La vulnérabilité du béton est toujours d’actualité, que ce soit face à des menaces de type impact ou de type blast, compte tenu des nombreuses utilisations de ce matériau dans les bâtiments et les infrastructures. Comment prédire la perforation par un missile ou une tête militaire, d’une structure composée de plusieurs dalles en béton armé ? Comment évaluer la tenue d’un mur face à une explosion dont les effets sont surpression appelée « blast » ? Telles sont les questions auxquelles Thiot Ingénierie est confrontée, pour apporter des réponses les plus fiables possibles à ses clients.
Sur ce thème et depuis 2018 — à l’image de ce qui a été fait dans le cadre d’impacts de grêlons sur structures aéronautiques — Thiot Ingénierie a initié une étude en interne.
Objectif : comprendre la réponse du béton sous fortes sollicitations dynamiques et particulièrement face à la perforation et au blast.
Le béton ou plus généralement les bétons, se classent dans la famille des géomatériaux et sont à ce titre des matériaux complexes : ils sont hétérogènes à l’échelle des études et leurs propriétés varient en fonction du temps et des conditions climatiques. On conçoit donc ainsi que l’étude du comportement de ces matériaux sous sollicitations dynamiques soit une « affaire d’experts ». La stratégie mise en œuvre dans notre laboratoire pour répondre à nos clients, repose sur une synergie entre essais, calculs et expériences de caractérisation.
Dans le cas de la réponse d’infrastructures en béton armé soumis à des blasts, c’est la restitution de l’endommagement et de la rupture du matériau qui est prépondérante dans le comportement global de la structure. Nos experts ont ainsi défini une stratégie de caractérisation du comportement du béton dans la gamme de sollicitation considérée lors d’une explosion. Les données récoltées lors de ces essais de caractérisation ont permis d’identifier les paramètres important conduisant à une restitution fiable des phénomènes du comportement du béton lorsqu’il est soumis à un blast
Riedel & al. 2010
Une illustration de notre savoir-faire en la matière est illustrée sur l’image qui représente une comparaison entre l’expérience et le calcul, pour un blast en champs lointain appliqué sur une plaque en béton armée. Ces simulations réalisées avec le logiciel IMPETUS AFEA, mettent en évidence la complexité de ce type de calcul multi physique, qui doit à la fois générer le bon terme source appliqué à la structure (historique de pression) et restituer la bonne déformation, puis la rupture du béton et de son armature.
Au prochain numéro, le blast en champs proche.
