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Séminaire
MEF 3D du transfert couplé de masse et de chaleur avec changement de phase dans un milieu poreux : application au séchage du béton et du bois
Zoheir Benrabah

Le séchage du bois et du béton conduit à des distributions de teneur en humidité et de température non homogènes, ce qui induit des champs de contrainte interne dus au retrait non homogène. Les contraintes de tension peuvent devenir suffisamment élevées pour endommager ces deux matériaux à la suite du développement de gerces superficielles et internes. L’objectif de ce travail de recherche est de développer un modèle par éléments finis tridimensionnel de prédiction des profils d’humidité et de température pour quantifier les champs de contrainte et de déformation applicables au séchage du béton et du bois (milieu fortement anisotrope).

On présente le modèle mathématique tridimensionnel basé sur le concept du potentiel hydrique. Ce modèle tient compte des phénomènes physiques intervenant lors du séchage du bois ou du béton : 1) transfert de chaleur par conduction; 2) transfert de masse par diffusion; 3) puits de chaleur (changements de phase); 4) source de chaleur due à l'hydratation; 5) puits hydrique (réaction d’hydratation); 6) transfert de chaleur et de masse convectifs à l’interface bois-air, béton-air. On aura donc un système de 2 équations aux dérivées partielles (température, teneur en humidité) à résoudre pour l’aspect hygrothermique du problème, soit l’équation de conservation de masse et celle d’énergie. Les équations résultantes sont couplées et présentent des non-linéarités physiques puisque les paramètres propres au matériau considéré (conductivité thermique, perméabilité hydrique, coefficients d’échanges convectifs massique et thermique) sont fonction de la température et de l’humidité. On présente aussi les matrices de transformation géométrique nécessaires pour tenir compte de la structure localement orthotrope du bois et de l’orientation de la pièce par rapport aux directions principales du bois, afin de pouvoir en prédire la déformation axiale.

Date: 2001-09-21 à 05:30
Endroit: salle 2750 - pavillon Pouliot 3e séminaire de doctorat