Comportement hygro-mécanique des matériaux poreux de construction
L'habitat sain est le thème central des réflexions contemporaines du monde du bâtiment élargies à l'environnement. Il comporte des préoccupations notables en matière de santé, de consommation énergétique (pour le chauffage, l'eau chaude, la climatisation), d'impacts environnementaux et de durabilité des matériaux de construction.
Le choix préliminaire des matériaux utilisés pour la construction joue un rôle important dans la réussite d'un projet HQE (Haute Qualité Environnementale). Dans ce contexte, la problématique de prévision des champs de température et d'humidité à l'intérieur des matériaux poreux de construction, où les matériaux bio-sourcés font l'objet d'un fort intérêt vu leurs qualités environnementales.
Étant des matériaux hygroscopiques, les matériaux bio-sourcés ont tendances à absorber ou à restituer l'humidité, ce qui génère respectivement un gonflement ou un retrait.
A l'échelle microscopique, l'humidité prend place soit par l'absorption de l'eau liée par les fibres, soit par l'existence d'eau libre dans les pores. D'où la complexité des phénomènes microscopiques dans les matériaux bio-sourcés, ce qui va mener à avoir une forte interaction entre l'aspect mécanique et les aspects de transferts de masse et de chaleur.
L'existence de ce couplage est susceptible de modifier sensiblement les performances d'isolation du bâtiment.
Comportement hygrothermique des matériaux poreux
L'objectif visé de cette thèse est l'étude et l'analyse microscopique du comportement hygrothermique des matériaux poreux de construction. L'aspect mécanique est aussi abordé, et couplé aux autres aspects de transferts, en prenant en considération les déformations locales de gonflement et de retrait, et leur impact sur l'hystérésis.
La connaissance d'une telle réponse est importante tant sur le plan de la prédiction de la qualité des ambiances habitables que sur l'évaluation de la durabilité des structures.
Le projet de thèse consiste à travailler à la fois sur les aspects modélisation, caractérisation et mesure des transferts hygrothermiques couplés. La quantification de ces phénomènes est réalisée à travers des campagnes de mesures expérimentales basées sur des techniques d'imagerie 3D (microtomographie aux rayons X).
Le recours à la diffraction aux rayons X (DRX), à la corrélation d'images, ainsi qu'à la résonance magnétique nucléaire (RMN) a lieu afin d'avoir une meilleure compréhension des échanges entre la matrice solide et l'eau liée et/ou libre. Ces résultats constitueront une base scientifique permettant une meilleure modélisation du couplage mécanique avec les transferts de chaleur et de masse dans les matériaux bio-sourcés.