GT Matériaux Diélectriques

Dernière mise à jour : 20 Mars 2020

Matériaux et procédés innovants pour l’isolation électrique, Phénomènes diélectriques, Métrologie/caractérisation, Modélisation, Aspects multi-échelle, Vieillissement multi-contrainte…

Animateurs :

Interlocuteur du comité de pilotage :

Contours scientifiques :

Les matériaux isolants sont largement utilisés en génie électrique et en électronique de puissance, soit comme isolation électrique, soit comme couche de passivation, soit pour l’encapsulation des composants. Dans l’ensemble des systèmes, ces matériaux sont soumis à des contraintes multiples (champ électrique, température, rayonnement, contraintes mécaniques). L’augmentation continue de ces contraintes en raison de la réduction souhaitée des dimensions des systèmes et de leur utilisation dans des conditions de plus en plus difficiles apporte aujourd’hui des nouvelles problématiques d’étude, aussi bien de point de vue fondamental qu’applicatif. Ainsi, avec la miniaturisation et l’évolution vers des isolants « tout solide », l’augmentation des contraintes électrothermiques amène à des phénomènes de conduction non linéaires ainsi qu’au vieillissement des isolants, phénomènes pour lesquels des techniques de quantification et de localisation des charges électriques sont mises en œuvre et donnent accès directement à la distribution de champ électrique au sein des matériaux. Selon le problème considéré, il s’agit d’adapter ces techniques à la géométrie des systèmes étudiés, allant à l’extrême des oxydes de grille d’épaisseur nanométrique aux câbles de transport d’énergie avec singulièrement les actualités sur le transport HVDC. 

Par ailleurs, l’étude des phénomènes physiques aux interfaces requiert la mise en œuvre de techniques donnant la meilleure résolution spatiale possible. D’autre part, la mise au point des composants et systèmes fonctionnant à des températures élevées, de plus en plus demandées, fait ressortir des problématiques liées à la mise au point et à la caractérisation d’isolants pouvant fonctionner dans ces conditions. Il s’agit alors d’étudier le transport de charges, les phénomènes de polarisation et de rupture dans ces gammes de températures, mais également les problèmes de stabilité thermique, en particulier en collaboration avec des collègues spécialistes en chimie et en physico-chimie. 

Le Groupe de travail proposé vise, d’une part, à fédérer les activités autour de la métrologie et de la mesure de charges dans les isolants, en rapprochant les demandes pouvant émerger dans différents domaines technologique allant des microsystèmes (actionneurs électrostatiques par exemple), aux matériaux (nanocomposites) et à l’électrotechnique, des compétences autour de la métrologie avec des techniques acoustiques ou thermiques donnant accès à des distributions spatiotemporelles de charges et aux approches par des techniques champ proche (AFM et dérivées). D’autre part, il se propose de travailler sur la mise au point et la caractérisation de nouveaux matériaux censés répondre à des contraintes extrêmes, en particulier les nano-diélectriques et les isolants « haute température ».

Journées scientifiques du GT :

  • 09-10 Mars 2020 : 5èmes Journées Scientifiques sur les Milieux Fluides Diélectriques, Interfaces et leurs Applications, PPRIME, Poitiers (34 participants) :
    • Session Isolation Gazeuse (3 présentations) ;
    • Session Isolation Liquide et Electrolytes (2 présentations) ;
    • Session Décharges à Barrière Diélectrique (2 présentations) ;
    • Session Interface Liquide/Solide (3 présentations) ;
    • Session Electrophorèse (2 présentations) ;
    • Présentation des Projets Internes (2 présentations) ;
  • 29-30 Avril 2019 : 4èmes Journées Scientifiques sur le Vieillissement des Matériaux Isolants: Evolution Physico-Chimiques et Diélectriques, LEPMI, Le Bourget-du-Lac (38 participants) :
    • Session Vieillissement sous Radiation (1 présentation) ;
    • Session Vieillissement des Câbles HV (3 présentations) ;
    • Session Vieillissement des Moteurs Electriques (3 présentations) ;
    • Session Vieillissement des Composants de Puissance (2 présentations) ;
    • Présentation des Projets Internes (2 présentations) ;
    • Atelier d’échanges/discussion sur d’éventuelles collaborations.
  • 01-02 Février 2018 : 3èmes Journées Scientifiques sur les Phénomènes Diélectriques aux Interfaces, IMN, Nantes (28 participants) :
    • Présentation invitée ‘La Double Couche Electrique dans le Génie Electrique‘;
    • Session Approches Locale des Interfaces et Interphases (4 présentations) ;
    • Session Propriétés Diélectriques des interfaces (4 présentations) ;
    • Atelier d’échanges/discussion sur d’éventuelles collaborations.
  • 26-27 Juin 2017 : 2èmes Journées Scientifiques sur les Nouveaux Matériaux Diélectriques et Procédés Innovants, IES, Montpellier (30 participants) :
    • Session Matériaux Organiques (4 présentations) ;
    • Session Matériaux Inorganiques (4 présentations) ;
    • Session Matériaux Composites (4 présentations) ;
    • Atelier d’échanges/discussion sur d’éventuelles collaborations.
  • 24 Janvier 2017 : 1ère Journée Scientifique et Structuration du GT, LAPLACE, Toulouse (38 participants) : 
    • Définition des thèmes de recherche traités et les types d’actions envisagés ; 
    • Réunions physiques thématiques, ouvertes à des chercheurs SEEDS, non-SEEDS et à des personnels d’Instituts de Recherche ; 
    •  Réponses conjointes à des appels d’offre ; 
    •  Etat des lieux sur la communauté nationale ; 
    •  Etat de l’art (rapports internes, articles de synthèse) destinés à la communauté académique ou à l’édition (ex. Techniques de l’Ingénieur, …) ; 
    •  Contribution au document de prospective du GdR.
    • Atelier d’échanges/discussion sur d’éventuelles collaborations.

Autres actions : 

  • Organisation d’Ecoles Thématiques :
    • 24-29 Juin 2018 : Organisation d’une Ecole d’Eté Internationale, 1st Thematic School on Dielectrics « Ageing and Reliability of Dielectric Materials and Related Structures », Ile de Porquerolles, France. Objectif: formation de personnels CNRS, EC, doctorants en début de thèse et partenaires industriels. 65 participants (Algeria, Czech Republic, Italy, Netherlands, Sweden, Switzerland, South Korea, UK). Télécharger le rapport en ligne (source: IEEE Electrical Insulation Magazine, Vol. 35, N°2, pp. 73-75, March/April 2019).

Laboratoires impliqués : 

Liste des participants (70 personnes) :

  • IES-Montpellier : Petru NOTINGHER, Jérôme CASTELLON, Serge AGNEL, Jean-Charles LAURENTIE, Richard ARINERO
  • LAPLACE-Toulouse : Sombel DIAHAM, Christina VILLENEUVE-FAURE, David MALEC, Nadine LAHOUD, Marie-Laure LOCATELLI, Zarel VALDEZ-NAVA, Laurent BOUDOU, Virginie GRISERI, Didier MARTY-DESSUS, Séverine LE ROY, Lionel LAUDEBAT, Laurent BERQUEZ, Dominique MARY, Jean-Pascal CAMBRONNE, Fulbert BAUDOIN, Gilbert TEYSSEDRE, Nahida EL-HORR, Nicolas NAUDE
  • LSEE-Béthune : Gabriel VELU, Stéphane DUCHESNE, Sonia AIT-AMAR, Daniel ROGER
  • G2Elab-Grenoble : Olivier LESAINT, Nelly BONIFACI, Rachelle HANNA, Olivier GALLOT-LAVALLEE, Pascal RAIN, Alain SYLVESTRE 
  • CIRIMAT-Toulouse : Pascal DUFOUR, Sophie GUILLEMET, Christophe TENAILLEAU
  • GeePs-Paris : Philippe MOLINIE
  • LAAS-Toulouse : Karine ISOIRD, Josiane TASSELLI
  • ESCPI/LPEM-Paris : Stéphane HOLÉ
  • Ampère-Lyon : Eric VAGNON, Abderrahmane BEROUAL
  • PPrime-Poitiers : Thierry PAILLAT, Noureddine ZOUZOU,  Paul LEBLANC,  Christophe LOUSTE, Eric MORREAU
  • LGP-Tarbes : Valérie NASSIET, Tiphaine MERIAN
  • LGE-Pau : Anca PETRE
  • IMN-Nantes : Marie-Paule BESLAND, Mireille RICHARD, Antoine GOULET
  • IMP/INSA-Lyon : Sébastien PRUVOST, Jannick DUCHET-RUMEAU
  • LUSAC-Cherbourg : Jean-Michel REBOUL
  • LEPMI-Le Bourget-du-Lac : Lionel FLANDIN, Lara PERRIN, Emilie PLANES,  Gilles DeMOOR
  • LPPI-Cergy : Odile FICHET, Frédéric VIDAL
  • ICG-Montpellier : Jean-Pierre HABAS, Sabine DEVAUTOUR-VINOT
  • IETR-Nantes : Caroline  BORDERON
  • IRT Saint-Exupéry-Toulouse : Guillaume BELIJAR
  • ITE SuperGrid Institute-Villeubanne : Servane HALLER, Sophie IGLESIAS, Hugo REYNES
  • + de nombreux.ses Doctorant.e.s et Post-Doctorant.e.s des laboratoires