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Thèse soutenue

Analyse des transferts de matiere et de charges ioniques lors du vieillissement d'un polymere type pebd. Application au cas des isolants de cables electriques haute tension

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Auteur / Autrice : Sylvie Mondin-capron
Direction : Jacques Amouroux
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences appliquées
Date : Soutenance en 1992
Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

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Le phenomene de vieillissement des cables haute tension resulte de la combinaison de contraintes electriques, thermiques et mecaniques subies par le couple conducteur-isolant au cours du temps. Dans l'optique de cette etude nous nous sommes plus particulierement attaches a caracteriser l'evolution du materiau dielectrique par l'emploi de bilans matiere afin d'etablir les relations entre les proprietes chimiques et structurelles de l'isolant en polyethylene basse densite et l'evolution de ses proprietes electriques dans le cas des cables 63 kv et 90 kv. Dans le but de caracteriser l'aptitude d'un materiau vieilli a favoriser la migration d'impuretes metalliques nous avons adapte une methode de mesures de potentiel de jonction membranaire a l'etude des dielectriques. L'existence d'un phenomene de transfert ionique a ete mis en evidence dans le cas des echantillons de cables vieillis sur le reseau d'exploitation. Cette evolution des proprietes electriques du dielectrique a ete correlee a des modifications physico-chimiques detectees par irft, xps et mesures d'angles de contact, et, en particulier, a la presence de groupements oxydes (coo#, coor. . . ). Ces fonctions oxydees joueraient le role de transporteurs d'ions facilitant ainsi la migration des impuretes metalliques dans le dielectrique. Cette hypothese a ete confirmee par deux procedes artificiels d'oxydation (une oxydation thermique et une oxydation sous decharge couronne dans l'air a pression atmospherique). Cependant, le transfert des ions ne s'explique pas uniquement par la presence de transporteurs organiques mais fait egalement intervenir des defauts microstructuraux de la matrice vieillie. Nous avons donc elabore un modele de membrane comportant d'une part des transporteurs organiques et d'autre part des defauts microstructuraux a partir duquel il est possible de calculer un parametre permettant de qualifier l'etat de vieillissement du polymere: le facteur de selectivite