Etude des interactions entre les décharges corona et les matériaux isolants dans les applications haute tension

Les décharges de couronne accélèrent le vieillissement des isolants polymères par accumulation de charges superficielles et distorsion du champ électrique. Une thèse intitulée « Influence of the Corona Discharge on the Surface Behavior of Composite Polymer Insulators » a été déposée en 2025 au sein du service de service de Physique générale.

Les recherches menées dans cette thèse ont mis en évidence les mécanismes fondamentaux régissant l’interaction entre les décharges de couronne et les isolants polymères. Il en ressort que l’accumulation de charges superficielles et la distorsion du champ électrique sont également des facteurs déclencheurs du vieillissement des isolants. La modélisation numérique a permis de mieux comprendre ces processus de dégradation, et les expériences ont confirmé les prédictions théoriques, révélant de nouveaux phénomènes qui méritent un approfondissement. Les anneaux de protection se sont avérés une solution efficace pour limiter l’intensité des décharges de couronne tout en prolongeant la durée de vie des isolants des lignes haute tension. Les résultats obtenus ici peuvent contribuer à la recherche de meilleures approches pour l’optimisation des isolants dans des conditions de fonctionnement réelles.

Axes et objectifs proposés pour une nouvelle thèse

Les perspectives d’étude peuvent être envisagées en deux volets : d’une part, des prolongements directs pour poursuivre les travaux de cette thèse, et d’autre part, une ouverture vers de nouveaux sujets de recherche.

Des affinements initiaux pourraient être apportés aux modèles numériques en intégrant pleinement les phénomènes complexes d’interaction plasma-polymère afin d’améliorer la précision des simulations. La conception des isolateurs pourrait être optimisée par l’exploration expérimentale de nouvelles configurations d’anneaux de garde et d’autres dispositifs d’atténuation des décharges de couronne. L’étude approfondie des influences environnementales telles que la pollution, la pluie et le changement climatique aiderait également à affiner les stratégies de protection.

Dans une perspective plus large, les méthodes développées dans cette thèse pourraient également être appliquées à d’autres systèmes à haute tension, tels que les transformateurs, afin d’améliorer la fiabilité et la durée de vie des équipements électriques. La recherche sur les effets des décharges de couronne sur de nouveaux matériaux, tels que les nano-composites ou les revêtements hydrophobes autoréparants, devrait conduire à de meilleures solutions pour l’isolation électrique.

Enfin, la modélisation multiphysique des décharges électriques pourrait être étendue pour inclure les phénomènes thermiques et chimiques, offrant ainsi une vision plus globale des interactions entre le plasma et les matériaux isolants. Une collaboration avec l’industrie électrique pourrait également être envisagée pour le développement de normes d’essai et de stratégies de maintenance prédictive basées uniquement sur la surveillance des décharges de couronne.

La Faculté Polytechnique de l’UMONS (Polytech Mons) délivre le diplôme de Master Ingénieur civil dans six spécialités : Chimie-Science des Matériaux, Électricité, Génie de l’Energie, Informatique et Gestion, Mécanique et Mines et Géologie ainsi qu’un diplôme de Master Ingénieur civil Architecte.

Le Service de Physique générale, laboratoire d’accueil, développe ses activités de recherche et d’expertise dans trois domaines principaux : l’acoustique environnementale, la physique et la technologie des hautes tensions, ainsi que le calcul numérique des champs électromagnétiques.

Sur le plan de l’enseignement, le service a la charge des cours de physique classique et moderne, principalement destinés aux étudiants de 1^ère et 2^ème bachelier en sciences de l’ingénieur.

• Ingénieur électricien ou mécanicien ou énergéticien ou physicien (BAC+3)
• Physicien