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CORDIS - Resultados de investigaciones de la UE
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From fiber to wall: PHYSical approach of hygrothermal transfers in BIO-based construction MATerials

Descripción del proyecto

Procesos físicos internos de los materiales de construcción biológicos

Los materiales de construcción de origen biológico, como la madera, el cáñamo y la celulosa, reducen las emisiones de carbono y mejoran el confort al amortiguar la humedad. Su eficacia depende de la interacción del agua y la transferencia de calor. Sin embargo, las evaluaciones suelen carecer de información física detallada. El proyecto PHYSBIOMAT, financiado por el Consejo Europeo de Investigación, pretende explorar los procesos físicos internos de los materiales de construcción de origen biológico, centrándose en la dinámica de sorción, la difusión del agua y la configuración de las fibras. El proyecto desarrollará un modelo completo de los fenómenos higrotérmicos y lo extenderá a materiales a escala real. Utilizará imágenes de resonancia magnética no invasivas y con resolución temporal para medir el contenido de humedad y la distribución de la temperatura con resolución temporal. Además, el proyecto creará un «software» de código abierto para predecir las características higrotérmicas y el rendimiento en función de las propiedades de los materiales y las condiciones ambientales.

Objetivo

Bio-based construction materials are air-fiber systems, such as wood, hemp, cellulose, flax, etc., possibly coated with a mineral paste. They represent a promising solution for carbon emission reduction, due to their low production cost and their partial or full recyclability. Moreover, they bring more comfort to the occupants thanks to their moisture-buffering capacity, and they require less energy for heating or cooling. These qualities are obtained through exchanges between water vapor and “bound water”, i.e. water absorbed in the solid structure, combined with heat transfers. Consequently, understanding and predicting water and heat (hygrothermal) transfers in such materials is essential to selecting them appropriately, adjusting their conditions of use, and designing innovative materials. However, the current analysis of their performance is generally based on limited evaluations at a global scale or via macroscopic models lacking physical information.
My idea is instead to open the black box and start from the fiber scale, to explicitly describe the internal physical processes at this scale, including sorption dynamics, bound water diffusion, fiber configuration, etc., and then to progressively complete and extend this approach to full-scale materials. This can be used to build for the first time a generic description, understanding, and modelling, of hygrothermal phenomena in bio-based construction materials. This physical description will be supported and enriched by several experimental innovations. Notably, internal measurements of the spatial distribution of moisture content and temperature in time will be obtained from non-invasive time-resolved magnetic resonance imaging (MRI), which can be used to validate the models and determine diffusion properties in an unequivocal way. Finally, I will develop an open-source software predicting hygrothermal characteristics and performance based on material characteristics and history of ambient conditions.

Ámbito científico (EuroSciVoc)

Palabras clave

Programa(s)

Tema(s)

Régimen de financiación

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Convocatoria de propuestas

(se abrirá en una nueva ventana) ERC-2022-ADG

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Institución de acogida

UNIVERSITE GUSTAVE EIFFEL
Aportación neta de la UEn
€ 2 500 000,00
Dirección
5 BOULEVARD DESCARTES CAMPUS DE MARNE-LA-VALLE
77454 MARNE-LA-VALLEE
Francia
Región
Ile-de-France Ile-de-France Paris
Tipo de actividad
Higher or Secondary Education Establishments
Enlaces
Coste total
€ 2 500 000,00

Beneficiarios (1)