Explosions en milieu urbain, expérimentations et expertise – URBEX

Le projet URB(EX)3 vise à développer un modèle validé, en rupture technologique avec l'existant, rapide et sans maillage pour la propagation des ondes de souffle dans les configurations urbaines, prenant en compte tous les effets urbains : réflexions multiples, diffractions, canyons urbains et contournement par la canopée urbaine.

Le projet entend combler le gap identifié entre des approches opérationnelles ou normatives empiriques (zones de danger circulaires) et le recours à des codes numériques 3D nécessitant une expertise spécifique et des moyens de calcul importants. Ses applications concernent la sécurité globale et la sécurité industrielle, ainsi plus généralement que la protection des personnes et des biens.

Le modèle URB(EX)3 sera capable de calculer une forme d'onde de surpression complexe en tout point de la zone d'intérêt. Les conséquences sur les personnes et les infrastructures seront calculées en utilisant à la fois des seuils de surpression réglementaires et des modèles de conséquences probabilistes issus de la littérature.

Le modèle sera intégré dans une plateforme existante et conviviale, DEMOCRITE, développée au cours du projet ANR éponyme et déjà testée par plusieurs organisations.

L'inversion du modèle sera également abordée pour deux applications :
1. Définition d'un périmètre de protection / d'une zone d'exclusion de véhicules autour d'un bâtiment ou d'une zone définie par l'utilisateur pour un niveau de menace donné
2. Analyse forensique des dommages observés pour estimer la masse explosive équivalente probable.

Ce modèle sera soutenu par une série d'expériences analytiques de haute qualité et à petite échelle afin de :
- Guider l'ajustement des paramètres du modèle, si nécessaire,
- Étudier des phénomènes spécifiques, par exemple la canalisation du souffle dans les rues de la ville,
- Aider à quantifier les incertitudes du modèle et les marges de sécurité,
- Tester le modèle sur des configurations plus globales,
- Préparer des extensions ultérieures (effets de terrain, explosions en hauteur...).

Les seules hypothèses sont les suivantes :
- L'explosion a lieu au niveau du sol, en supposant une forme hémisphérique de la charge explosive,
- Les données en champ libre pour les paramètres de l'explosion en fonction de la distance réduite : P(Z), I+(Z) , etc. sont supposées connues pour l'explosif étudié,
- La configuration urbaine est représentée (par exemple dans le format shapefile) par un ensemble de bâtiments, chacun d'eux étant décrit par son empreinte polygonale au sol et sa hauteur (ceci constitue le standard de la base de données BD TOPO® v3 de l'IGN, et correspond également à la description CityGML au niveau de détail 1),
- Le terrain est plat.

Cependant, certaines de ces hypothèses limitatives (hauteur d'explosion non nulle, façades réelles au lieu de façades simplifiées pour les bâtiments, pente du terrain, effets de clearing...) seront étudiées au cours du projet par des expériences et/ou des simulations numériques dédiées.

Enfin, les partenaires ont recueilli les lettres de soutien de plusieurs organismes, qui intègreront le comité consultatif du projet : IRCGN, LCPP, EURENCO, IRSN et CETID. L'objectif est de s'assurer que le projet répond bien à un besoin effectif de différents utilisateurs potentiels.