Fluid transport and hygroscopicity

Hygroscopicité et transferts de fluides Le bois est un matériau de choix pour la construction en raison de sa polyvalence et de ses propriétés mécaniques. C'est également un bon isolant thermique et un régulateur d'humidité. Cependant, sa capacité à absorber l'eau de son environnement, notamment sous forme d'eau liée à l'intérieur des parois cellulaires grâce à des liaisons hydrogène, peut également être un facteur limitant pour son utilisation. Nous étudions ici, avec du bois ou des matériaux modèles, une série de questions physiques liées à la présence ou au transport de cette eau liée dans le système : son impact sur la mouillabilité, la diffusion de l'eau liée, la propagation des fissures dans un tel système humide. Nous montrons d'abord que l'angle de contact apparent d'une goutte de liquide déposée sur une surface de bois diminue progressivement au cours du temps, d'une grande à une faible valeur, avant absorption. En reproduisant le phénomène à l'aide d'un matériau modèle (hydrogel), nous démontrons que cet effet résulte de la déformation de la surface solide à une distance plus grande lorsque l'eau diffuse plus loin de la goutte, à travers le gel. Avec les techniques habituelles d'étude de l'eau liée, un couplage avec le transport de vapeur et d'eau libre peut exister, ce qui empêche une appréciation pertinente des propriétés de diffusion de l'eau liée seule. Ici, nous empêchons le transport de vapeur et d'eau libre en remplissant le bois d'huile et nous suivons le transport de l'eau liée à l'aide de la résonance magnétique nucléaire, le coefficient de diffusion a ainsi été obtenu dans les trois directions du bois. Le coefficient de diffusion dans les trois directions du bois peut ainsi être déterminé sans équivoque. Nous montrons également que les fibres peuvent être remplies ultérieurement par le transport d'eau liée. Grâce à l'observation microscopique de fissures dans des gels colloïdaux mous pendant le séchage, nous établissons un lien entre la forme particulière de la pointe de la fissure et les caractéristiques rhéologiques du matériau. En plus du gel qui se fissure et de la fissure remplie d'air qui l'envahit, nous observons une troisième région remplie d'eau pure, en avant de la pointe de la fissure. Nous montrons que dans ces gels, l'énergie de rupture est déterminée par l'interface eau-air, tandis que les propriétés mécaniques du gel déterminent la morphologie de la phase remplie d’eau.