ASTRID - Accompagnement spécifique des travaux de recherches et d’innovation Défense

Approches numérique et expérimentale de l'interaction BLAST/THORax – BLASTHOR

BLASTHOR ou la compréhension des mécanismes d’interaction de l’onde souffle (blast) avec le thorax pour mieux protéger

Alors que l’on assiste à une recrudescence de l’utilisation d’engins explosifs improvisés sur les différents conflits militaires actuels, la survie des soldats est améliorée par l’efficacité accrue des tenues de protection balistique. Cependant on observe chez les survivants blastés, de lésions pulmonaire typiques, mais également des troubles du comportement et des lésions cérébrale diffuses. Le thorax y est principalement exposé et pourrait être considéré comme une zone gâchette.

Etude focalisée sur le thorax, zone d’exposition privilégiée chez l’individu

Mieux comprendre les mécanismes à l’origine des lésions pulmonaires primaires. <br />Revisiter l’approche numérique du blast primaire en prenant mieux en compte les caractéristiques propres à cette menace afin d’obtenir un outil numérique performant. <br />Penser et concevoir de nouveaux substituts permettant l’évaluation des équipements de protection personnelle. <br />

L’étude débute par la réalisation d’une cartographie expérimentale et numérique des pressions autour d’une charge explosive en espace non confiné. Nous poursuivons par l’exposition de cibles instrumentées, de géométries simplifiées, pour apprécier le chargement par le blast et la réponse du matériau en termes de paramètres physiques. Dans une étape ultérieure, une confrontation avec des modèles physiques plus sophistiqués (i.e. mannequins Hybride III) et des données comparatives extraites de la littérature pour des modèles animaux sera faite, pour essayer d’isoler un critère de risque lésionnel fiable. Enfin, nous proposerons un outil numérique performant pour aider à la conception de substitut thoracique de comportement analogue au thorax humain pour le domaine blast et fournir des voies d’amélioration concernant les solutions de protection personnelle.

Un état de l’art a tout d’abord été dressé, afin de mettre en place notre méthodologie d’essais.
Quelques scenarii d’exposition ont été retenus. Un point crucial est le placement de la cible par rapport à la zone délimitée par le passage du point triple définissant le sommet de la tige de Mach. Cela fixe les conditions de menace qui sont fonction de l’allure de la variation de pression au fil du temps. La cartographie de ces pressions a été réalisée. La phase de simulation numérique rejouant ces scenarii est actuellement en cours.

A l’avenir, la mise au point d’un mannequin spécifique au blast et d’outils numériques dédiés, devraient contribuer à ouvrir des voies sur les améliorations à apporter aux équipements de protection individuelle actuels et faire progresser la prédiction du risque en fonction de tel ou tel évènement traumatique subi.

Les résultats de la cartographie de pression autour de la charge seront présentés au 23ème Symposium International du MABS (Military Aspects of Blast and Shock) qui se tiendra au Collège de Pembroke, Oxford, UK, du 7 au 12 Septembre 2014.

Des remontées médicales récentes liées aux engagements militaires actuels (déminage, charges explosives improvisées en Afghanistan, …), accidents industriels (AZF, …) ou liées au terrorisme urbain mettent en avant le risque, pour les personnes, de lésions par les ondes de souffle (blast).

Cette étude est destinée à ouvrir une nouvelle voie d’approche sur la compréhension des mécanismes lésionnels par l’effet de souffle pour, à plus long terme, offrir des perspectives d’amélioration des équipements de protections individuels associés. Les différentes tâches prévues dans le cadre de cette étude devront donc asseoir les bases à des travaux à plus long terme.

Après avoir fait un état de l’art, cette étude sera axée sur la compréhension des effets sur l’homme des ondes de souffle. Elle devra conduire à l’amélioration de dispositifs anthropomorphiques d’essais par une approche combinant des expérimentations biologique, biomécanique et des simulations numériques.

Coordinateur du projet

Monsieur Pascal MAGNAN (Institut franco-allemand de recherche de Saint Louis) – pascal.magnan@isl.eu

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

UNISTRA Université de Strabourg
ISL Institut franco-allemand de recherche de Saint Louis

Aide de l'ANR 263 333 euros
Début et durée du projet scientifique : décembre 2012 - 36 Mois

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