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Transferts couplés chaleur/masse dans les matériaux de construction biosourcés : investigation expérimentale et théorique du non-équilibre local

Résumé : L’intérêt croissant pour les matériaux biosourcés dans le domaine de la construction se heurte à des difficultés quant à la simulation de leur comportement hygrothermique. En particulier, les matériaux isolants tels que les panneaux de fibres concentrent toutes les difficultés car ils sont peu conducteurs thermiquement, très hygroscopiques et très diffusifs à la vapeur d’eau. Conséquemment, en régime transitoire le couplage chaleur masse est exacerbé et les phases de l’eau ne sont pas à l’équilibre localement.Afin de mettre en évidence ce second phénomène, un nouveau dispositif expérimental a été développé. Il permet de soumettre un échantillon de quelques centimètres d’épaisseur à une perturbation de l’humidité relative sur sa face avant puis de mesurer simultanément l’évolution de l’humidité relative sur sa face arrière et de sa masse. En situation de non-équilibre, il existe un déphasage entre ces deux grandeurs que la formulation de transferts couplés classique n’arrive pas à prédire. Afin d’obtenir une prédiction correcte, une nouvelle formulation a été utilisée. Celle-ci se base sur l’emploi de fonctions mémoires caractérisant la diffusion microscopique. De manière à démontrer la capacité prédictive de la nouvelle formulation, ces fonctions ont été déterminées avec des essais gravimétriques réalisés sur de très petits échantillons à l’aide d’une balance à suspension magnétique. En parallèle, une analyse rigoureuse du couplage chaleur masse dans ces matériaux a permis de souligner l’impact sur leur caractérisation de différents paramètres macroscopiques.L’utilisation de la nouvelle formulation alimentée par les fonctions mémoires et les différents paramètres macroscopiques permet une excellente prédiction de l’humidité relative et de la masse. Cette nouvelle formulation validée expérimentalement est désormais utilisable dans des logiciels de simulation énergétique du bâtiment.
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https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-02164432
Contributor : Abes Star :  Contact
Submitted on : Tuesday, June 25, 2019 - 10:06:19 AM
Last modification on : Wednesday, July 1, 2020 - 4:30:04 PM

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74034_CHALLANSONNEX_2019_archi...
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  • HAL Id : tel-02164432, version 1

Citation

Arnaud Challansonnex. Transferts couplés chaleur/masse dans les matériaux de construction biosourcés : investigation expérimentale et théorique du non-équilibre local. Matériaux composites et construction. Université Paris-Saclay, 2019. Français. ⟨NNT : 2019SACLC022⟩. ⟨tel-02164432⟩

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