Étude des propriétés hydriques et des mécanismes d ... - sacre

Chapitre 3 : Etude des propriétés hydriques
partir du point correspondant au degré de saturation critique, la continuité hydraulique dans le réseau
poreux est rompue et le transfert par capillarité n’est plus assuré pour alimenter correctement la
surface évaporante qui s’assèche progressivement. Dès lors, la diffusion de vapeur d’eau à travers le
réseau poreux partiellement désaturé participe aux mécanismes de séchage. La perte de masse devient
d’autant plus lente que le phénomène de diffusion de la vapeur devient majoritaire devant les transferts
capillaires.
La dernière phase est caractérisée par une perte de masse constante mais faible. La surface
évaporante est totalement sèche, et l’évaporation a lieu au cœur du solide où elle se fait
essentiellement par diffusion de la vapeur d’eau. L’eau liquide encore présente dans le réseau poreux
ne se déplace plus par capillarité. Le réseau poreux constitue un milieu confiné avec un gradient
d’humidité faible. De plus, la tortuosité augmente le cheminement et limite les échanges. Cette
dernière phase est donc principalement contrôlée par la structure porale de la pierre. L’humidité de
l’air contenu dans le volume poreux tend à s’équilibrer progressivement avec celle du milieu extérieur.
La perte de masse s’arrête lorsque cet équilibre est atteint.
Teneur en eau (%)
122
Tuffeau blanc
35
HR = 12% q12% = -3,56.10
100
90
30
HR = 44%
80
25
HR = 76%
70
60
20
50
15
40
10
30
20
5
10
0
0
0 500 1000 1500 2000
-3 g/cm 2 /h
q44% = -2,40.10 -3 g/cm 2 /h
q76% = -1,31.10 -3 g/cm 2 /h
Src = 20 %
Temps (heures)
(a) : tuffeau blanc
Degré de saturation (%)
Kévin Beck (2006)
0
0
0 500 1000 1500 2000
(b) : pierre de Sébastopol
Figure III.22 : courbes d’évaporation à différentes humidités relatives pour le tuffeau blanc et la
pierre de Sébastopol
d(
δm
/ S)
On définit le flux d’évaporation par transfert capillaire qHR comme q = exprimé en
HR dt
g/cm 2 /h et calculé pour la partie linéaire de la courbe d’évaporation (phase 1). Les résultats sont
résumés au tableau III.11 pour les différentes humidités testées dans le cas du tuffeau blanc et dans le
cas de la pierre de Sébastopol.
HR 12 % 33 % 44 % 66 % 76 % 86 % 98 %
qHR tuffeau
(g/cm 2 /h)
-3,56.10 -3 -2,91.10 -3 -2,40.10 -3 -1,62.10 -3 -1,31.10 -3 -1,02.10 -3 -0,45.10 -3
qHR sébastopol
(g/cm 2 /h)
-3,78.10 -3 -2,94.10 -3 -2,40.10 -3 -1,74.10 -3 -1,34.10 -3 -1,07.10 -3 -0,44.10 -3
Tableau III.11: flux d’évaporation selon l’humidité relative imposée pour le tuffeau blanc et la pierre
de Sébastopol
Teneur en eau (%)
25
20
15
10
5
Pierre de Sébastopol
HR = 12%
HR = 44%
HR = 76%
Temps (heures)
q12% = -3,78.10 -3 g/cm 2 /h
q44% = -2,40.10 -3 g/cm 2 /h
q76% = -1,34.10 -3 g/cm 2 /h
Src = 8 %
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
Degré de saturation (%)