Influence du vieillissement thermique sur les propriétés de l'EPDM :

Abstract

Dans ce travail, nous avons étudié le vieillissement thermique de l'éthylène propylène diène monomère (EPDM), isolant électrique utilisé dans la fabrication des câbles électriques moyenne et basse tension et fabriqué par la câblerie d'Alger (cabel). Nous nous sommes intéressés à l'évolution des propriétés électriques, les propriétés mécaniques et les propriétés physiques de l'EPDM en fonction du temps de vieillissement pour différentes températures. Nous avons étudié aussi la variation des propriétés électriques en fonction de la température, avant et après vieillissement. Nous constatons que l'EPDM étudié répond aux normes en vigueur, et a un bon vieillissement thermique. Nous avons remarqué des fois (aux températures 80°C, 100°C et 120°C) une amélioration de la qualité de l'isolant, se traduisant par la diminution du facteur de pertes diélectriques, et parfois même des propriétés mécaniques. On peut dire donc, que le vieillissement à ces températures a été bénéfique pour l'isolation. La constante diélectrique reste pratiquement constante en fonction du temps de vieillissement. La résistivité transversale n'a pas été affectée par le vieillissement et reste supérieure à 10¹²Ω.cm. De même pour la rigidité diélectrique, elle n'a pas subit d'importantes variations. Quant aux caractéristiques mécaniques, elles demeurent intactes et répondent parfaitement aux normes exigées. En ce qui concerne les propriétés physiques, il y a eu une légère perte de masse, mais insignifiante, puisqu'elle n'a pas atteint 2% pour la température de 120°C au bout de 200h de vieillissement. Pour la température de vieillissement de 140°C, le vieillissement thermique a affecté énormément les propriétés de l'EPDM. En effet, nous remarquons qu'à partir de 500h environ, le facteur de pertes diélectrique commence à augmenter, et atteint 22,2.10ˉ³ après 750h environ à la température assignée maximale de service, donc ne répond pas à la norme (voir annexe). La permittivité relative augmente aussi à partir de 500h et atteint 3,7 à 1100h environ. Par contre, la résistivité transversale et la rigidité diélectrique n'ont pas été affectées par le vieillissement à cette température. Quant aux propriétés mécaniques, elles ont été sévèrement atteintes par le vieillissement. Nous avons constaté à cet effet, une chute importante et au bout d'un temps très court, de la résistance à la traction, ainsi que de l’allongement à la rupture. Ces deux caractéristiques importantes pour l'isolation des câbles électriques ont atteint la moitié de leur valeurs initiales au bout de 670h environ. Ces pertes de performances de l'isolant ont été aussi mises en évidence par la dégradation des propriétés physiques. Nous avons constaté des effritements sur la surface des éprouvettes, un changement de couleur brusque qui tend à devenir de plus en plus marron, et une perte de masse qui devient de plus en plus importante. Après 1000h de vieillissement environ, le matériau est devenu très fragile et cassant. Tous ces signes, sont des conséquences de la dégradation du matériau. Nous avons souhaité continuer le vieillissement thermique pour des temps plus longs, jusqu'à la dégradation du matériau, et ce pour toute les températures, afin de déterminer le profil d'endurance thermique du polymère, donc calculer l'indice de température et la durée de vie du matériau. Nous n'avons pas pu réaliser cet objectif faute de temps et de disponibilité de matériel.