La destruction ou la baisse de performances des couches isolantes est très souvent à l’origine des défaillances observées dans les composants et systèmes. Les matériaux isolants jouent ainsi un rôle essentiel dans la fiabilité des applications électriques et électroniques où les enjeux financiers ou en termes de sécurité des personnes sont déterminants, mais également dans les applications distribuées à grande échelle.

Le GEM s’intéresse à la compréhension, à court et long terme, des phénomènes diélectriques qui se développent dans les matériaux sous l’effet de contraintes thermiques, électriques, et environnementales. Leur étude et analyse permettent d’augmenter la fiabilité à travers un choix de matériau et à une conception adaptée du composant, à la modélisation de son vieillissement et/ou à la mise au point de nouveaux matériaux. Les applications visées sont le transport d’énergie, les systèmes embarqués (aéronautique, automobile, spatial), l’appareillage haute performance, les capteurs et toute application intégrant des couches isolantes soumises à de fortes contraintes électriques et thermiques.


Les solutions développées au GEM par S. Agnel, J. Castellon, J-C. Laurentie et P. Notingher s’appuient sur des approches maillant étroitement expérimental et modélisation, à l’aide de méthodes originales directement adaptables sur composants et implantables sur site. Il s’agit en particulier de techniques dites « à stimulus thermique », que l’équipe développe et pour lesquelles elle bénéficie d’une forte reconnaissance internationale. La dynamique actuelle est liée aux futurs réseaux d’énergie haute tension, nécessaires pour transporter des fortes puissances sur de longues distances (« super-grids ») et dont les principaux facteurs limitatifs sont les matériaux pour câbles et appareillages. Les recherches concernent également les matériaux biosourcés et nanostructurés pour des applications du génie électrique, ainsi que les isolants utilisés dans les composants électroniques.


Grâce à ses liens forts avec des spécialistes de l’ingénierie des matériaux, l’équipe couvre une large gamme d’aspects liés à la mise au point et au vieillissement des isolants. Elle dispose d’importants moyens d’études diélectriques, pour certains sans équivalent au niveau français et mondial.


A travers des projets bilatéraux et européens, le GEM collabore avec de nombreux partenaires industriels et académiques français et étrangers : Alstom, CEA, EdF, Hydro-Québec, Nexans, Sagem, Thales, laboratoires du GdR SEEDS, universités de Bologne, Bucarest, Montréal, Nottingham, Southampton, Turin.

Analyse de couches diélectriques

 

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