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Sili, Elyse. Etude et caractérisation des décharges partielles et du vieillissement du polyimide en environnement aéronautique

Sili, Elyse (2012). Etude et caractérisation des décharges partielles et du vieillissement du polyimide en environnement aéronautique.

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Résumé en francais

Les inquiétudes, entretenues d'une part par l'augmentation exponentielle de la consommation des énergies fossiles et d'autre part par le souci de préserver l'environnement, ont motivé les acteurs impliqués dans le domaine du transport à mettre en place des solutions alternatives. Une des solutions possibles est le développement des véhicules plus électriques, voire hybrides. Or le passage vers une nouvelle génération d'avion plus électrique exige l'augmentation de la puissance électrique embarquée qui peut être atteinte tout en préservant la masse embarquée à travers l'augmentation du niveau de tension. Cette augmentation de tension combinée aux contraintes imposées par l'environnement avionique : baisse de pression liée à l'altitude, cycles de température et variation du taux d'humidité, entrainent l'apparition de nouveaux phénomènes qui sont défavorables aux Systèmes d'Isolation Electrique (SIE) tels que les décharges partielles (DP). L'apparition de ces décharges dépend des conditions de fonctionnement et peut conduire à un vieillissement prématuré des matériaux isolants et donc du matériel électrique des systèmes embarqués. C'est dans ce cadre que s'inscrit le travail présenté dans ce manuscrit, dont l'objectif est d'évaluer l'impact des contraintes imposées en environnement aéronautique sur les caractéristiques des décharges et sur le vieillissement des isolants sous décharge. Dans un premier temps, des mesures de caractéristiques de décharges telles que leur seuil d'apparition et l'énergie dissipée en contraintes combinées (P, T, Hr), ont montré la présence de deux mécanismes de claquage qui régissent le développement de la décharge à gauche du minimum de Paschen suivant la valeur de la température appliquée. De plus, une étude menée sur la validité des expressions correctives introduites à la loi de Paschen a démontré leur validité sous pression atmosphérique. Pour des combinaisons de températures et de pressions, une nouvelle formule empirique pour le calcul de la tension de claquage a été proposée et validée pour des températures supérieures à 35°C. Ensuite une étude sur l'impact de l'environnement aéronautique ainsi que d'autres paramètres sur les caractéristiques de la décharge a été abordée. Il a été démontré que ses caractéristiques varient en fonction du paramètre appliquée (T, P, Hr, d, U), et cette variation a été expliquée en se référant au libre parcours moyen des électrons. Enfin, une étude sur l'influence de l'environnement aéronautique sur le comportement de l'énergie dissipée par les décharges et sur le vieillissement du polyimide a été menée, afin de trouver une relation entre ces deux grandeurs. D'après les résultats obtenus, il a paru difficile d'établir une relation directe entre ces deux grandeurs, et valable quelles que soient les conditions appliquées à cause, en particulier, de la variation des propriétés de la surface vieillie en fonction des conditions atmosphériques. Une relation plus pertinente entre la durée de vie et une autre caractéristique de la décharge a été proposée en considérant l'intensité des décharges. Il a été démontré que quelles que soient les conditions appliquées, la durée de vie et l'intensité des décharges sont inversement proportionnelles.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Cambronne, Jean-Pascal
Ecole doctorale:Génie électrique, électronique, télécommunications (GEET)
laboratoire/Unité de recherche :Laboratoire PLAsma et Conversion d'Energie (LAPLACE), UMR 5213
Mots-clés libres :Décharge partielle - Energie dissipée - Libre parcours moyen - Polyimide - Vieillissement électrique - Durée de vie
Sujets :Electricite, électronique, automatique
Déposé le :01 Jul 2013 15:52