Tenue à l'explosion : calcul des structures sous surpression

Pourquoi un calcul dédié

Une surpression d'explosion n'est pas une pression statique. Selon le rapport entre la durée du pic et la période propre de la porte, l'effet dynamique amplifie ou atténue la réponse. Prendre le pic comme une pression constante peut donc surdimensionner une porte, ou la sous-dimensionner quand la charge dure à peine plus que sa période propre.

J'utilise un calcul temporel en dynamique explicite sous LS-DYNA ou RADIOSS. Le modèle intègre l'ossature, le parement, le cadre, la quincaillerie et les fixations. Il donne les déformations plastiques réelles, l'ouverture éventuelle entre vantail et cadre, et les efforts qui passent dans chaque liaison.

Ce que je vérifie

• Non-rupture des tôles, des profilés et du cadre : déformation plastique comparée à l'allongement à rupture du matériau.
• Maintien fermé de la porte, ou ouverture résiduelle inférieure à la valeur fixée par le cahier des charges.
• Tenue des paumelles, axes, pênes, gâches, crémones et galets de roulement.
• Tenue des vis autoforeuses, des boulons et des soudures sous les efforts dynamiques extraits du calcul.
• Tenue des chevilles et de la liaison au génie civil, selon la NF EN 1992-4 ou les données du fabricant.

Ma méthode

1. Le chargement. Je reprends le profil de pression de l'étude de dangers ou du CCTP : pic, durée, forme triangulaire ou champ non uniforme, explosion côté paumelles ou côté opposé.
2. Le modèle explicite. Coques pour les tôles, poutres pour les profilés, contacts entre ouvrant et dormant, lois matériau élastoplastiques avec écrouissage et, si nécessaire, effet de la vitesse de déformation.
3. Le contrôle du calcul. Bilan énergétique (énergie cinétique, interne, d'hourglass), durée simulée suffisante pour capter le rebond, sensibilité au maillage.
4. Les liaisons. Les efforts extraits du calcul servent à vérifier paumelles, axes, soudures et chevilles par calcul analytique, sous Mathcad.
5. La note. Une note de calcul structurée, qui permet à votre client ou à son bureau de contrôle de suivre chaque hypothèse.

Exemples d'affaires

Quelques études tirées de mes archives, décrites sans les données confidentielles des clients.

• Porte coulissante de 4,5 × 9 m, éclatement d'un appareillage électriqueChamp de pression issu de l'étude de dangers d'une plateforme d'essais à haute tension. Porte, roues, gâches au sol, axes en tête et platines chevillées vérifiés en dynamique explicite.
• Porte coulissante tournante de 7 × 6 mMême scénario d'éclatement, avec un champ de pression non uniforme sur la porte. Tôles, profilés, charnières, roues et galets justifiés.
• Porte battante 1 185 mbarProfil triangulaire, pic à 50 ms et retour à zéro à 100 ms. Non-rupture de l'ossature et du parement, non-ouverture du cadre, vis autoforeuses comparées aux limites du fabricant.
• Portes spéciales 2 bar en 22 msOuverture résiduelle limitée à 10 mm entre vantail et cadre. Portes composées d'acier à haute résistance et de panneaux de protection incendie.
• Portail deux vantaux 150 mbar, coupe-feu EI 60Explosion intérieure, portail qui doit rester fermé même s'il n'est plus manœuvrable. Dimensionnement du chevillage du cadre et du seuil.
• Porte d'entrée, quatre profils d'explosionSurpressions de 132 à 528 mbar, durées de 100 ms à 1 s, étudiées avec trois cas de flux thermique sur la même porte.
• Porte 3,5 bar en surpression, 1,2 bar en dépressionCharge assimilable à une pression statique : calcul élastoplastique sous ANSYS, pênes fixes et mobiles, chevilles mécaniques et chimiques.

Référentiels et outils

Questions fréquentes

Préparer votre demande

Joignez le profil de pression ou l'extrait de l'étude de dangers, les plans de la porte, de son cadre et de sa fixation, ainsi que le critère attendu après explosion.

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