Etude des mécanismes d'injection de charge dans les matériaux isolants au moyen de mesures électrostatiques de déclin et retour de potentiel : nouveaux outils d'analyse

Des techniques d'etude de la distribution de la charge d'espace dans les isolants ont ete developpees au cours des dernieres annees (onde de pression, methode electroacoustique ou onde thermique). Elles ont deplace la methode de mesure electrostatique du potentiel de surface d'un echantillon charge ou neutralise (declin et retour de potentiel). Mais, cette technique, simple de mise en oeuvre, reste performante dans de nombreuses application, notamment, l'etude d'echantillons minces pour lesquels les nouvelles techniques ne sont pas encore utilisables. Notre travail sur des films de polypropylene et de resine epoxy met en evidence les qualites de la mesure du potentiel de surface comme outil d'analyse des proprietes dielectriques et montre sa complementarite avec d'autres mesures. Nous proposons un nouvel outil mathematique d'analyse des courbes de declin et de retour de potentiel qui permet d'isoler les differentes composantes de la reponse dielectrique. Avec une transformee mathematique directe et en variant des parametres experimentaux (champ electrique, metallisation des echantillons, temperature, type de charge, cycle de polarisation, etc. ) nous avons separe les contributions de l'injection de charge et de la polarisation dans le declin de potentiel. Nous realisons aussi une analyse des courants sous la decharge couronne qui permet de faire le lien avec le declin de potentiel. A partir de nos observations experimentales, nous proposons une modelisation qualitative de la charge et du declin de potentiel de l'echantillon en utilisant un modele controle par l'emission des pieges de surface et par les echanges entre la decharge couronne et la surface. Nous presentons aussi une extension du modele de declin de potentiel par le plan de charge de Coelho qui inclut la polarisation. Enfin, nos mesures montrent une application prometteuse de la technique de mesure de potentiel pour l'etude de la charge d'espace et du vieillissement d'echantillons sous tension alternative.