Contribution à l’étude des phénomènes liés à la charge d'espace dans le polyéthylène réticulé soumis à des rayonnements ionisants

Abstract

Les radiations ionisantes modifient profondément les propriétés diélectriques et structurales des polymères en induisant des coupures de chaînes, des réticulations et des phénomènes d'oxydation. Ces transformations entraînent une augmentation significative de la conductivité électrique. Cette étude explore les effets des irradiations gamma sur le polyéthylène réticulé (XLPE). Les mesures de courant ont mis en évidence une augmentation notable de la conductivité électrique après des doses d’irradiation allant jusqu’à 200 kGy, suggérant un mécanisme de conduction de type ionique. Après irradiation, la technique Pulsed Electro Acoustic (PEA) a été utilisée pour analyser les charges d’espace dans des conditions ambiantes. Sous un champ électrique de 40 kV/mm, les mesures ont révélé une accumulation d’hétérocharges négatives et positives près des électrodes, confirmant le mécanisme de conduction. L’étude examine également l’impact des radiations ionisantes sur la dynamique des charges d’espace dans le XLPE, en présence d’une charge stockée dans le volume du matériau. Des faisceaux d’électrons ont été employés pour implanter des charges à l’intérieur du XLPE. Les mesures montrent la formation d’hétérocharges positives à proximité de la charge implantée et d’hétérocharges négatives près de l’anode, ces dernières persistant au cours de la relaxation. Ces observations suggèrent la présence d’une densité importante de pièges profonds dans le matériau. Par ailleurs, les spectres FTIR et les mesures de DSC n’ont pas révélé des modifications chimiques significatives après irradiation, indiquant que la structure chimique globale du polymère reste inchangée, contrairement à ses propriétés électriques qui subissent des altérations marquées.