الخلاصة:
Résumé
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
Abstract
This thesis is a part of the general framework of modeling studies of the properties of solid
organic materials used in the electrical and electronic industry. Particular attention has been
paid to HDPE, which is widely used in high voltage electric cable. Polyethylene is a material
used in electrical insulation thanks to its excellent electrical, thermal and mechanical
properties compared to traditional techniques based on impregnated paper: the connections
made require less maintenance, it is less pollutions and it is the cheapest. Among synthetic
insulators. The downside of using synthetics under applied voltage is the build-up of charge
inside the dielectric, due to interface injection and / or the internal generation process. This
charge build-up can induce a distortion of the internal field, which can cause degradation of
the insulation and aging of the material, which can lead to dielectric breakdown of the
insulation. Studies are therefore needed to understand this accumulation of charges and the
mechanisms by which the insulation is affected, in order to develop strategies for improving
materials. So we present a bipolar charge transport model which consists of charge injection,
transport, trapping, de-trapping and the phenomenon of recombination. The numerical results
provide the spatiotemporal distributions of charge densities as well as the electric field,
recombination rate, conduction current and displacement current in the polyethylene volume,
and the evolution of the externat current
ملخص:
فً إطاض زضاستنا نهصه انًصكطة انًتعهقت بسضاست ونًصخت ذصائص انًىاز انعضىٌت انعاظنت انًستعًهت فً انكهطباء انصناعٍت
واالنكتطونٍكٍت وقس ذصصنا زضاست بانبىنٍثٍهٍن ينرفض انكثافت انًستعًم بكثطة بانكابالث انكهطبائٍت شاث اندهس انعانً
باعتباضه عاظل خٍس وٌتًتع برصائص كهطبائٍت وحطاضٌت ويٍكانٍكٍت أحسن ين انعىاظل انتقهٍسٌت. ين سهبٍاث انبىنٍثٍهٍن
ينرفض انكثافت ٌقىو بتدًٍع انشحناث زاذم انعاظل بسب شحن انسطىذ وتىنٍس انشحناث انساذهٍت يًا ٌؤزي إنى تقسو
شٍرىذت انعاظل وانهٍاضه عهى هصا األساغ قًنا بسضاست تنقم انشحناث زاذم عاظل بىنٍثٍهٍن ينرفض انكثافت عن ططٌق
نًصخت ويحاكاة واذتٍاض نًىشج ثنائً انقطب نتنقم فً انًصعس وانًهبظ بانشحن وانفرىخ وانعىزة ين انفد وإعازة تطكٍب
شحناث يع اذتٍاض ناقهٍت يتعهقت بانحقم انكهطبائً. تحصهنا فاننتائح عهى كثافت انشحناث وانحقم انكهطبائً وانتٍاض انراضخً