Fissuration des mortiers - CSTB

Prise en compte du couplage hydratation-séchage pour la modélisation du retrait de
dessiccation
3.3 Calcul de l’isotherme
La courbe d’isotherme d’adsorption/désorption 7 de vapeur d’eau obtenue expérimentalement
est une véritable carte d’identité « hygro-structurale » du matériau durci selon Baroghel-Bouny
([15]. L’essai consiste à contrôler la perte en masse d’un échantillon soumis à la dessiccation
à plusieurs humidités relatives données (désorption) et la reprise de poids lors du chemin inverse
(adsorption). Néanmoins, afin de tenir compte de la cinétique très lente des processus,
les paliers de stabilisation à différentes humidités relatives doivent être suffisamment longs.
Conséquemment, l’essai peut durer plusieurs mois. De surcroît, il est actuellement impossible
d’obtenir l’isotherme pour différents degré d’hydratation du matériau 8 . Si l’on veut connaître le
comportement hydrique d’un mortier au jeune âge, soumis à un séchage à différentes échéances
d’hydratation, il est particulièrement intéressant de connaître l’isotherme « théorique » obtenue
à partir de sa distribution poreuse. C’est ce que permet le modèle de distribution de la taille des
pores que nous avons développé. Il est ainsi possible de connaître pour chaque degré d’avancement
du matériau, la teneur en eau en un point donné de l’éprouvette en fonction de l’humidité
relative interne. La figure 6.8 présente des exemples de courbes d’isothermes d’adsorption pour
différents degrés d’avancements donnés.
FIG. 6.8: Courbes numériques d’isothermes d’adsorption en fonction de l’avancement de l’hydratation
calculées avec le modèle de distribution de taille des pores
Le calcul des isothermes en fonction de l’hydratation est un moyen robuste d’imposer une
condition aux limites réaliste et évolutive pour le séchage du mortier. En effet, si l’on suppose
que le bord de l’éprouvette soumise à la dessiccation est en équilibre hydrique avec l’humidité
relative extérieure (ce qui est probablement le cas dans une enceinte climatique ventilée), on
peut alors connaître la teneur en eau équivalente à l’interface entre le mortier et l’air ambiant.
Pour le calcul numérique, on peut alors faire tendre la teneur en eau aux noeuds du maillage
en bord d’éprouvette vers la valeur déterminée grâce à l’isotherme, en imposant un flux d’eau
évaporée proportionnel au gradient (cf. paragraphe 4.2). Le calcul des isothermes nous permet
7 Dans le cas de l’adsorption et de la désorption physique, à température donnéee et pour un couple
adsorbant/adsorbat, quantité de gaz adsorbé en fonction de la pression d’équilibre de gaz
8 Dans le cas de la vapeur d’eau et même si l’hydratation était stoppée à différentes échéances, il y aurait une
réhydratation du matériau pour des humidités relatives comprises entre 70 et 100 %
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