Fonction isolation dans les matériels électriques

Les matériaux, au sens large, ont joué un rôle prépondérant dans les progrès faits par les matériels électriques. Leur évolution, cumulée sur près d’un siècle, bien que le plus souvent lente, a été considérable. Ils constituent, sans aucun doute, les facteurs clés du développement des matériels électrotechniques de demain. Les matériaux isolants sont parmi ceux dont le choix et l’emploi posent les problèmes les plus délicats à résoudre dans la conception, la réalisation et l’exploitation de ces matériels.

Cela est lié au fait que les isolants constituent une grande famille de par leur nature (polymères, verre, céramique, bois, papier, carton, huile, air, vide, gaz…), se présentent sous diverses formes (solides, liquides, gazeux) et ont des propriétés diverses et variées. C’est également et surtout lié au fait que la fonction d’isolation électrique est primordiale, en ce sens qu’elle est l’une des conditions fondamentales du fonctionnement des matériels de production, de transport et de distribution d’énergie électrique.

Cet article évoque dans un premier temps les contraintes auxquelles peuvent être soumis les systèmes d’isolation et l’influence de celles-ci sur le comportement des matériaux. Il présente ensuite des classes d’évolution de systèmes d’isolation avant d’aborder le domaine de la caractérisation, des essais et de la modélisation des isolants. Il n’a pas la prétention de donner des recettes ou d’avancer des solutions toutes faites mais, sans rechercher l’exhaustivité et au travers d’exemples, d’illustrer les démarches, de commenter les raisonnements et d’argumenter les choix.

Il doit fournir ainsi les pistes et les moyens pour que l’ingénieur navigue plus aisément dans la masse d’informations figurant d’une part dans les articles spécifiques aux matériels et celles relatives aux matériaux isolants d’autre part, sans oublier les articles théoriques traitant des phénomènes de base (diélectrique, de conduction, de claquage…).