Ces travaux de thèse apportent une contribution à la problématique de la conception de nouveaux objets de génie des procédés réalisés par fabrication additive. Plus particulièrement, une méthode pour la conception d’internes structurés complexes aux propriétés d’usage maîtrisées a été proposée. Des structures innovantes à géométrie complexe, ayant des propriétés géométriques et morphologiques intéressantes, pour des applications de mélange et de séparation ont été conçues, produites, caractérisées et modélisées. Ainsi, un garnissage à base de fils de section cylindrique est développé pour des applications en tant que contacteur gaz-liquide, alors qu’un ruban hélicoïdal est conçu pour des réacteurs oscillatoires continus. Dans un premier temps, différentes configurations ont été imprimées et étudiées d’un point de vue expérimental en modifiant les propriétés géométriques des structures, puis, des méthodes de caractérisation ont été appliquées sur ces internes pour mesurer leurs performances (capacité et efficacité en transfert de matière ou pourcentage du mélange). Dans un second temps, des travaux de modélisation mathématique, en se basant sur les données expérimentales et sur de l’analyse dimensionnelle, ont abouti à des corrélations adimensionnelles permettant de prédire les performances de ces internes en fonction des paramètres morphologiques. Enfin, des stratégies d’optimisation ont été mis en place sur la base de ces modèles afin d’être capable d’optimiser les paramètres géométriques en fonction des propriétés d’usage attendues
