Détermination de la diffusivité massique dans le domaine hygroscopique du bois : comparaison des mesures en régimes permanent et transitoire

par Sylvain Zohoun

Thèse de doctorat en Mécanique et énergétique

Sous la direction de Patrick Perré.

Soutenue en 1998

à Vandoeuvre-les-Nancy, INPL .

mots clés

• Diffusivité
• Régime permanent
• Régime transitoire
• Transfert masse
• Bois
• Diffusivity
• Steady state
• Transitional arrangements
• Mass transfer
• Wood
• Hygrométrie
• Bois -- Chimie
• Régime transitoire (hydraulique)

Résumé

Ce travail présente l'étude de la diffusion massique dans le domaine hygroscopique du bois de quatre essences tempérées et trois tropicales. À cet effet, un paramètre adimensionnel appelé diffusivité réduite F, est défini pour faciliter l'interprétation de la diffusion massique. Il varie de 0 à 1. F est déterminé à partir de la mesure du flux massique dans les mêmes conditions thermohygrometriques en régimes permanent et transitoire. Ceci permet de comparer les diffusivités des deux régimes de ces essences suivant les trois directions principales du bois. Un dispositif expérimental convenant est réalisé. Il comprend le vaporimètre utilisant le système PVC-CHA et deux enceintes climatiques. Le système PVC-CHA est un porte-échantillon simple qui assure la fonction d'étanchéité en dépit des variations dimensionnelles des échantillons du bois. Les deux enceintes climatiques donnent une excellente stabilité des conditions de température et d'humidité relative durant plusieurs semaines, et permettent des pesées sans perturbations. En régime permanent, on note particulièrement dans la direction longitudinale, une variation de la diffusivité expérimentale en fonction de l'épaisseur des échantillons. Cette particularité a conduit à une étude corrective. Un abaque est alors utilisé. En régimes permanent et transitoire, la diffusivités longitudinale est largement supérieure aux diffusivités radiale et tangentielle. En général, la radiale est relativement supérieure à la tangentielle. Cependant, il existe des cas particuliers comme pour Picea abies. La comparaison de la détermination de la diffusivités mesurée de deux matériaux modèles, LVL et MDF percé, à celle calculée à partir des milieux les composant, incite fortement à tenir compte de la morphologie et des éléments anatomiques pour la prédiction de la diffusivité massique du bois.

Titre traduit

Determination of the mass diffusivity in the hygroscopic field of wood : comparison of measurements in permanent and transient

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