Structures en maçonnerie

L’équipe MSA étudie la réponse et le comportement à rupture des structures en maçonnerie sous sollicitations extrêmes (explosions, vent, séisme, etc.). Les applications comprennent la sauvegarde du patrimoine architectural composé par des structures monumentales en briques et en pierre ainsi que la mise en place de systèmes de protection pour les éléments structurels des telles chefs-d’œuvre.

Le chargement dû à une explosion est étudié depuis un certain temps et les normes actuelles fournissent des directives élémentaires pour la conception des nouveaux bâtiments. Cependant, les structures monumentales, qui ont été ciblées à plusieurs reprises et qui sont la plupart des fois construites en brique et en pierre, ne sont ni étudiés ni protégées par des normes. Par conséquent, il est particulièrement difficile de prédire leur réponse dynamique. Grâce à leur masse, ces structures peuvent avoir une résistance importante à la pression générée par le souffle d’une explosion. Pourtant, leur faible résistance en traction et leur système de descente des charges les rendent très vulnérables aux explosions. De plus, leur géométrie complexe et articulée (ces structures sont souvent constituées d’arcs, voûtes et dômes) augmente leur vulnérabilité en raison de la (re-)focalisation des ondes de choc à la suite d’une détonation.

• F. Masi (Navier)
• I. Stefanou (Navier)
• P. Vannucci (USVQ)
• V. Maffi-Berthier (Ingérop)
• Ingérop, Conseil et Ingénierie

• Explosions et leur chargements: modélisations couplées fluide-structure,
• Modélisation à la meso-échelle par Méthodes aux Éléments Discrets,
• Modélisation à la macro-échelle par Méthodes aux Élément Finis,
• Sauvegarde des artefacts (musées) contre attaque explosives.

• P. Vannucci, F. Masi, I. Stefanou. A nonlinear approach to the wind strength of Gothic Cathedrals: The case of Notre Dame of Paris. Engineering Structures 183, 860-873, 2019.
• P. Vannucci, F. Masi, I. Stefanou.  Simulations of blast effects in monumental structures, In Proceedings of the 13th World Congress on Computational Mechanics / 2nd Pan American Congress on Computational Mechanics. New York City, USA. 22-27 July, 2018.
• F. Masi, I. Stefanou, P.  Vannucci. On the origin of the cracks in the dome of the Pantheon in Rome. Engineering Failure Analysis, 92, 587–596, 2018.
• F. Masi, I. Stefanou, P.  Vannucci. A study on the effects of an explosion in the Pantheon of Rome. Engineering Structures, 164, 259–273, 2018.
• F. Masi, I. Stefanou, P. Vannucci. Étude de la réponse structurale de structure à géométrie complexe aux explosions: le cas du Panthéon de Rome, In Proceedings of the 2ème Édition des Journées Nationales Maçonnerie, IFSTTAR. Marne- la-Vallée, France. 22-23 March, 2018.
• M. Godio, I. Stefanou, K. Sab. Effects of the dilatancy of joints and of the size of the building blocks on the mechanical behavior of masonry structures. Meccanica  53(7), 1629-1643, 2017.
  
• M. Godio, I. Stefanou, K. Sab, J. Sulem, S. Sakji. A limit analysis approach based on Cosserat continuum for the evaluation of the in-plane strength of discrete media: Application to masonry. European Journal of Mechanics – A/Solids 66, 168-192, 2017.
• F. Masi. Blast actions from high explosives . Studies on their simulation and effects. Master Thesis, University of Florence, 2017.
• P. Vannucci, I. Stefanou, F. Masi. Project Cathédrales durables – CNRS Recherche-Attentats. Technical report. Paris, France, 2017.
• I.N. Psycharis, M. Fragiadakis, I. Stefanou. Seismic reliability assessment of classical columns subjected to near-fault ground motions. Earthquake Engineering Structural Dynamics 42(14), 2061-2079, 2013.
• I. Stefanou, I. Vardoulakis, A. Mavraganis. Dynamic motion of a conical frustum over a rough horizontal plane. International Journal of Non-Linear Mechanics 46(1), 114-124, 2011.