Corrélation des caractéristiques électriques des décharges partielles à l'érosion induite sur les systèmes d'isolation

Dans le contexte de la transition énergétique, les systèmes embarqués (automobile, aéronautique, etc.) délaissent de plus en plus les vecteurs d'énergie traditionnels pour l'énergie électrique. Cette transformation entraine une augmentation de la puissance électrique, qui nécessite une augmentation du niveau de tension des installations. Ainsi, le risque d'apparition de Décharges Partielles (DPs), qui sont des phénomènes néfastes pour les systèmes d'isolation électrique, augmente considérablement. Face à ce défi, deux approches se dessinent :• le développement de systèmes DPs-free, totalement exempts de décharges partielles,• la conception de systèmes DPs-résistants, capables d'endurer des DPs sans défaillance prématurée.Dans le cas des systèmes DPs-résistants, la compréhension fine des mécanismes de vieillissement est cruciale. Cependant, la durée de vie sous DPs dépend d'un grand nombre de paramètres : nature du polymère, amplitude et fréquence de la tension appliquée, température, pression, ou encore composition et architecture des matériaux composites. Cette complexité impose la réalisation d'essais expérimentaux longs et coûteux. Dans ce contexte, l'objectif de cette thèse est de contribuer à une meilleure compréhension des mécanismes de dégradation liés aux DPs. En particulier, il s'agit d'analyser l'énergie des micro-décharges (MD) associées aux DPs, ainsi que l'érosion des matériaux qu'elles provoquent. Peu d'études se sont intéressées à la quantification de l'énergie des DPs et à leur lien avec l'érosion. En revanche, des travaux menés dans le domaine des plasmas, notamment sur les Décharges à Barrière Diélectrique (DBD) filamentaires, se sont penchés sur l'énergie des décharges et, dans certains cas, ont établi des corrélations avec l'érosion des surfaces.Bien que les DP et les DBD soient étudiées dans des contextes différents l'un visant à éviter la décharge, l'autre à la contrôler, les principes physiques sont très similaires. C'est pourquoi nous avons utilisé les systèmes de mesure développés pour la caractérisation des DBDs afin d'étudier les DPs. Dans ce contexte, cette thèse vise à :• développer une méthode fiable de caractérisation de l'énergie des décharges partielles,• mieux comprendre les mécanismes physiques associés,• étudier expérimentalement l'érosion de polymères soumis à des DPs dans l'air,• corréler l'érosion à une ou des grandeurs électriques caractéristiques de la décharge.Des paramètres tels que l'amplitude et la fréquence de la tension appliquée, le type de polymère, la distance inter-électrodes et la température ont été modifiés au cours de l'étude. L'objectif étant de mieux comprendre l'évolution de l'érosion et d'identifier des marqueurs électriques fiables de cette dernière.