Contexte :

De plus en plus exigeantes, les analyses de sûreté du milieu nucléaire mettent en évidence des agressions malveillantes dans des bâtiments sensibles en béton armé. L’objectif général du stage au sein du service DTIML-C est de développer une méthodologie de traitement de ces risques pour évaluer les dégâts provoqués sur les structures par des explosions en champ proche.

Contenu :

La première partie est basée sur la prise en main des simulations avec une charge explosive seule en air sous LS-DYNA et/ou OpenRADIOSS à l’aide de modèles éléments finis simples. Les méthodes employées seront basées sur des modèles 2D axisymétriques ALE ou 3D SPH. La loi matériau utilisée pour la charge sera une JWL. L’objectif est de calibrer les tailles de mailles pour se rapprocher des grandeurs physiques à retrouver dans l’air juste à la sortie du bloc de TNT. Des abaques seront produits et comparés aux résultats d’essais de l’UFC-340-02 en matière d’onde de surpression produite (pic maximal, impulsion, temps de phase positive, etc.) à différentes distances de la source.

La seconde partie sera consacrée à l’introduction d’une cible en béton près de la charge en restant sur des modèles simples 2D axisymétriques ou 3D avec symétrie. Une analyse de sensibilité sera menée sur la masse de TNT en présence, la distance entre la masse et la cible, les propriétés du béton, etc. Les résultats seront comparés à des essais présents dans la littérature : pic de pression, taille du cratère dans le béton, etc.

La troisième partie s’intéresse à un élément de structure en béton armé de type poteau/poutre ou voile soumis à l’explosion d’une charge plus ou moins proche, de quelques mètres jusqu’au contact. Les modèles sont 3D ALE ou SPH. Le béton armé est modélisé par des éléments 3D hexaédriques, le ferraillage par des éléments 1D. Les particules SPH (ou DES sous LS-DYNA) apparaîtront au cours du calcul ou seront déjà présentes initialement. Un cas d’essai de la littérature sera simulé. Une fois le modèle recalé, un plan d’expérience sera lancé pour évaluer l’influence de l’épaisseur de béton, de ses propriétés et de la puissance de l’explosion.

Le stage est clôturé par la rédaction d’un rapport de synthèse et une présentation à l’équipe DTIML-C. Le stage est encadré par un ingénieur spécialiste du domaine et réalisé au sein du plateau de l’équipe.

En synthèse, ce stage est une occasion unique de découvrir le contexte réglementaire lié au béton armé et de s’initier à la simulation numérique d’explosions TNT en champ proche sur des structures en béton armé avec des logiciels de dynamique rapide.

Vous êtes en dernière année d’école d’ingénieurs ou en Master 2, avec une spécialisation en génie civil ou mécanique. Vous avez une formation en méthodes numériques (éléments finis) et, idéalement, une première expérience sur les logiciels HyperWorks ou LS Pre/Post.

Compétences techniques :

• Maîtrise d’outils de programmation scientifique (Python, Scilab, Matlab, Mathcad, etc.).
• Connaissances des solveurs LS-DYNA ou OpenRADIOSS souhaitées.

Compétences comportementales :

• Rigueur, motivation et esprit de synthèse.
• Capacité à suivre les directives du tuteur tout en proposant des idées et solutions personnelles.