Phenomene de prerupture des polyolefines utilisees dans l'isolation electrique - relation avec la structure

par Christophe Bertin

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Christian Mayoux.

Soutenue en 1998

à Toulouse 3 .

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  • Résumé

    Les travaux presentes s'inscrivent dans le cadre general des phenomenes de vieillissement et de rupture des materiaux isolants organiques solides destines a l'isolation electrique. L'etude porte sur le polyethylene utilise dans la fabrication de cables. L'etude est basee sur l'hypothese que le champ electrique induit une force electromecanique sur l'isolant. L'application du champ electrique a lieu grace au moulage, au cur de l'eprouvette, d'une pointe metallique de faible rayon (r < 1 m) et d'une contre-electrode plane semi-conductrice. On obtient alors des champs electriques de 500 mv/m representatifs de champs locaux pouvant exister au sein de l'isolation. Un cycle de cristallisation permet d'obtenir une structure spherolitique reproductible. Des temperatures de 30, 45 et 70c sont appliquees a l'echantillon soumis a une tension continue ou alternative de frequence variable (50 a 500 hz). Un microscope optique en lumiere polarisee permet de suivre l'evolution de la microstructure en dynamique. Un phenomene oscillatoire des surfaces observees au droit de l'electrode est revele par un traitement d'image approprie et ce pendant des temps de vieillissement pouvant atteindre 800 heures. Ce phenomene a ete interprete comme un phenomene de fatigue. Un seuil de champ et de frequence, compris respectivement entre 750 - 830 mv/m et 200 - 250 hz, ont ete mis en evidence, ces seuils etant definis par l'apparition d'une microfracture. Une analyse comparative des travaux realises notamment par deux ecoles qui ont propose des modeles de vieillissement et de rupture, a savoir zhurkov et crine, nous amene a considerer l'approche thermodynamique de crine qui propose un champ de seuil lie a l'energie de cohesion et a la phase amorphe du polymere. Une suite de l'etude mettra a profit l'amelioration du traitement d'image et l'accent sur les proprietes electriques du polymere, en particulier sa conductivite de volume qui est apparue sensible aux heterogeneites de structure.


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Informations

  • Détails : 109 P.
  • Annexes : 51 REF.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 1998TOU30240
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