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3.6 Absorption d’eau capillaire

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Le transport d’humidité dans les matériaux de construction dépend de diverses causes motrices selon les phénomènes de transport en jeu:

  • différence de pression de vapeur d’eau (gradient de pression de vapeur dp/dx) → diffusion de vapeur. Les cavités des pores demeurent ouvertes, ce qui est valable, dans le domaine hygroscopique, tant que la teneur en eau ne dépasse pas la teneur critique ucr (c’est généralement le cas pour les matériaux de construction « normalement » secs (voir les valeurs à la Fig. 3.14, Tab. 3.6))
  • différence de température (gradient de température dθ/dx) → augmentation des gradients de pression de vapeur;
  • différence de teneur en eau (gradient de teneur en eau du/dx) → flux d’eau capillaire. De l’eau libre et non liée doit être disponible, ce qui est le cas dans le domaine des plus hautes teneurs en eau, par exemple lorsque un matériau se mouille ou s’assèche suite à une pluie battante. Ce mode de transport n’est plus significatif en dessous de la teneur en eau critique ucr.

Les points ci-dessus relatifs au transport de l’humidité permettent de tirer les conclusions suivantes [3.8]:

  • Pour le contrôle de la quantité d’eau condensée ↔ capacité d’assèchement à l’état d’équilibre, la prise en compte unique de la diffusion de vapeur est suffisante dans les cas normaux car le matériau – après assèchement de son humidité interstitielle – présente généralement une teneur en eau inférieure à la teneur en eau critique ucr (voir valeurs Fig. 3.14 et Tab. 3.6).
  • Dans les cas particuliers, pour lesquels des teneurs en eau plus élevées apparaissent, par exemple lors de processus d’assèchement ou d’arrosage, une prise en compte simultanée des transports instationnaires de chaleur et d’humidité est nécessaire. Il existe pour cela des méthodes de calcul spécifiques [3.5, 3.9, 3.18, 3.19]. Elles sont toutefois trop coûteuses pour une utilisation courante dans la pratique et les caractéristiques nécessaires des matériaux manquent encore souvent [3.10]. D’autre part les questions relatives aux données climatiques employées comme références (climat extérieur: année de référence pour test d’humidité (MDRY: Moisture Durability Test Year) ainsi que pour le climat intérieur: charge d’humidité du local (MICC: Moisture Indoor Climate Classes)) ne sont encore pas totalement clarifiées [3.12].

La capillarité joue un rôle déterminant principalement pour les matériaux de construction dont les pores ont des rayons compris entre 0,1 µm et 1 mm. Les matériaux de construction dont la capillarité est très fine ou très grossière ne subissent pratiquement pas de remontée d’humidité (absorption d’eau capillaire).

Les tensions superficielles dues au forces d’attraction mutuelles entre les molécules du fluide (cohésion) et le mouillage dû à l’effet des forces à l’interface entre le fluide et le corps solide (adhésion) sont les causes du transport capillaire d’humidité dans les matériaux de construction poreux.

Des recherches expérimentales portant sur l’évolution temporelle du processus d’absorption dans les matériaux de construction ont montré que pour un matériau en contact direct avec de l’eau liquide, l’absorption capillaire de l’eau dans une direction horizontale est proportionnelle à la racine carrée du temps:

(3.10)

Dans la direction verticale, la loi en n’est utilisable que dans des cadres restreints – pour des temps de montée courts – [3.11].

Le coefficient d’absorbtion d’eau w, déterminé par une expérience d’absorption, correspond à la masse d’eau absorbée durant 1h rapportée à la surface.

Tab. 3.7: Coefficient d’absorbtion d’eau w d’une sélection de matériaux de construction

Ce paramètre peut être employé pour caractériser la capacité d’absorption d’eau des matériaux de construction en contact avec de l’eau liquide:

Tab. 3.8: Caractérisation des matériaux de construction selon leur coefficient d’absorption d’eau par contact avec de l’eau liquide

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2018-09-24T17:37:55+00:00
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