STAGE - Etude des systèmes d’isolation hybrides gaz-solide pour le remplacement du SF6 dans l’appareillage électrique moyenne et haute tension F/H

Créée en 2014, SuperGrid Institute est une société privée indépendante, acteur de la transition énergétique en France et dans toute l’Europe, regroupant plus de 150 collaborateurs et plus de 20 nationalités différentes. Spécialiste des systèmes électriques innovants à courant continu en haute et moyenne tension (HVDC et MVDC). SuperGrid Institute participe également au développement de nouvelles technologies pour l’intégration des énergies renouvelables dans les réseaux électriques du futur.

SuperGrid Institute est classée sur le podium et le top 10 de l’INPI depuis 2018.

Pour plus d’infos, visitez notre site : www.supergrid-institute.com

La fiabilité des réseaux et la qualité d'énergie électrique dépend fortement de celle des systèmes d'isolation. Dans les appareillages électriques moyenne et haute tension, les systèmes d’isolation sont exposés à des contraintes de champ électrique intense, appliquées sur des structures d'isolation complexes impliquant des interfaces et des points triples entre différents milieux isolants (gaz et solide). Suite à un renforcement du champ électrique, ou la dégradation de l’isolation, ces systèmes peuvent être le siège de décharges partielles, voir même d’une rupture totale de l’isolation, c’est ce qu’on appelle un claquage.

Les postes électriques blindés moyenne et haute tension (Gas Insulated Switchgear :  GIS) sont des installations clés du réseau de transport et de distribution d'énergie électrique. Les équipements de ces postes sont équipés de systèmes d'isolation pour garantir leur bon fonctionnement. L’isolation avec le gaz SF6 est largement utilisée dans les GIS à cause de ses hautes performances diélectriques et thermiques, et sa non-toxicité. Cette solution a permis de développer des GIS performants et plus compacts. Cependant, le SF6 est également responsable d'un impact environnemental significatif en raison de son potentiel de réchauffement climatique élevé. En effet, 1 kg de SF6 dégagé dans l’atmosphère a un impact environnemental équivalent à 22500 kg de CO2. Il est donc urgent de trouver des alternatives plus respectueuses de l'environnement.

Le remplacement du SF6 avec un autre isolant nécessiterait la modification de la conception de l’appareillage ou des conditions d’exploitation. Le recouvrement des électrodes par un isolant solide ou l’introduction d’une barrière isolante entre les électrodes semble être une solution intéressante à étudier, car elle permettrait de mieux contrôler le champ électrique et d’améliorer la tension de claquage. Dans ce contexte, ce projet de thèse propose d’étudier des solutions d’isolation hybrides gaz-solide et de comprendre l’influence de la présence de barrières diélectriques solides dans un gaz isolant sous un champ électrique non-uniforme. Une attention particulière sera portée à l’étude de matériaux avec faible impact environnemental.

Ce stage sera réalisé dans le cadre d’un projet de thèse avec un doctorant de 2ème année.