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Comment les ingénieurs peuvent se protéger contre les attaques explosives mortelles

Comment les ingénieurs peuvent se protéger contre les attaques explosives mortelles

Le monde est confronté à une menace croissante d'attaques terroristes utilisant des bombes destinées à détruire les infrastructures et à blesser le public. Malgré les problèmes politiques et sociaux entourant le terrorisme intérieur, atténuer les pertes et les menaces terroristes grâce à l'ingénierie est une possibilité, mais difficile à cela. En termes de génie civil, la conception pour les charges de vent, de neige, sismiques, dynamiques et statiques est une pratique courante. Cependant, regarder le visage de votre structure attaquée par une bombe ou un terroriste est un menace réelle dont les ingénieurs civils sont conscients. Il y a une limite dans la mesure où la conception du génie civil peut surmonter les explosifs, et la conception de structures pour résister aux explosions indéfiniment n'est tout simplement pas faisable. Il existe néanmoins des spécifications et des critères qui peuvent être ajustés pour aider un bâtiment à mieux résister aux explosions que d'autres.

Voyons d'abord comment une explosion charge une structure, ce qui témoignera de la difficulté placée dans la conception explosive. Les bâtiments subissent généralement un chargement lent ou un chargement rapide de forces plus petites. Les explosifs, par contre, présentent des forces élevées et des contraintes internes élevées dans un laps de temps relativement court. Pour ajouter à cela, les explosions sont généralement localisées, qui présentent une force accrue dans une petite zone relative. En d'autres termes, les structures chargées explosivement sont soumises à des contraintes élevées courtes rafales. Souvent, les attentats terroristes présentent des explosions successives, qui peuvent également présenter des structures de bâtiment avec des points de fatigue localisés, provoquant des pannes.

En termes de conception contre les explosifs, pensez aux bunkers militaires. Ce sont des forteresses aux parois épaisses sans vent - des zones à haute densité avec petit espace interne par rapport à l'épaisseur de la paroi. Malheureusement, en raison de la nature des explosifs, c'est le moyen le meilleur et le plus efficace de protéger les structures contre les explosions. Bien que le chargement explosif ait tendance à être une science imprévisible, il existe des méthodes dans lesquelles certaines caractéristiques de conception peuvent réduire les pertes et assurer de plus grandes chances de survie d'une structure.

[Source de l'image: Wikimédia]

L'une des plus grandes méthodes de conception d'explosifs n'est même pas un choix de conception technique, mais plutôt une méthode qualitative pour déterminer quels bâtiments assument le risque d'attaque le plus élevé. Une fois que cela est déterminé, les ingénieurs peuvent accéder à des emplacements stratégiques pour renforcer la structure si les budgets de construction et d'ingénierie le permettent. Rendre chaque bâtiment à l'épreuve des bombes est impossible et sans parler financièrement inviable.

Une fois les menaces évaluées et les points de localisation clés déterminés, les ingénieurs civils et structurels peuvent commencer à modéliser la manière dont une explosion et une onde de choc rayonneront à travers la zone touchée pour déterminer les plans d'action. Lorsque la bombe est proche du sol, les ondes de choc se dissipent de manière sphérique depuis l'origine et les pressions diminuent en intensité à mesure que l'on s'éloigne de la source. L'augmentation des pressions dynamiques de l'air résultant d'explosions doit être évacuée quelque part ou des dommages aux tissus mous peuvent survenir à un rythme rapide.

[Source de l'image: Wikimédia]

Généralement, les victimes sont observées dans les attaques explosives de shrapnel ou l'onde de choc, ce n'est que dans certaines circonstances que le bâtiment s'effondre avant que l'évacuation ne résulte d'attaques. Cela signifie que le point clé que les ingénieurs civils doivent concevoir est d'atténuer la pression accrue et de fournir des canaux de détournement des éclats d'obus.

Dans le passé, la conception pour le chargement explosif était presque impossible étant donné les yeux limités et myopes des ingénieurs humains. L'essor des supercalculateurs et de l'informatique quantique pourrait présenter une nouvelle ère de protection contre les explosions à l'intérieur des bâtiments. La résolution de problèmes tels que l'emplacement des pics de stress lors d'explosions variables et l'atténuation des risques impliquent beaucoup trop de variables que les ordinateurs modernes peuvent résoudre dans un laps de temps réalisable. L'informatique quantique peut cependant permettre de résoudre de tels problèmes de manière relativement instantanée.

Pour comprendre comment une explosion peut avoir un impact sur un matériau, les ingénieurs civils utilisent la modélisation dynamique pour comprendre virtuellement les effets d'une explosion. Un exemple de cela peut être vu dans la vidéo de simulation ci-dessous.

Comme vous l'avez peut-être remarqué, il n'y a pas de moyen ni même de méthode concrète pour protéger un bâtiment contre les charges explosives. Cela ne devrait cependant pas vous effrayer, car la puissance croissante de calcul et de simulation dont disposent les ingénieurs peut être en mesure de réduire le nombre de victimes et d'aider à maîtriser les effets du terrorisme explosif.

Les sources techniques de cet article incluent le Whole Building Design Guide, les panneaux structurels composites soumis à une charge explosive et l'ASCE.

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