Séchage d'un milieu déformable non saturé : modélisation du couplage hygromécanique

Abstract

Le thème de cette étude est la modélisation du séchage d’un milieu poreux, déformable, partiellement saturé (solide, liquide et gaz). Cette modélisation tient compte de la nature du produit ainsi que des conditions initiales et de sa forme. En fait, au cours de leur séchage, les milieux poreux déformables subissent des contraintes liées au retrait volumique. L’objectif est de prévoir ces contraintes afin de contrôler la déformation du produit. La modélisation du séchage a été assurée tant pour les milieux saturés que pour les milieux non saturés. La problématique se pose au niveau de la transition entre milieu saturé et milieu non saturé où il néxiste pas actuellement de modélisation physique continue. Dans ce travail, on propose un modèle, décrivant les transferts de chaleur, de masse et de quantité de mouvement, appliqué au séchage d’un milieu non saturé et déformable. Le gradient de pression est le terme moteur du transport de l’eau dans le milieu au travers de la loi de Darcy. La particularité du modèle est qu’il tient compte du fort couplage entre transport d’eau et comportement rhéologique du matériau en utilisant la notion de contrainte effective. Les variables de couplage sont la vitesse de déformation du solide et la pression intrinsèque de la phase liquide. Le modèle est validé pour une argile à différentes conditions de séchage convectif. Les simulations montrent la faisabilité du modèle décrivant le séchage d’un milieu partiellement saturé et l’étude de sensibilité met en évidence la forte influence de la perméabilité du matériau et de la pression capillaire d’une part, et des propriétés rhéologiques d’autre part.