Réalisation d’un dispositif expérimental et étude de l’influence des décharges partielles sur la fiabilité et le claquage des isolants électriques

Les décharges partielles sont un phénomène microscopique qui correspond à une décharge électrique
locale à la surface d’un isolant électrique ou dans une de ses micro-cavités. Elles surviennent lorsque
l’intensité du champ électrique dépasse localement une valeur maximale, qui dépend : du matériau
utilisé, du gaz environnant et des conditions expérimentales. Elle est appelée : la tension d’initiation.
Ces décharges surviennent tout au long de la vie d’un équipement. Leur fréquence ainsi que leur
intensité possèdent une influence importante sur la performance des équipements, voire sur leur fiabilité.
Les décharges partielles ne sont pas elles-mêmes responsables des claquages dans les isolants.
En revanche, elles dégradent la qualité des isolants de telle sorte qu’une rupture devient possible.
De nos jours, le besoin en équipements électriques qui fonctionnent à des tensions très élevées est
croissant. De ce fait, l’étude des décharges partielles revêt un grand intérêt aussi bien scientifique
qu’économique.
Le présent stage propose de réaliser un dispositif expérimental qui permette la mesure des décharges
partielles qui surviennent dans un isolant de type solide. En particulier, le candidat s’intéressera aux
isolants utilisés pour la fabrication de câbles électriques dédiés à la haute tension. Les mesures obtenues
devront être traitées afin d’établir un modèle mathématique entre d’une part : la survenue des
décharges partielles, leur intensité, leur fréquence, la tension d’initiation, et d’autre part : le niveau
de dégradation du matériau et la survenue du claquage de l’isolant. Afin d’établir ce lien, et en l’absence
d’un modèle de connaissance issu des formalismes de la physique, le candidat devra mettre
en oeuvre des méthodes de modélisation issues de l’apprentissage statistique. La convergence de ces
deux domaines : décharges partielles et modélisation à partir de données confère à ce sujet un caractère
pluridisciplinaire.
Le GILPEM (Groupe Instrumentation du Laboratoire de Physique et d’étude des Matériaux, UMR
8213) possède une grande expertise dans les domaines de la mesure de charges, des capteurs et de
l’électromagnétisme. Il dispose des équipements et des matériaux nécessaires à la réalisation de ce
dispositif. Le candidat bénéficiera d’un encadrement aussi bien pour la partie de physique expérimentale
que celle dédiée à la modélisation à partir de mesures.
Ce projet de recherche se situe au croisement de l’Instrumentation, de la mesure de charges et de la
modélisation à partir de données. Il sera encadré par Yacine Oussar enseignant-chercheur à l’ESPCI
Paris, Thiery Ditchi et Stéphane Holé, enseignants-chercheurs à l’Université Pierre et Marie Curie.
Le stage se déroulera dans les locaux du LPEM (UMR 8213 du CNRS) situés à l’ESPCI Paris.
Lieu du stage : ESPCI - LPEM - Bat A - 10, rue Vauquelin - 75005 Paris
Encadrement : Yacine Oussar (yacine.oussar (arobase) espci.fr)
Durée : 6 mois
Rémunération : Rémunération réglementaire
Évolution : Une poursuite en thèse est envisageable selon les résultats

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