Matériau solide à géométrie fine, encore appelée matrice, renfermant des pores ou des cavités de petite taille et pouvant contenir une ou plusieurs fluides (liquide ou gaz).
Cette définition aboutit à la notion de milieu poreux. Une structure poreuse est dite fermée lorsque les pores ne sont pas reliés entre eux et sont inaccessibles à l’eau et à l’air puisqu’ils ne débouchent pas en surface, et ouverte lorsque les pores sont reliés entre eux, formant des canaux très fins.
Une structure poreuse ouverte rend possible :
- l'absorption d'eau, les matériaux sont dits capillo-poreux ;
- l’adsorption de la vapeur d'eau, les matériaux sont dits hygroscopiques [BE8251] ;
- le passage de l'air, les matériaux sont dits perméables à l'air ;
- les transferts de chaleur accompagnés dans certains cas de changement de phase.
Pour de nombreux matériaux poreux, les deux formes de porosité coexistent, ce qui oblige à deux définitions, celle de la porosité totale, qui tient compte des cavités occluses, et celle de la porosité accessible, ou espace poreux connecté, à travers duquel s’effectue l’écoulement des fluides [BE8250]. Un matériau poreux est également caractérisé par sa surface spécifique, sa tortuosité géométrique, et la distribution des dimensions de grains et de pores au sein du solide.
On trouve de nombreux exemples de matériaux poreux, naturels ou artificiels dans la vie courante :
- matériaux fibreux : laines minérales, cuirs, papiers,
- agglomérats granulaires : sable, isolants, revêtements routiers ;
- matériaux polymères : mousses synthétiques ;
- végétaux : paille, bois, liège, chanvre ;
- matériaux de construction : béton, brique ;
- et… plats et légumes déshydratés.
Dans le domaine de l’acoustique, les matériaux poreux sont utilisés pour réduire les nuisances sonores à des fréquences comprises entre 20 Hz et 20 kHz. La structure du matériau permet une absorption d’une partie des ondes sonores grâce aux frottements visqueux du fluide sur la matrice et des échanges thermiques entre le fluide et la matrice [R6120].
Dans le domaine de la construction et du génie civil, la porosité des matériaux leur confère résistance et durabilité, dans des applications aussi diversifiées que le stockage des déchets nucléaires ou l’optimisation énergétique des habitats, jusqu’à se positionner comme protecteur de l’environnement et de la santé avec le solide hybride MOF (Metal-Organic Framework) qui stocke le CO2.
Les matériaux poreux contribuent également à des avancées considérables dans le domaine médical, les greffes de larynx artificiel ou les implants crâniens en titane poreux en sont une illustration.
On désigne par milieu poreux un solide de forme complexe renfermant des cavités appelées pores. Les milieux poreux sont le siège de multiples phénomènes physico-chimiques et de transport. L'étude de ces phénomènes nécessite la connaissance des propriétés de stockage des fluides, des propriétés de transferts et éventuellement des propriétés mécaniques. Les transferts de chaleur en milieux poreux sont souvent complexes. Cet article introduit les notions indispensables concernant la caractérisation des milieux poreux, puis établit une synthèse et une initiation à des ouvrages plus spécialisés.
Le transfert de chaleur en milieu poreux avec changement de phase se rencontre dans de nombreuses applications industrielles. L’évaporation, lorsque la température est inférieure à la température de saturation, ce qui correspond typiquement aux opérations de séchage, est à distinguer de l’ébullition lorsque la température du milieu est égale ou supérieure à la température de saturation. Ce dernier aspect est rencontré dans de nombreux échangeurs, des applications de géothermie, en sûreté nucléaire .Les modélisations les plus couramment utilisées dans la pratique industrielle font l'objet de cet article.
Les Metal-Organic Frameworks (MOFs) sont des solides hybrides (organique/inorganique) micro- ou méso-poreux ordonnés. L’engouement scientifique et technologique pour cette famille de composés ne cesse de croître au vu de leur grande diversité chimique et structurale, et de leurs nombreuses applications potentielles. Cet article propose un aperçu global sur les MOFs, notamment sur leurs modes de synthèses et les méthodes de caractérisations, leurs structures, leurs propriétés aisément modulables ainsi que certains exemples représentatifs d’applications potentielles. De plus, leur mise à l’échelle à moindre coût par des procédés respectueux de l’environnement, ainsi que leur mise en forme sont discutées.
Dans votre projet de conception, une ou plusieurs étapes font appel à l’assemblage. Vous souhaitez bien comprendre les phénomènes en jeu afin de mieux en contrôler le process ?
Cette fiche, la première d’une série consacrée à l’assemblage, vous donne l’essentiel des notions préliminaires dont la maîtrise est indispensable. Elle reste volontairement large, afin d’être applicable quels que soient les matériaux et la technologie utilisée.
Vous saurez ainsi :
Un outil incontournable pour comprendre, agir et choisir- Nouveauté !
Les nanomatériaux résultent de la structuration de la matière au niveau atomique, moléculaire ou supramoléculaire à des échelles caractéristiques inférieures au micromètre (μm) de manière naturelle ou industrielle.
On peut observer de nouveaux comportements physico-chimiques de ces particules ultrafines par rapport aux poussières fines de taille supérieure à un micromètre.
Cette fiche vous permettra de découvrir les propriétés des nanomatériaux, ainsi que leur impact sur l’Homme et l’environnement.
Les fiches pratiques répondent à des besoins opérationnels et accompagnent le professionnel en le guidant étape par étape dans la réalisation d'une action concrète.
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