Etude des propriétés des élastomères silicones utilisés pour l'isolation thermique

par Duc Hoang Nguyen

Thèse de doctorat en Physique. Énergétique

Sous la direction de Alain Sylvestre.

Soutenue en 2005

à l'Université Joseph Fourier (Grenoble) .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    Les élastomères silicones commencent aujourd'hui à être utilisés dans l'isolation volumique pour des applications haute tension. L'objectif de cette thèse était d'analyser plus profondément les propriétés diélectriques et électriques, peu connues, dans ces polymères. L'originalité de ces études porte sur la gamme importante de température étudiée (100-430K), la mesure des propriétés diélectriques dans des très basses fréquences (10-4Hz-1MHz), la mesure de charges d'espace par un dispositif de type "onde de pression" et la mesure de courants faibles jusqu'à 50fA). Deux familles d'élastomères silicones ont été étudiées : des RTV et des LSR comportant des charges de renfort de silice. L'évolution de ces propriétés lorsque ces matériaux sont soumis à des contraintes électrothermiques (16 kV/mm à 353K) pendant un an est également menée. Des comportements classiquement observés dans les polymères ont été identifiés comme l'injection de charges d'espace, de type Schottky. Cependant, des comportements plus spécifiques ont été identifiés : (i) des courants de conduction sub-linéaires, (ii) des courants de dépolarisation qui s'inversent et qui présentent une réponse chaotique, (iii) des réponses diélectriques de type loi de puissance fractionnelle, (iv) de la dispersion dans les basses fréquences après vieillissement. Ces comportements particuliers sont principalement attribués à des effets d'électrode bloquante et des mécanismes de conduction dans les clusters présents aux interfaces PDMS-silice. L'étude en spectroscopie diélectrique dans les très basses fréquences s'est avérée être un outil précieux de caractérisation de l'ensemble de ces phénomènes.


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  • Titre traduit

    Study on electrical properties of silicone rubbers for electrical insulation


  • Résumé

    Silicone rubbers begin today to be used for bigh-voltage bulk insulation. The aim of this thesis was to more deeply analyze the dielectric and electric properties, little known, in these polymers. The originality ofthese studies relates to the significant range of studied temperature (100-430K), the measurement of the dielectric responses in very low frequencies (10-4 Hz-1MHz), the measurement of space charges by laser induced pressure pulse and measures it low currents (until 50fA). Two families of silicone rubbers were studied : RTV and LSR with silica fillers. These properties when materials are subjected to thermoelectric constraints (16 kV/mm with 353K) during one year are also carried out. Behaviors classically observed in polymers were identified like the injection of space charges (Schottky effect). However, more specific behaviors were identified as : (i) sublinear conduction currents, (ii) anomalous depolarization currents and chaotic response, (iii) fractional power law (FPR) on the dielectric response, (iv) low ftequency dispersion (LFD) in the dielectric response ailer aging. These particular behaviors are mainly allotted of blocking electrode and conduction in the clusiers located at the PDMS-silica interfaces. The study in dielectric spectroscopy in the very low frequencies proved to be an invaluable tool for characterization of the whole of these phenomena.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (v-166-x p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. i-x

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  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TS05/GRE1/0208
  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS05/GRE1/0208/D
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