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Materials and Structures

, Volume 25, Issue 8, pp 482–489 | Cite as

Modélisation macroscopique des transferts de chaleur et d'humidité dans des matériaux du bâtiment. Les données nécessaires

  • B. Kari
  • B. Perrin
  • J. C. Foures
Article

Résumé

Dans ce premier article, nous exposons la modélisation macroscopique qui a été mise en oeuvre pour décrire les transferts de chaleur et d'humidité dans des matériaux couramment utilisés en construction. Nous présentons le système d'équations auquel on aboutit et donnons une expression du taux de changement de phase quelquefois utilisé dans la formulation. Nous indiquons ensuite les propriétés des milieux qu'il est nécessaire de connaître et donnons les valeurs numériques pour cinq matériaux types: une terre cuite, un mortier, du plâtre, de la laine de verre et du polystyrène expansé. Nous expliquons le mode de mesure de ces propriétés et évoquons les problèmes ou difficultés expérimentales rencontrés.

Nomenclature

ρi

Masse volumique du constituanti

ρs=ms/V

Masse volumique à l'état sec du matériau

ρ0=m/V

Masse volumique du milieu poreux humide

mi

Masse du constituanti

\(\dot m_i \)

Densité de flux de masse du constituanti

\(\dot m\)

Densité de flux de masse de l'humidité sous forme liquide ou vapeur

ri

Terme source du constituanti sur l'unité de volume

wi=mi/ms

Concentration massique du constituanti

cp

Chaleur massique du milieu poreux humide

Φ

Densité de flux de chaleur dû à la conduction

Lv

Chaleur de vaporisation de l'eau

T

Température

t

Temps

Ki

Perméabilité relative du milieu à la phasei

vi

Viscosité cinématique de la phasei

Pi

Pression de la phasei

Pc=PlPg

Pression capillaire

j

Densité de flux de masse dû à la diffusion

ωi=mi/ωg

Fraction massique du constituanti dans le gaz

Dv

Coefficient de diffusion de la vapeur dans l'air

λ

Conductivité thermique

f

Facteur de tortuosité prenant en compte l'influence du milieu poreux sur la diffusion de la vapeur

Dw

Coefficient de diffusion de l'humidite dû à un gradient de teneur en eau

DT

Coefficient de diffusion de l'humidité dû à un gradient de température

\(\varepsilon ' = \nabla \dot m_v /\nabla \dot m\)

Taux de changement de phase

Pvs

Pression de vapeur saturante

ϕ

Humidité relative de l'air

R=RvMv

Constante des gaz parfaits

Mv

Masse molaire de la vapeur

σ

Tension interfaciale de l'eau

r*

Rayon de courbure équivalent de l'interface liquide-gaz

ψ

Succion

θ

Température en degré Celsius

Indices

1

Relatif à la phase liquide

v

Relatif à la phase vapeur

a

Relatif à l'air

g

Relatif à la phase gazeuse

s

Relatif à la surface du milieu poreux

Summary

In this first article we describe a macroscopic model of heart and mass transfer through materials commonly used in construction. We provide the appropriate equations and give a mathematical expression for the phase change level sometimes used in the formulation.

We then outline the physical parameters of interest and give practical values for five commonly used materials: brick, cement mortar, plaster, glass wool and polystyrene. We explain how to measure these properties and indicate the difficulties encountered.

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Copyright information

© RILEM 1992

Authors and Affiliations

  • B. Kari
    • 1
  • B. Perrin
    • 1
  • J. C. Foures
    • 1
  1. 1.Laboratoire de Thermique des Matériaux et des BâtimentsINSA-Université, Paul Sabatier de Toulouse, Complexe Scientifique de RangueilToulouse CedexFrance

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