Vieillissement des isolants organiques sous la contrainte électrique : l’approche de percolation

Abstract

Au vu de leurs capacités reconnues dans l'isolation électrique, les polymères détiennent donc une place prépondérante dans ce domaine. En contrepartie de leur omniprésence et du succès qu'ils rencontrent, ils sont soumis à des risques inhérents à leur dégradation. Les matériaux isolants vieillissent. Notre objectif dans ce travail est de comprendre le processus de vieillissement des isolants électriques, durant leur période d'utilisation, lorsqu'ils sont soumis à des champs électriques ou à des contraintes mécaniques et thermiques. Les polymères isolants électriques sont pour la plupart, semi-cristallins, et nous nous sommes donc attardés sur leurs propriétés structurales. Ces polymères possèdent une structure propre qui organise leurs propriétés électriques, physiques et mécaniques. A une échelle microscopique, cette structure est particulièrement hétérogène. Elle présente une distribution de toutes les propriétés qui en font partie. Il est donc nécessaire de prendre en considération la microstructure afin d’expliquer leur comportement en présence d’un champ électrique. Un certain nombre d'auteurs estime que les bras morts de pièges n'entrent pas dans le processus de conduction dans les matériaux organiques lorsqu'ils sont soumis à un courant électrique faible. Lors de la modélisation de la conduction électrique, l'effet des bras morts de pièges est négligé en présence d'un champ électrique élevé. Dans le but d'étayer cela, nous avons créé deux parties dans ce travail. Dans la première partie, nous avons proposé une approche statistique basée sur le modèle de percolation. Afin de décrire le comportement de la conductivité électrique des isolants organiques, dû à la présence des bras morts de pièges, en fonction du champ électrique élevé, nous avons eu recours à différentes distributions d'énergies (puissance, gaussienne, uniforme). La seconde partie du travail, consiste en une simulation afin de vérifier la concordance des résultats obtenus avec ceux du modèle proposé