Université d'Orléans

Titre : Propagation d’une onde de choc en présence d’une barrière de protection.

Résumé :

Ces travaux de thèse s’inscrivent dans le cadre du projet ANR BARPPRO. Ce programme de recherche vise à étudier l’influence d’une barrière de protection face à une explosion en régime de détonation. L’objectif est d’établir  des  méthodes  de  calcul  rapides  de  classement  des  zones  d’effets  pour  aider  les  industriels  au dimensionnement  des  barrières  de  protection.  L’une  à  partir  d’abaques,  valable  pour  des configurations  en géométrie 2D, sur des plages spécifiées de paramètres importants retenus, avec une précision de +/- 5%. L’autre à partir d’une méthode d’estimation rapide basée notamment sur les chemins déployés, valable en géométrie 2D et en géométrie 3D, mais dont la précision estimée est de +/- 30%.
Afin d’y parvenir, l’étude s’appuie sur trois volets : expérimental, simulation numérique et analytique. La partie  expérimentale  étudie  plusieurs  géométries  de  barrière  de  protection  à  petites  échelles  pour  la détonation d’une  charge  gazeuse  (propane-oxygène  à  la  stœchiométrie).  Les  configurations expérimentées  servent  à  la validation de l’outil de simulation numérique constitué du solveur HERA et de la plateforme de calcul TERA 100. Des abaques d’aide au dimensionnement ont pu être réalisés à partir de résultats fournis par l’outil de simulation (3125 configurations de barrière de protection, TNT).
L’étude  des  différents  phénomènes  physiques  présents  a  également  permis  de  mettre  en  place  une  méthode d’estimation rapide basée sur des relations géométriques, analytiques et empiriques. L’analyse de ces résultats a permis d’établir quelques recommandations dans le dimensionnement d’une barrière de protection. Les abaques et le programme d’estimation rapide permettent à un ingénieur de dimensionner rapidement une barrière de protection en fonction de la configuration du terrain et de la position de la zone à protéger en aval du merlon.