Thèse soutenue

Utilisation d'un matériau poreux dans une paroi thermorégulatrice : modélisation et étude expérimentale des transferts de masse et de chaleur en modes chauffage et rafraichissement
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Auteur / Autrice : Laurent Marmoret
Direction : Michèle Quéneudec T'Kint de Roodenbeke
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie des Matériaux
Date : Soutenance en 1998
Etablissement(s) : Lyon, INSA
Ecole(s) doctorale(s) : Ecole Doctorale Mecanique, Energetique, Genie Civil, Acoustique (MEGA) (Villeurbanne)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Université de Rennes 1 (1969-2022)
Jury : Examinateurs / Examinatrices : Michèle Quéneudec T'Kint de Roodenbeke

Résumé

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Ce travail s'inscrit dans un objectif général de valorisation de fines argileuses considérées actuellement comme un déchet de carrière. Nous avons ici étudié les transferts de chaleur et de masse dans un béton argileux non saturé allégé par des poudres d'aluminium. La première partie a été consacrée à la caractérisation thermo-physique des bétons argileux allégés ou non. Ces résultats sont, dans une seconde partie, utilisés dans un modèle mathématique pour prévoir la répartition et l'évolution des variables du système d'équations retenu (teneur en eau, masse volumique de vapeur d'eau et température) à l'intérieur des matériaux considérés. Des tests de convergences en température, humidité relative et en flux ont validé la méthode de résolution des systèmes d'équations différentielles correspondant aux variables du système et ont permis aussi de déterminer une épaisseur optimale de 22 centimètres d'une paroi expérimentale. Dans une troisième partie, une paroi élaborée à partir de ces matériaux a été construite. Elle permettra de caler le modèle. Une circulation d'eau placée au centre de cette paroi est enrobée par un béton argileux non allégé de façon à permettre une bonne émission de la chaleur dans le mur. L'épaisseur restante est composée par un béton argileux allégé constituant l'élément stockeur. Cette paroi est soumise à des sollicitations ambiantes en température et en humidité relative représentatives des périodes de chauffage et de rafraîchissement ainsi qu'à des variations de la température et du débit de l'eau circulant dans la canalisation. Le modèle calé a enfin permis de simuler le comportement hygrothermique d'une paroi identique en mortier de ciment, puis de comparer les capacités de stockage-déstockage et les risques de condensation de ce matériau avec ceux obtenus pour les bétons argileux.