Etude des effets mécaniques des explosions de gaz sur des structures de formes simples

par CATHERINE GUIBERT-DUPLANTIER

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Daniel Desbordes et de Jean-Claude Leyer.

Soutenue en 1993

à Poitiers .

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Résumé

L'etude concerne les effets produits sur l'environnement par l'explosion aerienne, en regime de deflagration, d'une charge gazeuse hemispherique de rayon fini, amorcee en son centre. La composition du melange combustible permet de faire varier la puissance de l'explosion. Le but de ce travail a ete d'apporter des precisions: i) sur l'evolution de la celerite de la deflagration pendant sa phase de ralentissement et d'arret sur le bord de la charge en fin d'explosion; ii) sur l'interaction de l'onde de pression, associee a la deflagration, avec des structures de formes simples (plaques, cubes, cylindres, spheres). Une loi empirique a ete proposee pour caracteriser le ralentissement et l'arret de la flamme en fin d'explosion. Cette loi de ralentissement et d'arret a permis d'estimer la phase negative de l'onde de pression et en particulier son amplitude maximale qui est comparable a celle de la surpression maximale atteinte au cours de l'explosion. Les variations de pression supportees par une structure placee dans le champ de l'explosion, ont ete mesurees en differents points de sa paroi. La pression incidente est amplifiee sur la surface de l'obstacle directement exposee au souffle de l'explosion et attenuee sur la surface cachee. Les coefficients caracterisant cette amplification (ou cette attenuation) dependent de la localisation du point sur l'obstacle mais aussi de la taille et de la forme de ce dernier. Ils varient peu avec la distance de l'obstacle au centre de l'explosion. L'amplification et l'attenuation des effets de l'onde incidente sont augmentees lorsqu'on modifie la forme de la structure dans l'ordre suivant: sphere-cylindre-plaque-cube. L'ensemble des resultats exposes trouve son application dans le domaine de l'analyse et de la prevention des risques d'explosion sur un site industriel

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