Fiabilisation des approches théoriques pour la caractérisation des matériaux et la modélisation hygrothermique des enveloppes du bâtiment - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2022

Reliability of theoretical approaches for the characterization of materials and hygrothermal modeling of building envelopes

Fiabilisation des approches théoriques pour la caractérisation des matériaux et la modélisation hygrothermique des enveloppes du bâtiment

Résumé

The renovation of old residential buildings (built before any thermal regulations) is an effective way to reduce the energy consumed by the building sector. However, owners’ reluctance to take action is delaying the objectives set for this sector in terms of energy savings. This hesitation stems from ignorance of the hygrothermal behavior of the materials used in the past for construction. In addition, the tools that integrate hygrothermal models seem unable to deal with complex situations such as those encountered during renovation. We aim to help make reliable the modeling of coupled heat and mass transfer by working on the hygrothermal coefficients involved to establish the physical models. Indeed, it was analyzed the impact of the phenomenon of hysteresis in the water sorption process on the coupled transfers of heat and mass under dynamic conditions. The effect of temperature on water sorption via complementary sorption heat and its impact was examined. The experimental determination of the vapor diffusion coefficient with the cup method was also studied to highlight the impact the traditional use of this experiment could have on the measurement of the concerned parameter. As a result of this analysis, a new method was proposed and tested to simultaneously identify the vapor diffusion coefficient and the air permeability. Finally, having determined all the coefficients characterizing the transfers, identification by an inverse method of the relative liquid permeability could be carried out. In this work, a methodology was proposed to determine this liquid water transfer coefficient. After analyzing the effect of each parameter separately, integration of the modified properties was performed to analyze the coupled impact of these parameters.
La rénovation des bâtiments résidentiels très anciens (construits avant toutes réglementations thermiques) est un moyen efficace pour réduire l’énergie consommée par le secteur du bâtiment. Cependant, une hésitation des propriétaires pour passer à l’acte retarde les objectifs fixés pour ce secteur en matière d’économies d’énergie. Cette hésitation vient de la méconnaissance du comportement hygrothermique des matériaux qui ont été utilisés jadis pour la construction et l’inexistence d’outils intégrant des modèles hygrothermiques capables de traiter des situations complexes comme celles rencontrées lors de la rénovation. Pour participer à l’encouragement de la rénovation, ce travail vise à fiabiliser la modélisation hygrothermique des matériaux composants l’enveloppe du bâtiment en travaillant sur les coefficients hygrothermiques mis en jeu pour établir les modèles des transferts couplés de chaleur et de masse. En effet, il y était analysé l’impact du phénomène d’hystérésis dans le processus de sorption d’eau sur les transferts couplés de chaleur et de masse dans des conditions dynamiques. L’effet de la température sur la sorption d’eau via la chaleur complémentaire de sorption et son impact a été examiné. La détermination expérimentale du coefficient de diffusion de la vapeur avec la méthode de la coupelle y était étudiée pour mettre en lumière l’impact que pourraient avoir l’utilisation de cette méthode traditionnelle sur la mesure de ce paramètre. À l’issue de cette analyse, une nouvelle méthode a été proposée et testée pour identifier simultanément le coefficient de diffusion à la vapeur et la perméabilité à l’air. Enfin, en ayant déterminé tous les coefficients caractérisant les transferts, une identification par méthode inverse de la perméabilité relative au liquide pourrait être effectuée. Dans ce travail, une méthodologie a été proposée pour déterminer ce coefficient de transferts de l’eau liquide. Après avoir analysé l’effet de chaque paramètre séparément, une intégration des propriétés modifiées pour analyser l’impact couplé de ces paramètres a été effectuée.
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Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-03981815 , version 1 (10-02-2023)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03981815 , version 1

Citer

Imane Oubrahim. Fiabilisation des approches théoriques pour la caractérisation des matériaux et la modélisation hygrothermique des enveloppes du bâtiment. Matériaux. Université de La Rochelle, 2022. Français. ⟨NNT : 2022LAROS021⟩. ⟨tel-03981815⟩
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