L’Institut de Génie Mécanique accueille un nouveau professeur prometteur

Pedro Reis a récemment intégré l’Institut de Génie mécanique comme Professeur ordinaire. Après dix ans au Massachussetts Institute of Technology (MIT), il poursuivra ses recherches sur les propriétés mécaniques des structures fines flexibles et souhaite transmettre aux étudiants sa passion pour le génie mécanique.

Spécialiste en mécanique et physique des solides, Pedro Reis s’intéresse particulièrement au flambage des structures fines, une instabilité mécanique qui provoque leur déformation. Tirer parti de la flexibilité et reconfiguration provenant de ce flambage pour des systèmes fonctionnels est au centre de la recherche du scientifique. Il a ainsi développé une méthodologie exploitant l’invariance géométrique du flambage, à travers la réalisation d’expériences précises en laboratoire, avec l’objectif de développer des modèles permettant de prédire le comportement mécanique de ces structures fines. A la tête du Laboratoire des Structures Flexibles (FLEXLAB), le docteur en physique souhaite apporter, par exemple, une meilleure compréhension des propriétés mécaniques des nœuds, une structure fine peu étudiée par l’ingénierie et la physique, avec une application au domaine de la suture en chirurgie. «Si nous comprenons les propriétés de cette structure flexible, nous pourrons aussi prédire comme elle se comporte lorsqu’un paramètre, par exemple le matériau du fil ou son diamètre, change», explique Pedro Reis. «Ces résultats pourront être appliqué au domaine de la robotique chirurgicale.»  Ses intérêts portent également sur d’autres catégories de problèmes, comme le couplage entre la déformation d’une structure fine et l’écoulement d’un fluide, par exemple le fléchissement des ailes d’un insecte ou d’un oiseau pendant le vol.

Des structures flexibles et inextensibles

Les structures fines sont des objets ayant une dimension beaucoup plus petite que les autres, comme un cheveu ou une feuille de papier. Ils peuvent se situer dans le domaine de l’infiniment petit, comme le graphène, ou à l’autre bout de l’échelle, comme les tuyaux d’acier utilisés dans le domaine du génie géothermique. Tous ont la caractéristique de pouvoir se déformer à cause du phénomène de flambage, causé par des charges de compression. Dans le passé, les scientifiques en étudiaient les propriétés afin d’éviter ces instabilités mécaniques. Pedro Reis a choisi l’approche inverse, à savoir utiliser et tirer parti de leur flexibilité. La déformation étant intrinsèquement liée à la géométrie de l’objet, elle rend les structures fines flexibles mais inextensibles. Résultat : le processus de déformation implique des non-linéarités géométriques difficiles à comprendre et prédire. Le scientifique construit donc les objets étudiés sous forme de modèles tangibles, conservant leurs propriétés physiques les plus importantes, et ce à la taille la mieux adaptée pour des études en laboratoire. Après avoir utilisé ces résultats pour développer des modèles théoriques computationnels, ceux-ci peuvent être appliqués sur la structure à sa taille initiale. «Je considère vraiment ces expériences basées sur des modèles précis comme un outil puissant pour la découverte et l’exploration en génie mécanique», souligne le Professeur. Cette démarche est soutenue par l’imagerie digitale, le calcul informatique et la théorie.

"Learning by doing"

A l’EPFL, Pedro Reis souhaite transmettre sa passion pour le génie mécanique aux étudiants. «Ce domaine gagne en popularité dans toutes les meilleures universités au monde, et attire de plus en plus d’étudiants», note le spécialiste. «Cela est largement dû à une demande de la société pour concevoir de nouvelles technologies, à l’interface entre le monde physique et celui du digital. Le génie mécanique se positionne parfaitement pour y répondre de manière intégrée». Il souhaite aussi encourager les étudiants à expérimenter et à tirer profit des compétences très larges acquises lors du cursus.  «Le génie mécanique connecte plusieurs spécialités fondamentales», explique Pedro Reis. «J’aimerais conduire les étudiants à combiner tous ces savoirs, pour acquérir de l’expérience dans la transformation d’une idée en projet, un processus à la base de la conception technique. Je crois aussi beaucoup dans le concept "learning by doing"». Pour lui, l’EPFL est le lieu idéal pour réaliser ce projet. «La croissance de l’EPFL est incroyable, en particulier dans la section de génie mécanique. Faire partie de ce dynamisme, contribuer à la phase de stabilisation, est très stimulant», indique le scientifique. «Je vois aussi un immense potentiel dans l’Institut de Génie mécanique, avec des étudiants, des chercheurs et des jeunes professeurs en train de rapidement devenir les experts mondiaux du domaine».

Un parcours international

De nationalité portugaise, Pedro Reis a obtenu un master en mathématiques appliquées à l’Université de Cambridge (UK), un doctorat en physique à l’Université de Manchester (UK), puis effectué des post-doctorats à New York et Paris. Il a ensuite enseigné durant dix ans au Massachussets Institute of Technology (USA). Avec son approche scientifique, il est considéré comme un chercheur majeur au sein des communautés de l’ingénierie mécanique et de la physique, et a été récompensé par plusieurs prix.