Diélectriques - Bases théoriques

Avant d’aborder l’étude des isolants et des systèmes d’isolation, l’ingénieur doit se familiariser avec les concepts de base et connaître les théories les plus utiles ; il peut ainsi apprécier la signification exacte des propriétés électriques définissant un isolant et utiliser efficacement les théories qu’il met en œuvre. En se limitant à une présentation des notions essentielles du domaine des diélectriques, cet article traite les points suivants :

• la polarisation des diélectriques, qui, dans la pratique, s’exprime par une propriété fondamentale, à savoir la permittivité relative ;

• les pertes diélectriques, qui, sous une tension continue, se manifestent dans un matériau par la présence de courants d’absorption ; sous une tension alternative, elles sont traduites quantitativement par la tangente de l’angle de pertes (tan δ) mesurée, si cela se révèle nécessaire, dans une plage étendue de fréquence ;

• les phénomènes de relaxation dans les liquides isolants, dont la théorie de Pellat-Debye fournit la représentation la plus simple ;

• les phénomènes de polarisation interfaciale, dont les théories de Maxwell et de Maxwell-Wagner donnent une représentation approchée mais suffisante pour expliquer le comportement d’une association de matériaux de permittivités et de conductivités différentes.

Les mécanismes de courants de conduction seront traités dans un article spécifique.