Evaluation et suivi du vieillissement du revêtement polymère des isolateurs composites à haute tension

Abstract

L’objectif de cette thèse est d’étudier le comportement des isolateurs à revêtement en EPDM suite à leur exposition à des contraintes auxquelles ils sont susceptibles d’être exposés dans le désert algérien. Les échantillons étudiés ont été soumis à un vieillissement artificiel sous rayonnement ultraviolet à température contrôlée afin de simuler les conditions réelles du site. Un vieillissement thermique a également été appliqué afin d’étudier l’effet d’une exposition prolongée à une forte température. La caractérisation du vieillissement a été effectuée à différente échelles structurales. La spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) et l’analyse thermogravimétrique ont permis d’étudier le comportement du matériau à l’échelle moléculaire. La calorimétrie différentielle à balayage (DSC), le microscope électronique à balayage (MEB) ainsi que la Spectroscopie à rayons X à dispersion d'énergie (EDS) ont défini les transformations du matériau à l’échelle microstructurale. Les conséquences des contraintes de vieillissement accéléré sur des propriétés macroscopiques telles que l’hydrophobicité, la colorimétrie, les propriétés mécaniques et électriques ont été mises en évidence. La caractérisation multi-échelles réalisée dans cette étude a permis de définir les mécanismes de dégradation ayant lieu pour chaque type de contraintes faisant l’objet de notre travail. L’analyse de la corrélation entre les différentes propriétés du matériau a laissé apparaitre de forts couplages entre certaines d’entre elles. À notre connaissance, cette approche n'a jamais été utilisée dans le domaine des revêtements polymères des isolateurs composite à haute tension. La deuxième partie de ce travail porte sur l’évaluation de l’effet du vieillissement du revêtement de l’isolateur sur les performances de ce dernier. Un calcul de champ a été effectué sur la base d’une simulation faisant appel à la méthode des éléments finis. Afin d’atténuer les effets de la dégradation du matériau isolant, un algorithme d’optimisation utilisé comme outil d’aide à la conception des isolateurs composites a été proposé.