08 Octobre – Soutenance de thèse - Mohamed Bensalem

10 h Amphi B - ENSAM, Esplanade des Arts et Métiers (Talence)

Développement d’imagerie THZ de champs de teneur en eau et de températures en vue de la caractérisation thermique et massique de coefficients de diffusions.

L'étude du transport de l'eau pendant les processus de séchage représente un défi majeur pour l'industrie des matériaux à base de bois. En particulier, le mouvement de l'eau dans les produits collés (tels que le bois lamellé-croisé ou le bois lamellé-collé) peut induire de fortes contraintes mécaniques au niveau des interfaces assemblées. Par conséquent, le séchage peut entraîner la propagation de fissures dans le matériau qui vont être préjudiciables pour la construction. La simulation du mouvement de l'eau dans le bois est complexe et doit être validée en utilisant des mesures de champs de teneur en eau sur des échantillons. Dans ce contexte, le but de cette étude est de développer un dispositif expérimental capable de mesurer le champ de teneur en eau sur de petits échantillons de bois pendant un processus de séchage (ou d'humidification). Les techniques classiques de mesure de teneur en eau pendant le séchage ou le processus d'imbibition permettent uniquement d'accéder à des informations globales, telles que le coefficient de diffusion massique global et les pertes ou les gains globaux de teneur en eau au cours de temps (courbes de sorption). Dans ce travail, l’objectif est de montrer l'efficacité de la technique THz en tant que technique peu coûteuse, non intrusive pour l’étude des transferts de chaleur et de masse dans ces processus de séchage. Pour cela, la séparation de l'étude de transfert de chaleur et de masse due à la sensibilité différente et à la caractéristique temporelle de chaque phénomène est réalisée. Deux bancs d'essai basés sur différentes technologies de détecteurs sont développés pour l'estimation sans contact de la température et de la teneur en eau. Un premier banc d’essai de THz à acquisition rapide a consisté à coupler une caméra  infrarouge avec un « Tera Thermal Convertisseur (TTC) » pour la mesure sans contact de la température transitoire de matériaux isolants opaques dans le visible ou IR (PVC, PMMA, PTFE et bois). Par ailleurs des mesures de teneur en eau sans contact, réalisées sur un banc point par point pour caractériser des matériaux homogènes ou hétérogènes (papier buvard et pin maritime). En définitive, la technique THz a permis d'estimer respectivement la propriété optique des matériaux isolants et le coefficient de diffusion hydrique des matériaux hygroscopiques. Ceci démontre la capacité d'utilisation des techniques THz à différentes échelles d'espace et de temps. Cependant, en raison de la longueur d'onde, la technique ne permet pas de révéler des détails submillimétriques tels que les cernes du bois. De plus, la particularité de la mesure thermique transitoire est la grande quantité d'informations enregistrées Par conséquent, il est nécessaire de traiter les images obtenues avant d’estimer le paramètre indiqué par méthode inverse.

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