.

D4. Caractérisation mécanique d'éprouvettes en TPU/TPE imprimées 3D
Lieu : UME ENSTA Palaiseau. 2 élèves. Responsable : Nicolas Thurieau (nicolas.thurieau@ensta.fr).
Résumé : L’impression 3D polymère a fait de nombreux progrès ces dernières années avec des imprimantes permettant de produire des pièces complexes avec des résolutions très fines. Pour cette étude, vous utiliserez une imprimante multi-matériau FDM permettant de transformer des granulés de matières en produit imprimable. Il s’agira alors de tester des produits souples : le TPU et le TPE, thermoplastiques élastomères qui allient les propriétés élastiques des élastomères et les propriétés mécaniques des plastiques. Il vous faudra alors définir des éprouvettes, les imprimer, définir un plan d’expérience en traction permettant de choisir le meilleur compromis entre les différents paramètres d’impression et ensuite analyser le comportement mécanique des différentes éprouvettes.
Mots clés : fabrication additive, thermoplastique élastomère, plan d’expérience, essais de traction

D5. Résistance à la flexion de plaques imprimées 3D 
Lieu : UME ENSTA Palaiseau. 2 élèves. Responsable : Nicolas Thurieau (nicolas.thurieau@ensta.fr).
Descriptif : L’impression 3D polymère a fait de nombreux progrès ces dernières années avec des imprimantes permettant de produire des pièces complexes avec des résolutions très fines. Pour cette étude, vous utiliserez une imprimante FDM permettant d’imprimer à la fois de l’acide polylactique ou PLA et de l’acrylonitrile butadiène styrène ou ABS. Il s’agira de produire une plaque qui résiste le mieux à la flexion, en jouant à la fois sur l'épaisseur, le matériau, le remplissage, l'orientation de la matière pour une taille de plaque fixée. Il vous faudra mettre au point un plan d’expérience et identifier puis analyser les modes de défaillance des plaques imprimées
Mots clés : fabrication additive, thermoplastique élastomère, plan d’expérience, essais de flexion

D6. Soudage à l'arc MIG/MAG: aspects thermiques, aspects métallurgiques, effets structures 3D
Lieu : UME ENSTA Palaiseau. 2 élèves. Responsable : Lahcène Cherfa (lahcene.cherfa@ensta.fr).
Une opération de soudage s'accompagne d'une très forte élévation de température de l'assemblage (fusion) suivie d'un refroidissement rapide. Cela entraîne une modification de l'état microstructural, et bien souvent des propriétés mécaniques du matériau soudé. Il s'agit de réaliser des cordons de soudure à l'aide d'un robot de soudage à l'arc, avec différentes conditions opératoires. On détermine la cartographie de température en surface lors du soudage à l'aide d'une camera infrarouge. On pratique une analyse macrographique des cordons de soudure pour caractériser les hétérogénéités métallurgiques engendrées (Zone fondue, zone affectée thermiquement). Mots clé: Soudage à l'arc, thermographie infrarouge, analyse métallographique.

D7. Optimisation mécanique de pièces imprimées en 3D
Lieu : UME ENSTA Palaiseau. 2 élèves. Responsable : Lahcène Cherfa (lahcene.cherfa@ensta.fr).
À mesure que l’impression 3D devient de plus en plus accessible en tant que méthode de fabrication, de nombreuses entreprises l’adoptent pour la production de pièces finales. Dans ce contexte, il devient impératif de bien comprendre les diverses technologies disponibles et les performances des matériaux à utiliser.  En règle générale, la plupart des polymères thermoplastiques sont considérés comme isotropes, principalement en raison de leur nature et du fait que la cohésion entre les chaînes polymères qui les constituent est uniforme dans toutes les directions.  Toutefois, cela ne signifie pas que les pièces fabriquées à partir de ces matériaux conservent ce niveau de qualité. Le terme « isotropie » désigne l’uniformité dans toutes les directions, un concept essentiel lorsqu’il s’agit de pièces imprimées en 3D. L’isotropie peut être interprétée de diverses manières, qu’il s’agisse de la couleur, de la finition de surface, de la forme du modèle, etc. Cependant, la caractéristique qui suscite le plus d’attention, et qui est généralement associée à l’isotropie, est la force. Comprendre ce concept revêt une grande importance, surtout dans le contexte de l’impression 3D, car il a un impact significatif sur la qualité et la fiabilité des pièces finales produites. Ce module expérimental mettra en évidence en quoi l’isotropie est-elle cruciale, comment influe-t-elle sur les pièces imprimées et les possibilités de posttraitement d’impression 3D pour améliorer leur résistance mécanique.

D8. Sujet optimisation magneto-mécanique d'un composite : 
Lieu : UME ENSTA Palaiseau. 2 élèves. Responsable : Alicia Amari (alicia.amari@ensta.fr).
La communauté scientifique porte un intérêt grandissant aux composites formés de polymères et de particules magnétiques pour leurs capacités motrices dans un environnement magnétique. Il devient alors nécessaire d'expliciter les propriétés magnétiques et mécaniques d'un tel matériau afin de pouvoir concevoir et optimiser la fabrication d'un objet magnétisable. Nous utiliserons différentes méthodes pour caractériser ces composites, par exemple à partir d'essai de traction/compression.

D9. La mécanique des popcorns
Lieu : UME ENSTA Palaiseau. 2 élèves. Responsable : Alicia Amari (alicia.amari@ensta.fr).
L’éclatement d’un grain de popcorn résulte de l’accumulation d’énergie interne et de la libération soudaine de contraintes mécaniques associées à la vaporisation de l’eau confinée. Ce phénomène met en jeu des processus couplant thermodynamique et mécanique que nous étudierons et expliciterons. Il s'agira de faire le lien entre les transferts énergétiques à partir de différentes méthodes et d'expliciter, en fonction de ces résultats, les champs d'application de la mécanique du popcorn. 

D10. Etude des propriétés des matériaux métalliques imprimés en 3D
Lieu : UME ENSTA Palaiseau. 2 élèves. Responsable : Baris Telmen (baris.telmen@ensta.fr)
L'impression 3D est une technologie qui nous permet de prototyper rapidement de nouvelles structures. L'objectif est de caractériser le métal imprimé en 3D par des tests d'indentation (comparaison avec les valeurs ASTM et littérature) et d'observer les propriétés de la microstructure.

D11. Mécanique des matériaux imprimés en résine
Lieu : UME ENSTA Palaiseau. 2 élèves. Responsable : Baris Telmen (baris.telmen@ensta.fr)
Imaginez que votre échantillon de résine soit un minuscule château LEGO ultra-résistant construit à partir de briques liquides ! Lorsque la lumière UV frappe le liquide, elle assemble toutes les chaînes de polymères (les briques) pour former un réseau 3D rigide, résistant et permanent. Ce processus est appelé réticulation. Lorsque vous testez l'échantillon, vous essayez de séparer ces briques assemblées. Plus l'assemblage est parfait (meilleure est la polymérisation), plus le château est solide et moins il est flexible avant de finir par se briser !


Mise à jour : J. Boisson, le 10 Décembre 2025