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4 - CONCLUSION

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Article de référence | Réf : AM3141 v1

Conclusion
Caractérisation des polymères par spectroscopie diélectrique

Auteur(s) : Olivier GALLOT-LAVALLEE, Patrice GONON

Relu et validé le 01 oct. 2020

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RÉSUMÉ

La spectroscopie diélectrique basse fréquence permet d’accéder efficacement à l’identité diélectrique d’un polymère. Les principales caractéristiques ainsi accessibles sont : la permittivité, la résistivité et le facteur de dissipation. La spectroscopie diélectrique permet aussi de révéler des phénomènes de vieillissement, de détecter la présence d’eau, de faire ressortir la présence d’hétérogénéités et plus généralement d’obtenir des informations sur la structure du polymère. Cette technique permet également de diagnostiquer des défauts de construction.

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Auteur(s)

  • Olivier GALLOT-LAVALLEE : Enseignant et chercheur rattaché au département Mesures Physiques (IUT) de l’Université de Grenoble Alpes (UGA) et au Laboratoire de Génie Électrique de Grenoble (G2Elab UMR 5269) - Responsable de l’équipe de recherche : Matériaux Diélectriques et Électrostatique (MDE), Grenoble, France

  • Patrice GONON : Enseignant et chercheur rattaché au département Chimie (IUT) de l’Université de Grenoble Alpes (UGA) et au Laboratoire des Technologies de la Microélectronique (LTM UMR 5129), Grenoble, France

INTRODUCTION

Les polymères sont des matériaux diélectriques dont l’application peut être de stocker et d’isoler « deux électricités ». Cette fonction n’étant jamais parfaite, on représente généralement le diélectrique par une impédance complexe. En parvenant à mesurer précisément, le module et l’argument de l’impédance du polymère, on obtient ses principales caractéristiques diélectriques, à savoir : la permittivité, la résistivité, et le facteur de dissipation.

La spectroscopie diélectrique basse fréquence est une technique permettant d’accéder efficacement à ces grandeurs et à leur dépendance à la fréquence.

Au-delà des caractéristiques purement électriques du polymère, la spectroscopie diélectrique permet aussi de révéler des phénomènes de vieillissement, de détecter la présence d’eau, de faire ressortir la présence d’hétérogénéités et plus généralement d’obtenir des informations sur la structure du polymère. Cette technique peut enfin aider à diagnostiquer des défauts de construction, tels que des cavités entre les couches d’isolation électrique ou bien encore la porosité du matériau diélectrique.

Les progrès réalisés ces vingt dernières années dans le domaine du traitement du signal et de l’électronique font que cette technique est aujourd’hui arrivée à maturité. Son caractère universel en fait une technique incontournable dans les premières étapes d’études d’un diélectrique. Cet article lui est donc très naturellement dédié…

Le domaine d’application visé est celui de l’isolation électrique et du stockage de l’électricité. La notion d’impédance complexe est introduite, les différentes techniques de mesures sont présentées et des méthodes d’identification des phénomènes physiques sont proposées.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-am3141


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4. Conclusion

La spectroscopie diélectrique basse fréquence permet d’accéder efficacement à l’identité diélectrique d’un échantillon. Les principales caractéristiques ainsi accessibles sont : la permittivité, la résistivité et le facteur de dissipation.

Au-delà des caractéristiques électriques, la spectroscopie diélectrique permet aussi de révéler des phénomènes de vieillissement, de détecter la présence d’eau, de faire ressortir la présence d’hétérogénéités et plus généralement d’obtenir des informations sur la structure du polymère.

Cette technique peut enfin aider à diagnostiquer des défauts de construction tels que des cavités entre les couches d’isolation électrique ou bien encore la porosité du matériau diélectrique.

Les progrès réalisés ces vingt dernières années dans le domaine du traitement du signal et de l’électronique font que cette technique est aujourd’hui arrivée à maturité. Son caractère universel en fait une technique incontournable dans les premières étapes d’études d’un diélectrique.

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - GALLOT-LAVALLÉE (O.) -   Dielectric Materials and Electrostatics.  -  Hoboken, NJ USA : John Wiley & Sons, Inc. (2013).

  • (2) - KITTEL (C.) -   Introduction à la physique de l’état solide.  -  Dunod univ. Paris : Dunod (1958).

  • (3) - BUREAU (J.M.) -   Propriétés Diélectriques des Polymères.  -  Éditions Techniques Ingénieur [E 1850] (2016).

  • (4) - WILLIAMS (G.), THOMAS (D.K.) -   Phenomenological and molecular theories of dielectric and electrical relaxation of materials.  -  Novocontrol Appl. Note Dielectr., vol. 3, pp. 1-29 (1998).

  • (5) - AGUET (M.), IANOZ (M.) -   Traité d’électricité, vol.  -  XXII Haute Tens. (2004).

  • (6) - MENGUY (C.) -   Mesure des caractéristiques...

1 Événements

International Conference on Broadband Dielectric Spectroscopy and its Applications (BDS)

http://bds2016.pi.ipcf.cnr.it/

German Bunsen Society for Physical Chemistry (DBG)

https://bunsen.de/

The Conference on Electrical Insulation and Dielectric Phenomena (CEIDP)

http://sites.ieee.org/ceidp/

International Conference on Dielectrics (ICD)

http://sites.ieee.org/deis/conferences/

Novocontrol conférences

http://www.novocontrol.de/html/index_conferences.htm

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2 Annuaire

Novocontrol

http://www.novocontrol.de/

Solartron analytical c/o Ametek

http://www.solartronanalytical.com/index.aspx

Keisight technologies c/o Agilent

http://www.keysight.com

Idax c/o Megger

http://www.megger.com

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