Modélisation et simulation du transport des charges d’espace dans un polyéthylène basse densité soumis à champ électrique continue

Abstract

Cette mémoire s’inscrit dans le cadre général des études de modélisation des propriétés des matériaux organiques solides utilisés dans l’industrie électrique et électronique. Un intérêt particulier a été porté au LDPE, qui est largement utilisé dans le câble électrique haut tension. Le polyéthylène est un matériau utilisé dans l’isolation électrique grâce à ces excellentes propriétés électriques, thermiques et mécaniques par rapport aux techniques traditionnelles à base de papier imprégné : les liaisons réalisées demandent moins de maintenance, il est moins polluant et il est le moins cher parmi les isolants synthétiques. L’inconvénient de l’utilisation de matières synthétiques sous tension appliquée est l'accumulation de charge à l’intérieur du diélectrique, due à l'injection à l'interface et / ou le processus de génération interne. Cette accumulation de charge peut induire une distorsion du champ interne, ce qui peut provoquer la dégradation de l'isolation et le vieillissement du matériau, ce qui peut conduire à la rupture diélectrique de l'isolant. Des études sont donc nécessaires pour comprendre cette accumulation de charges et les mécanismes par lesquels l’isolant est affecté, afin de développer des stratégies d’amélioration des matériaux. Donc nous présentons un modèle bipolaire de transport de charges qui constitué d'injection de charge, transport, piégeage, dépiégeage et le phénomène de recombinaison. Les résultats numériques fournissent les distributions spatio-temporelles des densités de charges ainsi que le champ électrique, taux de recombinaison et l’évolution du courant externe.