Caractérisation de l'influence de l'humidité sur les interactions entre les polluants gazeux et les matériaux du bâtiment

Characterization of the humidity influence on the gaseous pollutants building materials interactions

• Auteur / Autrice : Cristiana Monica Bouilly
• Direction : Francis Allard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie civil
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : La Rochelle

Mots clés

Mots clés contrôlés

Air confiné -- Pollution

Qualité de l'air

Humidité dans les constructions

Polluants atmosphériques

Construction -- Matériaux

Environnement

Résumé

Le domaine de la qualité de l’air intérieur (QAI) attire de plus en plus l’intérêt des chercheurs, intérêt parfaitement compréhensible sachant que les citadins passent plus de 80% de leur temps à l’intérieur des bâtiments. Beaucoup d’études expérimentales ont analysé l’influence des paramètres environnementaux sur le processus d’émission des Composées Organiques Volatils (COV) et sur l’effet de puits des matériaux du bâtiment. Alors que pour la température elles ont conduit à un consensus, pour l’humidité les conclusions sont souvent différentes. Ce constat représente la motivation principale de notre étude. Notre travail traite d’une étude expérimentale sur la détermination des paramètres phénoménologiques et d’une modélisation statique et d’une modélisation dynamique des interactions polluant gazeux/ humidité/ paroi. A ce titre une description des phénomènes est présentée. Compte tenu du manque de données concernant les coefficients phénoménologiques nous avons cherché et trouvé des corrélations entre les caractéristiques physico-chimiques et ces coefficients. De plus, nous avons mené des expérimentations pour caractériser des équilibres d’adsorption polluant/matériau et pour décrire la distribution porosimétrique des matériaux. Ces derniers essais nous permettent de calculer les coefficients de diffusion effectifs des COV et de quantifier la condensation dans les pores. La dernière phase de l’étude a consisté à intégrer les modèles de transfert de masse dans un code de simulation sous MATLAB. Cette approche permet de reproduire le transport des polluants gazeux, de l’humidité dans la paroi et d’étudier l’influence de l’humidité sur les interactions COV/parois.

The indoor air quality (IAQ) field has gained considerable interest of many researchers, interest clearly justified by the fact that the citizens spend more then 80% of their time inside of the buildings. During the past 15 years, many experimental studies have dealt with the environmental parameters (temperature, humidity, air velocity…) influence of on the volatiles organic compounds (VOC) emission and the reversible sink effect of materials. While for the temperature all this lead to a general consensus on its influence, the conclusions are very different sometimes even divergent for humidity. This appears as the main reason of our study. Our work implies an experimental study on the phenomena parameters identification involved into the pollutants transport through the building materials and a static and a dynamic modeling on the gaseous contaminants/humidity/wall interactions. To accomplish these items, the phenomena that appear in the pollutant transport process through the building materials are described. The lack in amount of data concerning the transfer coefficients give a good reason to research and to find some relations between the physical - chemical characteristics of VOC and transfer coefficients. The last part of this work implies the integration of the mass transfer models into a simulation code on the Matlab environment. This approach is similar with the thermal transfer models used by CSTB. Within these models we are able to reproduce the gaseous pollutant and humidity transfer in the materials and also we can study the humidity influence on the VOC/ wall interactions at many levels: diffusion level, adsorption and absorption level.