Depuis le début des années 1980, une volonté évidente d’avancer dans la caractérisation des matériaux diélectriques s’est développée au niveau mondial. Cette tendance a pris corps peu à peu devant les problèmes posés par la durée de vie des composants. En effet, le monde industriel de l’électricité, de l’électronique s’est fortement orienté vers la miniaturisation. Celle-ci doit aussi se faire en accroissant les performances des appareils. Les contraintes volumiques ou surfaciques mécaniques, thermiques, électriques, radiatives n’ont cessé de croître, provoquant souvent des réductions de durée de vie.
Les matériaux diélectriques sont considérés alors comme les plus fragilisés. Dans les années 1985-1987, lors des congrès internationaux réunissant chercheurs, universitaires et industriels, un paramètre, longtemps soupçonné – mais non mesurable jusqu’alors –, a émergé : il s’agit de la charge d’espace. Cette charge volumique ou de surface, due à des impuretés ou des défauts de structure, contribue localement à créer des champs électriques très forts qui affaiblissent le matériau et modifient sensiblement ses propriétés. Ainsi, depuis ces dernières années, plusieurs techniques de mesure de distributions spatiales de champ électrique et de charges d’espace sont apparues, permettant de mieux comprendre et de prévenir les défaillances. Cette nouvelle technique, dont certains exemplaires sont maintenant installés dans des laboratoires industriels, caractérise le diélectrique au niveau de sa microstructure : il s’agit donc d’une analyse très fine.
En 2018, deux techniques de mesures de charges d’espace sont agréées par la CIGRE (International Council on Large Electric Systems) et IEEE (Institut of Electrical and Electronic Engineers) : elles seront présentées ici.
En essayant d’aider l’ingénieur et le chercheur dans ses choix et ses solutions, nous détaillerons donc les mesures classiques et nouvelles après avoir défini les termes importants et les grandeurs mesurables. Nous indiquerons aussi les potentialités de chaque technique.
![Ecoutez notre podcast Cogitons Sciences : matériaux, durée de vie et fatigue [Matériaux, histoire d’une vie #3]](https://www.techniques-ingenieur.fr/actualite/wp-content/uploads/2022/06/Article-actu-Podcast-fatigue-matériaux-150x150.png)
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