{"id":4025,"date":"2018-08-06T14:50:45","date_gmt":"2018-08-06T12:50:45","guid":{"rendered":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/?p=4025"},"modified":"2018-09-24T17:37:17","modified_gmt":"2018-09-24T15:37:17","slug":"3-5-transport-dhumidite-et-accumulation-deau-dans-les-materiaux-de-construction","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/fr\/3-5-transport-dhumidite-et-accumulation-deau-dans-les-materiaux-de-construction\/","title":{"rendered":"3.5 Transport d’humidit\u00e9 et accumulation d’eau dans les mat\u00e9riaux de construction"},"content":{"rendered":"

En plus de la condensation de vapeur d’eau sur les surfaces des \u00e9l\u00e9ments de construction, il est tr\u00e8s important de consid\u00e9rer la question de l’accumulation d’humidit\u00e9 ou d’eau \u00e0 l’int\u00e9rieur de ces \u00e9l\u00e9ments provoqu\u00e9e par des gradients de concentration et de temp\u00e9rature<\/i>. Comme les mati\u00e8res min\u00e9rales (mat\u00e9riaux) ne fixent l’eau que sur leurs surfaces externes ou internes, l’absorption d’eau est importante avant tout pour les mat\u00e9riaux qui, de par de leur porosit\u00e9, pr\u00e9sentent de grandes surfaces par rapport \u00e0 leurs volumes solides. La forme, la nature et la taille des pores influencent l’absorption de l’eau et le transport des mol\u00e9cules de vapeur d’eau (diam\u00e8tres des pores d\u00e9terminants en physique du b\u00e2timent \u2248 10\u20139<\/sup>\u202fm \u00e0 10\u20133<\/sup>\u202fm \u2194 \u00ab\u200adiam\u00e8tre\u200a\u00bb d’une mol\u00e9cule d’eau \u2248 0,3 \u00b7 10\u20139<\/sup>\u202fm, voir Fig. 3.1).<\/p>\n

\"Vue<\/div>\n
Fig.\u202f3.8:\u2002Vue d’ensemble des ph\u00e9nom\u00e8nes de transport et d’accumulation d’humidit\u00e9 dans les mat\u00e9riaux de construction poreux importants pour la pratique. La courbe de sorption u<\/i>\u202f=\u202ff<\/i>(\u03c6<\/i>,r<\/i>) d\u00e9pendant de l’humidit\u00e9 relative \u03c6<\/i> (\u03c6<\/i><\u202f95\u202f%) et du rayon des pores r<\/i> (\u03c6<\/i>>\u202f95\u202f%) influence les processus, simultan\u00e9s et thermiquement coupl\u00e9s, de diffusion et de transport capillaire.<\/div>\n

<\/h3>\n

L’humidit\u00e9 absorb\u00e9e dans les cavit\u00e9s des mat\u00e9riaux poreux est transport\u00e9e sous l’influence de diff\u00e9rentes forces motrices<\/i>. Le flux de diffusion de la vapeur d’eau, d\u00e9clench\u00e9 par un gradient de pression partielle, s’oppose au transport d’eau liquide par les forces capillaires. L’eau accumul\u00e9e dans de grandes cavit\u00e9s peut aussi \u00eatre mise en mouvement sous l’action de la gravit\u00e9 ou de la pression du vent. N\u00e9anmois, une distinction claire entre transport de vapeur ou de liquide ne peut pas \u00eatre faite en raison de la coexistence entre phase liquide et phase gazeuse. Dans les mat\u00e9riaux de construction r\u00e9els, les processus de mouillage et de transfert ainsi que les transitions de phase interagissent de fa\u00e7on complexe dans les divers ph\u00e9nom\u00e8nes de transport.<\/p>\n

Les mat\u00e9riaux de construction peuvent absorber diff\u00e9rentes quantit\u00e9s d’eau (sous forme d’eau liquide ou de vapeur) selon la temp\u00e9rature, leurs structures ainsi que celles des pores. Quand un mat\u00e9riau poreux est maintenu dans un air \u00e0 temp\u00e9rature et humidit\u00e9 constantes, un \u00e9quilibre hygroscopique<\/i> s’\u00e9tablit dans ses cavit\u00e9s. Les \u00ab\u200aisothermes de sorption\u200a\u00bb<\/i> d\u00e9termin\u00e9es exp\u00e9rimentalement repr\u00e9sentent cette humidit\u00e9 d’\u00e9quilibre selon la temp\u00e9rature et l’humidit\u00e9 de l’air environnant.<\/p>\n

\"Isothermes<\/div>\n
Fig.\u202f3.9:\u2002Isothermes de sorption de quelques mat\u00e9riaux de construction: \u00e9volution de l’humidit\u00e9 du mat\u00e9riau en fonction de l’humidit\u00e9 de son environnement [3.5]<\/span><\/span><\/div>\n

<\/h3>\n

Durant l’absorption d’humidit\u00e9, par faible humidit\u00e9 les grandes surfaces internes des pores se recouvrent d’une, puis plus tard, de plusieurs couches mol\u00e9culaires d’eau. Dans ce domaine relativement sec, le transport d’eau suit les lois de la diffusion de vapeur. Pour des humidit\u00e9s encore plus \u00e9lev\u00e9es, des poches d’eau se forment et le transport de vapeur est entrav\u00e9 par la condensation capillaire qui s’instaure puis par des m\u00e9canismes plus puissants tels que le transport capillaire qui prennent le relais lorsque l’absorption d’humidit\u00e9 augmente. Cette accumulation cons\u00e9cutive d’eau peut \u00eatre subdivis\u00e9e en six parties qui distinguent les stades de sorbtion et les m\u00e9canismes de transport qui s’y manifestent (voir Fig. 3.10).<\/p>\n

Pour la description des processus d’accumulation dans les pores des mat\u00e9riaux de construction, on emploie depuis peu la notion de \u00ab\u200apotentiel humide \u03a6\u200a\u00bb<\/i> [3.6<\/span><\/span>, 3.7<\/span><\/span>]<\/span>.<\/p>\n

\"Repr\u00e9sentation<\/div>\n
Fig.\u202f3.10:\u2002Repr\u00e9sentation sch\u00e9matique des stades de sorption et des m\u00e9canismes de transport qui s’y produisent pour des mat\u00e9riaux de construction inorganiques poreux par humidification croissante [3.4]<\/span><\/span><\/div>\n

<\/h3>\n
\"Analyse<\/div>\n
Fig.\u202f3.11:\u2002Analyse d’une isotherme de sorption caract\u00e9ristique d’un mat\u00e9riau de construction hygroscopique poreux [3.5]<\/span><\/span> (en haut: relation entre la teneur en eau du mat\u00e9riau et le rayon des pores (d’apr\u00e8s le mod\u00e8le des capillaires cylindriques), en bas: influence de la temp\u00e9rature et du domaine de l’eau li\u00e9e respectivement non li\u00e9e par adsorption dans les pores; u<\/i>max<\/sub>:absorption d’eau maximale (\u2259porosit\u00e9 totale), u<\/i>f<\/sub>:absorption d’eau libre maximale (sans l’effet d’une pression ext\u00e9rieure par accumulation d’eau))<\/div>\n

<\/h3>\n
\"Humidit\u00e9<\/div>\n
Fig.\u202f3.12:\u2002Humidit\u00e9 d’un mat\u00e9riau de construction en fonction du potentiel humide. Courbe \u00e9tablie sur la base de mesures de l’humidit\u00e9 du mat\u00e9riau (\u2192isotherme de sorption (teneur en eau=f<\/i>(humidit\u00e9 relative de l’air) de 0% jusqu’\u00e0 environ 100%HR)) et de mesures de porosit\u00e9 et d’absorption capillaire de l’eau (\u2192teneur en eau selon la r\u00e9partition de la taille des pores =\u202ff<\/i>(rayons des pores) pour des rayons des pores de 10\u20137<\/sup>m \u00e0 10\u20133<\/sup>m)<\/div>\n

<\/h3>\n
<\/div>\n
Tab.\u202f3.6:\u2002Valeurs caract\u00e9ristiques de la teneur en eau de quelques mat\u00e9riaux de construction (voir la l\u00e9gende de la figure 3.14 pour les d\u00e9finitions)<\/div>\n

<\/h3>\n

Dans le domaine hygroscopique,<\/i>\u00a0\u03a6<\/i> est identique \u00e0 l’humidit\u00e9 relative de l’air. Dans ce domaine\u00a0\u03a6<\/i> est repr\u00e9sent\u00e9 par l’isotherme de sorption. A\u00a0\u03a6<\/i>\u2009=\u20091 tous les micropores (rayons des pores r<\/i>\u2009<\u200910\u20137<\/sup>\u202fm) sont remplis d’eau. Dans le domaine super-hygroscopique<\/i> (\u03a6<\/i>\u2009>\u20091), de l’eau sous forme vapeur se trouve dans les pores capillaires et les macropores (rayons des pores r<\/i>\u2009>\u200910\u20137<\/sup>\u202fm). Le trac\u00e9 de la courbe d’absorption d’eau ne peut \u00eatre d\u00e9termin\u00e9 qu’exp\u00e9rimentalement par des mesures de porosit\u00e9 et d’absorption capillaire. Dans la zone de transition, le potentiel humide \u03a6<\/i> et le rayon des pores r<\/i> suivent la relation de Kelvin-Thomson :<\/p>\n

(3.9)<\/div>\n

<\/p>\n

<\/h3>\n
\"Typologie<\/div>\n
Fig.\u202f3.13:\u2002Typologie syst\u00e9matique des propri\u00e9t\u00e9s d’accumulation en fonction du potentiel humide\u00a0\u03a6<\/i> pour des mat\u00e9riaux de construction hygroscopiques et non-hygroscopiques avec diff\u00e9rentes tailles de pores [3.4]<\/span><\/span>.
\nIl appara\u00eet que la plupart des mat\u00e9riaux inorganiques sont repr\u00e9sent\u00e9s par les types mixtes\u00a0D et\u00a0H. Les rev\u00eatements organiques (plastiques) se comportent principalement selon le type E o\u00f9 la limite sup\u00e9rieure correspond aux mat\u00e9riaux hydrophiles et la limite inf\u00e9rieure aux mat\u00e9riaux hydrophobes.
\nExemples typiques: A: m\u00e9taux, verres; B: charbon de bois, filtre mol\u00e9culaire; C: argile siliceuse; D: c\u00e9ramique (peu hygroscopique); E: polym\u00e8res organiques; F: adsorbants; G: argile expans\u00e9e; H: mat\u00e9riaux de construction min\u00e9raux<\/div>\n

<\/h3>\n
\"Teneur<\/div>\n
Fig.\u202f3.14:\u2002Teneur en eau de quelques mat\u00e9riaux de construction en fonction du potentiel humide (u<\/i>max<\/sub>: humidit\u00e9 \u00e0 saturation (avec effet de la pression); u<\/i>f<\/sub>: absorption d’eau libre maximale (sans l’effet d’une pression ext\u00e9rieure); u<\/i>100<\/sub> avec \u03c6<\/i>\u202f=\u202f100\u202f% (limite sup\u00e9rieure de la zone de transition); u<\/i>cr<\/sub>: teneur en eau critique, limite inf\u00e9rieure pour le transport capillaire de l’eau; u<\/i>90<\/sub> avec \u03c6<\/i>\u202f=\u202f90\u202f% (limite inf\u00e9rieure de la zone de transition); u<\/i>50<\/sub> avec \u03c6<\/i>\u202f=\u202f50\u202f% (d\u00e9but de la condensation capillaire)) [3.6]<\/span><\/span><\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

En plus de la condensation de vapeur d’eau sur les surfaces des \u00e9l\u00e9ments de construction, il est tr\u00e8s important de consid\u00e9rer la question de l’accumulation d’humidit\u00e9 ou d’eau \u00e0 l’int\u00e9rieur de ces \u00e9l\u00e9ments provoqu\u00e9e par des gradients de concentration et de temp\u00e9rature. Comme les mati\u00e8res min\u00e9rales (mat\u00e9riaux) ne fixent l’eau que sur leurs surfaces externes […]<\/p>\n","protected":false},"author":8,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[24],"tags":[],"class_list":["post-4025","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-humidite"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/4025","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/8"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=4025"}],"version-history":[{"count":5,"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/4025\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":6746,"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/4025\/revisions\/6746"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=4025"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=4025"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=4025"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}