Etude des transferts couplés de chaleur et de masse dans un milieu poreux. Application à un modèle monocouche pour la prise en compte du gel dans un sol argileux

Abstract

Le comportement hygrothermique d'un sol argileux à température négative a été modélisé en géométrie plane dans un modèle 1D. Pour ce faire, nous nous sommes appuyés sur un modèle de transfert d'eau et de chaleur existant auquel nous avons ajouté les équations et variables requises pour intégrer une « loi de gel ». La cryosuccion, qui résulte de l'aspiration de l'eau liquide et vapeur vers les zones gelées, est implicitement prise en compte dans ce modèle grâce aux lois d'équilibre entre les phases et aux lois de transfert. Nous avons simulé deux cas à l'aide du modèle établi. La durée de simulation est de 80 jours pour le premier cas et de 120 jours pour le second. On refroidit le sol par sa face supérieure pour provoquer le gel, le refroidissement étant plus sévère dans le second cas afin de représenter un sol de fondation d'une chambre frigorifique. Les résultats obtenus nous montrent que le processus de changement de phase (liquide-glace) est bien visible. Dans les deux cas on remarque que la conductivité thermique du sol diminue au fur et à mesure que la glace se forme, ce qui est d'autant plus visible pour le deuxième.