Étude et modélisation numérique de l’effet des radiations spatiales sur l’évolution des propriétés physiques et électriques des matériaux embarqués

par Rémi Pacaud

Thèse de doctorat en Génie Electrique

Sous la direction de Thierry Paulmier et de Pierre Sarrailh.

Soutenue le 13-12-2018

à Toulouse, ISAE , dans le cadre de École doctorale Génie électrique, électronique, télécommunications et santé : du système au nanosystème (Toulouse) , en partenariat avec Équipe d'accueil doctoral Optronique, laser, imagerie physique, environnement Spatial (Toulouse, Haute-Garonne) (équipe de recherche) et de Office national d'études et recherches aérospatiales. Département Physique, Instrumentation, Environnement, Espace (DPHY) (Toulouse, Haute-Garonne) (laboratoire) .

Le président du jury était Isabelle Royaud.

Le jury était composé de Thierry Paulmier, Pierre Sarrailh, Isabelle Royaud, Serge Agnel, Omar Jbara, Gilbert Teyssedre.

Les rapporteurs étaient Serge Agnel, Omar Jbara.

mots clés

• Conductivité induite par radiations
• Potentiel
• Satellite
• Diélectrique
• Polymères
• Modélisation
• Diélectriques
• Polymères
• Générateurs photovoltaïques

Résumé

Ma thèse consiste à établir un modèle numérique 1D qui permettra d'approfondir nos connaissances dans la compréhension des mécanismes physiques régissant le transport de charges dans les matériaux diélectriques comme le Kapton ou le Téflon soumis à des irradiations hauts-flux/hautes-énergies. Ce modèle est implémenté sous l'environnement Eclipse. Ensuite, les résultats numériques seront comparés aux résultats expérimentaux pour contrôler le bon fonctionnement du code une dimension (1D). A plus ou moins long terme, cette thèse permettra de déboucher sur une bonne compréhension du transport de charges dans les polymères embarqués en environnement spatial, ce qui permettra de comprendre l'origine des décharges électriques qui se produisent sur les panneaux solaires des satellites utilisés en orbite géostationnaire.

mots clés

• Radiation induced conductivity
• Potential
• Satellite
• Dielectric
• Polymer
• Modeling

Titre traduit

Study and numerical modelling of the space radiations effects on the evolution of the physical and electrical properties for embedded materials

Résumé

I have to establish a 1D numerical model that enables to better understand the physical mechanisms that steer charge transport in dielectric materials such as Kapton or Teflon under high fluxes and high energy electron beams. This model is implemented in Java under the Eclipse environment. Then, numerical results will be compared to experimental results in order to verify whether the 1D model is functional or not. In the near future, this phd will allow to better understand charge transport in satellite embedded polymers. We will then be able to understand the origin of electric discharges that occur on satellite solar panels used in geostationary orbit.