Letteratura scientifica selezionata sul tema "Thermo-Hydric transfers"

Rammed earth construction provides an efficient alternative construction material to limit energy consumption and CO2 emission. It possesses various characteristics of a sustainable material, but its mechanical capacity is sensitive to humidity variations. It is, therefore, important to better understand water transport within rammed earth when subjected to varying ambient conditions. In this context, the present work aims to analyze the hydraulic behavior of a reduced piece of rammed earth wall consisting of a column of size 14cm x 14cm x 30cm subjected to drying from the initial compaction water content in an indoor environment. The columns had transient non-uniform relative humidity, which was measured in-situ. Thermo-hydraulic coupled numerical modeling was developed using realistic atmospheric boundary conditions. The material and hydric parameters were chosen from an experimental study previously performed at the material scale. A parametric study was performed in order to evaluate the sensitivity of the modeling to both material parameters and boundary conditions. The results of the numerical simulations were highly sensitive to parameter values used for the water retention curve and the surface mass transfer coefficient, with a satisfactory matching of experimental results only achieved after adjusting initial estimates of relevant parameter values.

The aim of this work was to simulate in 1D, the spatio-temporal evolution of the moisture content, the temperature and the mechanical stress within a highly deformable and saturated product during convective drying. The hydro-thermal model, written in a fixed coordinate system, consisted of solid mass balance equation, moisture transfer diffusion/advection equation and heat transfer conduction/advection equation. These equations were coupled by the solid phase velocity terms due to hydric shrinkage. Convective boundary conditions completed this set of equations. The hydro-thermal model had been merged with a static mechanical model which was based on the hypothesis of an elastic behavior, of a plane deformation and of an ideal shrinkage. The hydro-thermo-mechanical model had been applied to a parallelepipedical potato sample. Its thickness was small compared to the other dimensions, in order to observe an unidirectional drying and a negligible shear stress case. The transport and equilibrium properties of the product required for the modelling were determined from previous experiments which were independent of the drying trials.

Les enfants souffrants de la paralysie cérébrale éprouvent un stress psychologique important lors de la rééducation. Ceci est lié à de nombreux facteurs psychologiques comme la peur, l'anxiété et les phobies, et d'autres physiques tels que le poids des appareils de rééducation, leurs frottements sur le corps, et les douleurs liées aux problèmes de motricité. Dans l'état de l'art, il a été montré que les chercheurs ont suivi une approche utilisant les paramètres physiologiques comme bioindicateurs de stress. Ils utilisent principalement des biosignaux tels que la température cutanée, l'électrocardiographie (ECG), l'activité électrodermale (EDA), l'électromyographie (EMG), la respiration, le diamètre de la pupille, l'électroencéphalographie (EEG) pour l'évaluation du stress. Etant donné que les échanges thermiques et hydriques sont fonction de l'évolution de la température, ils peuvent également faire l'objet d'un indicateur de stress, d'autant plus qu'ils représentent un indicateur d'inconfort thermique. Pour cela, dans ce travail, un fluxmètre thermique textile, qui possède des caractéristiques de perméabilité, souplesse et conformité à être utilisé sur la peau, a été développé, analysé et caractérisé. Un dispositif expérimental a été mis en place afin d'établir un système de calibration de fluxmètre. Ensuite le comportement thermo-hydrique des fluxmètres a été analysé dans des conditions de laboratoire. Les fluxmètres thermiques textiles développés ont montré des sensibilités dans le même ordre de grandeur que le capteur étalon. De plus, l'étude des performances de fluxmètre a montré un comportement similaire à celle du capteur étalon. Par conséquent, des tests de stress ont été menés sur 20 volontaires adultes en bonne santé, de différentes tranches d'âges, et différents gendres, femmes et hommes, et sur deux enfants, de 7 ans et 12 ans, également en bonne santé. Trois différents types d'activité ont été réalisés pour provoquer le stress, à savoir, des activités mathématiques, des jeux de réalité virtuelle et une activité sportive. Cela a été dans l'objectif de stimuler différents types de stress, i.e. le stress positif (eustress), le stress négatif et le stress physique, respectivement. Les résultats des tests montrent un comportement similaire entre les deux fluxmètres (textile et étalon), et une corrélation positive entre le comportement de l'électrocardiogramme et celui du fluxmètre. Un lien a été établi dans la majorité des cas entre le retour des volontaires concernant le stress ressenti, et leurs réponse thermo-hydrique relevée par le fluxmètre thermique textile
Children with cerebral palsy experience significant psychological stress during rehabilitation. This is related to many psychological factors such as fear, anxiety and phobias, and physical factors such as the weight of the rehabilitation devices, their friction on the body, and the pain related to motor problems. In the state of art, it has been shown that researchers have followed an approach using physiological parameters as biomarkers of stress. They mainly use biosignals such as skin temperature (ST), electrocardiography (ECG), electrodermal activity (EDA), electromyography (EMG), respiration, pupil diameter, electroencephalography (EEG) for stress assessment. Since thermal and hydric exchanges are a function of temperature evolution, they can also be an indicator of stress, especially since they represent an indicator of thermal discomfort. For this purpose, in this work, a textile heat fluxmeter, which has characteristics of permeability, flexibility and suitability for use on the skin, has been developed, analyzed and characterized. An experimental device was set up in order to establish a calibration system of the fluxmeter. Then the thermo-hydric behavior of the fluxmeters was analyzed under laboratory conditions. The developed textile heat fluxmeter showed similar sensitivities as the gold standard sensor. Moreover, the study of the fluxmeter performance showed a similar behavior to that of the standard sensor. Therefore, stress tests were conducted on 20 healthy adult volunteers of different ages and genders, women and men, and on two children, 7 and 12 years old, also healthy. Three different types of activities were performed to induce stress, namely, mathematical activities, virtual reality games and a sports activity. This was with the objective of stimulating different types of stress, i.e. positive stress (eustress), negative stress and physical stress, respectively. The results of the tests show a similar behavior between the two fluxmeters (textile and standard), and a positive correlation between the behavior of the electrocardiogram and the fluxmeter. A relation was established in the majority of cases between the volunteers' feedback on the stress they felt and their thermo-hydric response measured by the textile heat fluxmeter

Ces travaux de thèse visent à trouver des solutions pour minimiser autant que possible la présence de microporosités dans les alliages aéronautiques conventionnels et nouveaux. Ces microporosités résultent notamment de la réaction de l’aluminium liquide, durant la phase de coulée, avec l’hydrogène apportée par la vapeur d’eau contenue dans les réfractaires. La plupart de ces produits sont des bétons hydrauliques à matrice cimentaire alumineuse. Dans une première étape, l’identification physico-chimique et minéralogique des matériaux et des produits élaborés a été réalisée. Le comportement thermo-hydrique de différentes de bétons et de pâtes cimentaires durcies a ensuite été étudié par des essais de reprise d'humidité réalisés dans diverses conditions hygrothermiques, y compris à températures élevées (300°C). On montre ainsi que les variations hydriques dépendent fortement de la nature du liant, en particulier de sa teneur en alumine. Les phénomènes de physisorption et chimisorption sont mobilisés. Parallèlement, le comportement thermique d'une goulotte réfractaire a été modélisé, première étape pour quantifier les transferts de vapeur d’eau au sein des matériaux. Des mesures continues de température et de pression ont été obtenues sur des éprouvettes de pâtes et de bétons diversement conditionnées, placées au contact d’une frette métallique maintenue à 700°C. D’autres mesures ont été faites. Elles ont consisté à immerger des échantillons (pâtes et bétons), préalablement conservés dans différentes conditions hygrothermiques, dans l’aluminium liquide, afin de comparer leur réactivité en termes de relargage d’hydrogène, d’oxygène et de vapeur d’eau
This thesis aims to find solutions to minimize as much as possible the presence of micro-porosities in conventional and new aerospace alloys. These micro-porosities resulting especially from the reaction of the molten aluminum, during the casting phase, with the hydrogen provided by the steam contained in the refractory castables. Most of these castables are composites obtained with hydraulic binders based on aluminous cements. Firstly, a physico-chemical and mineralogical characterization of the basic materials and processed products was performed. Then, the thermo-hydric behavior of different castables and hardened cement pastes (principal source of the physical water and the chemical water) was then studied by moisture pick up tests made in various hygrothermal conditions, including at high temperatures (300 °C). It was shown that the hydric variations amplitudes strongly depend on the binder’s nature, in particular on its alumina content. The phenomena of physisorption and chemisorption are mobilized. Meanwhile, the transient thermal behavior in the time through the thickness of a refractory launder was modeled as a first step to quantify the water vapor transfer in the materials. Continuous measurements of temperature and pressure were obtained on pastes and concretes samples variously packged, placed in contact with a heated metal band maintained at 700 °C. Other measurements were made. They consisted into immersing samples (cement pastes and castables), previously stored in different hygrothermal conditions in liquid aluminum, in order to compare their reactivity in terms of release of hydrogen, oxygen and water vapor

La conception et la vérification du dimensionnement des structures en bois, pour une utilisation en Génie Civil, est régie par la norme Européenne Eurocode 5. Elle permet de dimensionner tout élément de structure en fonction du chargement qui lui est appliqué et d’hypothèses relatives à son environnement. Coordonnée particulièrement par la filière bois des pays Nordiques, cette norme est basée sur l’emploi exclusif de résineux. Or, la France détient la plus grande forêt de feuillus d’Europe. Ces essences ont leur place dans les structures bois d’aujourd’hui en apportant, par exemple, des propriétés de durabilité naturelle. Malheureusement, ces essences ne sont pas aujourd’hui considérées dans les règles de dimensionnement.Le projet EFEUR5, financé par l’agence nationale de la recherche, a pour objectif de répondre à cette problématique en effectuant des travaux similaires à ceux déjà réalisés pour les résineux. Ainsi, les travaux présentés ont pour objectifs de comprendre et de modéliser le comportement mécanique différé des essences de feuillus français que sont le chêne, le hêtre et le peuplier. A ces trois essences, est rajouté le douglas comme essence de référence des résineux.Nous commençons l’étude par l’analyse microscopique de la structure anatomique des essences étudiées. Cette analyse a pour objectif de mettre en avant les différences entre ces quatre essences. Le comportement mécanique différé du bois étant sensible à l’humidité de celui-ci, nous devons dans un premier temps déterminer l’évolution de l’humidité dans la section d’un élément de structure. Pour cela, il est présenté dans le second chapitre un protocole expérimental innovant de détermination des propriétés de diffusion d’une éprouvette située en extérieur. L’identification des propriétés de diffusion effectuée, nous proposons une étude de sensibilité des écarts de comportement hydrique sur un élément de structure.Le comportement mécanique long terme est ensuite étudié par une approche couplée entre expérimentation et modélisation. Différents comportements mécaniques dépendant du temps et de l’humidité sont pris en compte et hiérarchisés. L’implémentation, dans un logiciel aux éléments finis, de l’évolution du champ hydrique 3D au sein d’un élément de structure, ainsi que des différents phénomènes physiques mis en jeu lors du fluage sont discutés. Par la suite, la conception de deux bancs de flexion quatre points à l’échelle métrique des poutres de feuillus et de douglas est détaillée. Les mesures réalisées sur plus d’une année permettent dans un premier temps d’identifier les principaux comportements. Dans un second temps, ces données permettent de déterminer les propriétés viscoélastiques hygro activées par analyse inverse. Ainsi une comparaison des propriétés viscoélastiques entre ces quatre essences est présentée.Enfin, dans la dernière partie, les modèles développés et validés sont mis en forme pour une approche technologique. De nouveaux abaques d’équilibre d’humidité interne sont proposés essence par essence. Une méthodologie de détermination du coefficient kdef est proposée, et permet, par une relation très simple, d’affiner sa détermination en fonction de l’environnement réel, de la section, et de l’humidité initiale
The design and verification of timber structures, for use in Civil Engineering, is governed by the European standard Eurocode 5. It allows to size any structure element according to the load applied to it and assumptions about its environment. Essentially coordinated by the Nordic timber industry, this standard is based on the exclusive use of softwoods. However, French country has the largest hardwood forest in Europe. Today, these species have their place in timber structures by considering, for example, natural durability properties. Unfortunately, these species are not today considered in design rules. The EFEUR5 project, funded by the National Research Agency, aims to respond to this problem by doing work like those already carried out for softwoods. Thus, the work objectives are for understanding and modeling the long-term mechanical behavior of French hardwood species like oak, beech and poplar. In support of these species, Douglas fir is added as the conifer reference.The study starts with the anatomical structure analysis of the of the species studied. The objective of this analysis is to highlight the differences between these four species. Because the long-term mechanical behavior depends on moisture content, we must first determine the evolution of moisture in the section of a structural element. For this, it is presented in this chapter an innovative experimental protocol for determining the diffusion properties of a test tube located outdoors. The identification of the diffusion properties carried out we propose a study of the sensitivity of the water behavior differences on a structural element.The implementation of the evolution of moisture within a structure element, regardless of its geometry and environment, we present the different physical phenomena involved when creeping a structural element and their implementation in a code with finite elements. Next, we describe the completion of two four-point bending benches at the metric scale of hardwood and Douglas-fir beams. The instrumentation allows to analyze their deferred behavior according to their environment. In a second step, these numerical data are used to determine the hydro viscoelastic properties enabled, by inverse analysis. Thus, a comparison of the viscoelastic properties between these four species is presented.We conclude this study with a proposal for a new approach for considering the delayed mechanical behavior of structural elements. The approach consists in the determination of the long-term behavior through a reference behavior. The prediction of long-term deflection is then defined from the average humidity of the study element. This approach makes it possible to report both the geometry of the beam and its initial humidity