Matériaux isolants et risque électrostatique

phemadic department La caractérisation des matériaux isolants, de leur vieillissement, et la maîtrise du risque de claquage, comme celle du risque électrostatique qui intervient dans des environnements explosifs ou sensibles, sont aujourd’hui des enjeux industriels importants.

L’objectif est pour nous dans ce domaine d’acquérir une meilleure compréhension des mécanismes d’accumulation et de dissipation de la charge (en termes microscopiques, de piégeage et de transport de la charge) intervenant dans un diélectrique, notamment dans un contexte où ils présentent une surface libre et peuvent être soumis à des charges émanant des électrodes ou de l’environnement, ainsi qu’à des rayonnements pouvant induire une photoconduction. Cela se produit en génie électrique dans le cas des isolateurs, mais aussi dans des environnements chargeants ou ionisants complexes (postes de transformation, environnement spatial, centrales nucléaires).

Les principaux aspects de notre expertise sont les suivants :

  • - Etude et modélisation du transport et piégeage de charges dans les matériaux isolants (polymères et oxydes)
  • - Dynamique de la conduction dans les isolants sous irradiation électronique ou photonique
  • - Caractérisation de matériaux par mesures de potentiel de surface
  • - Phénomènes aux interfaces et décharges partielles
  • - Expertise du risque électrostatique

Les techniques développées spécifiquement dans ce domaine au GEEPS sont :

  • - Banc de mesures de potentiel de surface et cartographie de potentiel
  • - Mesures de courants faibles à divers niveau de température
  • - Simulation des phénomènes de transport dans un matériau désordonné

Collaborations académiques en cours :

  • - Avec le LAPLACE (Université Paul Sabatier, Toulouse) : mesures de distribution de charge après irradiation électronique
  • - Avec l’ENSTA (Université Paris-Saclay) et l’ESPCI (Paris): couplage électrique / mécanique sur des matériaux électroactifs

Collaborations industrielles récentes ou en cours :

  • - CNES/ONERA : transport de charges et mécanismes de relaxation dans les matériaux diélectriques à usage spatial
  • - CEA : étude de la fiabilité de chambre à fission haute température
  • - SAFRAN Herakles : étude des phénomènes électrostatiques survenant dans la fabrication des propergols

Contact : philippe.molinie[@]geeps.centralesupelec.fr