Coupling of heat and mass transfers in bio-based construction materials

Les fibres naturelles telles que le lin, le chanvre, le coton et le bois sont de plus en plus utilisées comme matériaux isolants écologiques grâce à leur capacité à réguler l'humidité tout en conservant une faible conductivité thermique. Cependant, le transfert couplé de chaleur et d'humidité dans ces milieux poreux anisotropes reste difficile à caractériser et à simuler. Pour y remédier, nous proposons des expériences unidimensionnelles (1D) contrôlées dans lesquelles le transport de chaleur et de masse se produit le long d'un seul axe, ce qui facilite à la fois la modélisation et la validation. À l'aide d'échantillons de cellulose de différentes tailles, nous analysons le refroidissement transitoire et introduisons le concept de conductivité thermique virtuelle, définie comme la propriété effective qui concilie les solutions analytiques 1D avec les données expérimentales. Cette méthode est ensuite testée sur d'autres isolants d'origine biologique et dans différentes conditions limites. Des simulations numériques systématiques quantifient en outre les écarts par rapport au transport 1D idéal dans des géométries de type mural. Les résultats établissent des conditions expérimentales générales pour l'étude du transfert couplé de chaleur et de masse dans les matériaux de construction biosourcés, fournissant ainsi une base pour une simulation et une conception plus fiables des enveloppes de bâtiments durables.

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