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| Développement de méthode inverse pour la caractérisation hygrique de matériaux bio-sourcés du bâtiment (Contribution to the development of an inverse method for the hygric characterization of construction materials) Khaled, Sana - (2023-09-26) / Université de Rennes - Développement de méthode inverse pour la caractérisation hygrique de matériaux bio-sourcés du bâtiment
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Langue : Français Directeur(s) de thèse: Collet, Florence Discipline : Génie civil Laboratoire : Laboratoire de génie civil et génie mécanique Ecole Doctorale : SPI.BZH Classification : Sciences de l'ingénieur Mots-clés : Isotherme de sorption, perméabilité à la vapeur, MBV, expérimental, numérique, Propriétés hygriques des matériaux
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Résumé : L’objectif de cette thèse est de coupler expérimentation et modélisation pour caractériser les propriétés hygriques des matériaux. L'étude considère à la fois des matériaux abiotiques (plâtre et béton cellulaire) et des matériaux biotiques (thermo-chanvre et terre-chanvre). Dans un premier temps, ces matériaux sont caractérisés selon les méthodes usuelles. L’isotherme de sorption est mesurée à partir de la norme EN NF 12571, en incluant des branches de désorption primaire. Ces isothermes sont modélisées avec les modèles de Van Gen Huchten et de Huang. La perméabilité à la valeur est déterminée selon la norme EN NF 12572 et la valeur tampon hygrique selon le protocole NORDTEST. L’étude de l’impact des conditions de mesure sur la valeur MBV montre que la vitesse d’air a un impact élevé pour les matériaux thermo-chanvre et terre-chanvre et un impact négligeable, voire nul, sur le plâtre et le béton cellulaire. Il s’agit d’autre part de développer une méthode inverse afin d’identifier les isothermes de sorption et la perméabilité à la vapeur en modélisant la cinétique de l’essai MBV. La méthode inverse développée, TMC_Id, repose sur l’association du code TMC (Transfert de Masse et de Chaleur) et du solveur lsqcurvefit de MATLAB. Le gain/la perte de masse lors de l'essai MBV est simulé sur TMC et l’identification des paramètres hygriques est réalisée en minimisant la différence entre les cinétiques simulées et expérimentales. La robustesse du code TMC_Id est évaluée à partir de données bibliographiques. L’application aux matériaux étudiés est satisfaisante pour le béton cellulaire, le thermo-chanvre et le terre-chanvre. Pour le plâtre, la difficulté est associée à un faisceau de cinétique MBV ascendant. Abstract : The aim of this thesis is to combine experimentation and modeling to characterize the hygric properties of materials. The study considers both abiotic materials (gypsum and aerated concrete) and biotic materials (thermo-hemp and hemp-earth). First, these materials are characterized using standard methods. The sorption isotherm is measured according to EN NF 12571, including primary desorption branches. These isotherms are modeled using the Van Gen Huchten and Huang models. The permeability value is determined according to EN NF 12572 and the hygric buffer value according to the NORDTEST protocol. The study of the impact of measurement conditions on the MBV value shows that air velocity has a high impact for thermo-hemp and hemp-earth materials, and a negligible, if any, impact on gypsum and cellular concrete. Secondly, an inverse method was developed to identify sorption isotherms and vapor permeability by modeling the kinetics of the MBV test. The inverse method developed, TMC_Id, is based on the combination of the TMC (Heat and Mass Transfer) code and the MATLAB solver lsqcurvefit. Mass gain/loss during MBV testing is simulated on TMC, and hygric parameters are identified by minimizing the difference between simulated and experimental kinetics. The robustness of the TMC_Id code is assessed on the basis of bibliographic data. Application to the materials studied is satisfactory for aerated concrete, thermo-hemp and hemp-earth. For gypsum, the difficulty is associated with an ascending MBV kinetic beam. | |||