Les métamatériaux sont des matériaux dont les propriétés mécaniques découlent de leurs structures internes plutôt que des propriétés de leurs matériaux d'origine. En ajoutant de petites incisions à une plaque fine de matériau, en utilisant une découpeuse laser, nous pouvons facilement fabriquer des métamatériaux 2D, qui peuvent se courber de manière significative lorsqu'ils sont déformés. En faisant varier les tailles et les orientations des incisions, les propriétés physiques ainsi que l'apparence de l'objet peuvent être modulées. Cela a des applications intéressantes en design industriel, ingénierie, architecture et art. Cependant, la conception de plaques prenant une forme souhaitée après déformation nécessite des outils numériques qui nous permettent de simuler et d'inverser le processus. D'un côté des études exploitent les métamatériaux pour obtenir des objets courbes via un changement de métrique. Et concernant les objets actifs en flexion, d'autres études proposent de contrôler la courbure d'un objet par une variation de largeur ou d'épaisseur de rubans. Ces deux champs de recherche nous ouvrent la voie à l'utilisation de métamatériaux pour la fabrication d'objets actifs en flexion personnalisés. L'objectif de cette thèse est d'améliorer et de développer des outils de conception d'objets personnalisés exploitant les métamatériaux. Nous focaliserons notre attention sur les objets actifs en flexion fabriqués par découpe laser. Ma première contribution consiste à introduire une nouvelle famille de métamatériaux orthotropes dont on peut contrôler l'orientation d'orthotropie ainsi que la rigidité en flexion. L'étude de cette mésostructure nous amène à améliorer l'homogénéisation en flexion de métamatériaux pour faciliter son utilisation. Cette méthode numérique est un outil très polyvalent permettant de lier deux échelles de modélisation. Pour ma seconde contribution, je propose une méthode de conception inverse d'objets au profil contrôlable utilisant la nouvelle famille de métamatériaux paramétrables introduite précédemment. Cette méthode s'appuie sur une approche à deux échelles utilisant l'homogénéisation en flexion introduite précédemment. Ma troisième contribution consiste à introduire une nouvelle méthode de conception inverse de surfaces 3D personnalisées. Notre approche consiste à approximer une surface par des rubans en métamatériaux orthotropes. Nous introduisons aussi un nouveau modèle macroscopique de rubans orthotropes hautement paramétrable.À travers deux grands projets de fabrication d'objets personnalisés, nous explorons une vaste étendue de problématiques propres à la fabrication par découpe laser de métamatériaux, soulevant ainsi de nombreuses pistes pour de prochaines études.