Étude du comportement thermohydrique de matériaux "chanvre-chaux" lors de la phase de séchage : estimation par technique inverse des propriétés hydriques

Study of hygrothermal behavior of "hemp-lime" materials during the drying phase : estimation of hydrous properties by inverse technique

• Auteur / Autrice : Atika Zaknoune
• Direction : Patrick Glouannec, Patrick Salagnac
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences pour l'ingénieur. Énergétique
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Lorient
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Santé, information-communication et mathématiques, matière (Brest, Finistère)
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université européenne de Bretagne (2007-2016)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Transfert de chaleur

Problèmes inverses

Construction -- Matériaux

Modèles mathématiques

Chanvre

Mots clés libres

Éco-matériaux

Mélanges chanvre-chaux

Comportement thermohydrique

Résumé

Les travaux développés dans cette thèse ont porté sur l’étude des mécanismes de transfert de chaleur et de masse au sein de matériaux « chanvre-chaux ». L’objectif était d’élaborer et de valider un modèle prédictif du comportement thermohydrique de ces matériaux au jeune âge (phase de séchage) en ayant recours aux techniques inverses pour l’estimation de propriétés difficilement mesurables. Des études expérimentales ont été effectuées afin de déterminer les propriétés thermo-physiques des matériaux nécessaires à la simulation. Les cinétiques de séchage ont été établies dans le cas du séchage convectif sur une face. L’enregistrement automatique des mesures a permis de disposer des évolutions au cours du temps de la masse, des températures et des conditions réelles subies par les échantillons. En parallèle à ces études expérimentales, un modèle permettant de décrire le comportement de ces produits lors du séchage convectif a été développé. Les coefficients de transfert hydrique ont été estimés à partir de cinétiques de séchage convectif obtenues expérimentalement. La méthode inverse utilisée est basée sur l'algorithme SQP (Programmation Quadratique Successive), elle a permis d'identifier les propriétés hydriques des liant et des mélanges chanvre/chaux dans différentes conditions et de mettre en évidence les améliorations à apporter

The works developed in this thesis are focused on the mechanisms of heat and mass transfer in "hemp-lime" materials. The objective was to develop and validate a predictive model of thermo-hydrous behaviour of these materials at early age (drying phase) and use inverse techniques for estimating properties which are difficult to measure. Experimental studies were conducted to determine the thermo-physical properties of materials required for the simulation. The drying kinetics were also established in the case of one side convective drying. The automatic registration of the measurements has allowed obtaining the evolution with time of the mass, temperature and the conditions experienced by the samples. In parallel to these experimental studies, a mathematical model to describe the behaviour of these products during convective drying has been developed and moisture transfer coefficients were estimated by inverse method from convective drying kinetics obtained experimentally. This inverse method based on the SQP algorithm (successive quadratic programming), is allowed to identify the hydrous properties of binder and "hemp-lime" mixture under different conditions and highlight areas for improvement.