08Sep

Thomas Busser soutiendra sa thèse le 8 octobre 2018. La soutenance aura lieu à 13h30 dans l’amphi C-002 du nouveau bâtiment Polytech.

 

Intitulé de la thèse : Étude des transferts hygrothermiques dans les matériaux à base de bois et leurs contributions à l’ambiance intérieure des bâtiments

Membres du jury :

  • Monika WOLOSZYN – Université Savoie Mont-Blanc, Direcrice de thèse
  • Patrick GLOUANNEC – Université Bretagne Sud, Rapporteur
  • Thierry DUFORESTEL – EDF R&D, Rapporteur
  • Patrick PERRE – LGPM CentraleSupélec, Examinateur
  • Carsten RODE – DTU, Examinateur
  • Samira KHERROUF – ADEME, Membre invité
  • Amandine PIOT – Université Savoie Mont-Blanc, Encadrante de thèse
  • Mickael PAILHA – Université Savoie Mont-Blanc, Encadrant de thèse

Résumé de thèse :
Certaines études rapportent que le comportement des constructions en bois n’est pas correctement prédit par les modèles classiques d’ingénierie. Ces écarts pourraient être expliqués par l’impact de l’humidité, de la chaleur latente et par le comportement hygrothermique des matériaux à base de bois en régime transitoire, bien que cela reste une question ouverte.

C’est dans ce contexte que s’inscrit ce travail : l’objectif général est d’améliorer la compréhension et la modélisation des transferts couplés de chaleur et de masse dans les matériaux à base de bois et la prise en compte de leurs effets sur l’ambiance intérieure. Pour atteindre ces objectifs, nous abordons différentes échelles : matériau, paroi et volume d’air. Les principaux verrous à lever sont : 

 – La caractérisation pertinente des propriétés des matériaux fortement hygroscopiques et la compréhension des transferts couplés

 – La quantification de l’impact des transferts sur l’ambiance intérieure et la performance.

Ce travail de thèse s’est concentré autour des 3 actions suivantes :

 – Méthodologie de caractérisation hygrique des matériaux Un protocole de caractérisation dynamique a été défini puis appliqué à des échantillons de fibre de bois et de bois massif. Une attention particulière a été portée à la validation du protocole et à la prise en compte des incertitudes expérimentales. Les mesures effectuées ont permis l’identification des propriétés hygriques dans un modèle diffusif à l’aide d’un algorithme basé sur une méthode inverse.

 – Modélisation des transferts couplés chaleur, air, humidité dans les matériaux hygroscopiques Les hypothèses du modèle purement diffusif ont été discutées en prenant en compte l’advection d’air et le non-équilibre local entre vapeur d’eau et eau liée. La comparaison entre les modèles et les résultats expérimentaux montrent que leur impact est relativement faible. L’analyse de sensibilité locale réalisée confirme également ces résultats. L’estimation des paramètres du modèle de non-équilibre permet néanmoins d’améliorer la prédiction par rapport au modèle diffusif seul.

 – Évaluation à l’échelle du volume d’air Afin d’étudier les transferts dans un volume d’air, un dispositif expérimental a été construit à partir de panneaux de bois. Les résultats expérimentaux permettent de valider le modèle numérique à cette échelle en utilisant les propriétés déterminées à l’échelle matériau et d’étudier les phénomènes de transferts et leur impact sur l’ambiance intérieure. Le modèle permet de montrer que la prise en compte des transferts couplés modifie peu la consommation de chauffage moyenne mais que, lors de variations d’humidité, la puissance appelée est moins importante.