Anthropocène : Plan B, création de connaissances pour répondre aux enjeux sociétaux de manière soutenable dans les limites planétaires

De nombreuses recherches et en particulier celles sur les limites planétaires ont montré que nous dépassons actuellement plusieurs limites globales, ce qui questionne fortement la soutenabilité de nos sociétés contemporaines à forte empreinte écologique. Cette prise de conscience se généralise et a fait croître à une vitesse importante les attentes sociétales de visions alternatives à un futur basé sur le seul progrès technologique et/ou une croissance économique infinie.Nous souhaitons faire face à ces constats et aux attentes qu’ils génèrent, sans greenwashing et sans nous en remettre à une croissance verte que nous savons impossible depuis longtemps et notamment par les travaux commandités par le Club de Rome. Impossibilité qui a été rappelée récemment à notre mémoire par une note de l’UE. Pour cela nous souhaitons engager l’UGA dans la construction, sur le long terme, d’une communauté scientifique transdisciplinaire. Nous proposons de développer des recherches complémentaires et alternatives à celles basées sur la double hypothèse d’un éternel progrès technologique et d’une croissance économique qui serait nécessairement vertueuse sur le plan social. Ces recherches auront pour objectif principal d’appréhender la dimension systémique et complexe des questions de dépassement écologique.Pour cela nous savons que nous pouvons d’ores et déjà appuyer notre démarche sur plusieurs collectifs de personnels et d’étudiants nés spontanément dans différentes structures de l’UGA. Leur diversité de profils et de disciplines constitue un atout précieux pour construire une approche transdisciplinaire. Nous pensons donc qu’il est utile et pertinent d’essayer de fédérer ces initiatives dans une démarche collective commune de production de connaissances

Enquête sur l'enseignement de l'éco-conception dans les filières du génie électrique

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Phénomènes physiques induits par le champ électrique dans les diélectriques, applications et procédés

My scientific activities are devoted to the study of the phenomena induced by the electric field in solid dielectric materials, liquids and interfaces with gases. This research is guided by a twofold concern: to answer practical aspects (related to the transport, conversion and storage of electrical energy) and to increase the field of knowledge (related to conduction, polarization, discharge, breakdown, and multi-physical aging). I am also interested in the realization of processes based on the dielectric properties and the electrostatic phenomena. During my first ten years in the MDE team, I devoted my research efforts along three axes: the characterization of dielectric materials, the study of pre-disruptive phenomena and the development of specific processes and techniques. For this HDR, I chose to offer the reader our detailed and sometimes summarized scientific contributions related to each of our research actions. They are broken down and grouped by application fields: measurement methods and processes, railway traction motors, power capacitors, circuit breaker and HVDC superconducting circuit breakers, bio-sourced insulation, epoxy-based insulation, super capacitor. Finally I propose to the reader a declination of my research project dedicated to the dielectric study of biopolymers.Mes activités scientifiques sont consacrées à l’étude des phénomènes induits par le champ électrique dans les matériaux diélectriques solides, liquides et aux interfaces avec les gaz. Ces recherches sont guidées par une double préoccupation : répondre à des aspects pratiques (liés au transport, à la conversion et au stockage d’énergie électrique) et accroitre le champ de la connaissance (liée à la conduction, à la polarisation, aux phénomènes de décharge, au claquage, et au vieillissement multi-physique). Je m'intéresse aussi à la réalisation de procédés basés sur les propriétés diélectriques et les phénomènes électrostatiques. Durant mes dix premières années au sein de l'équipe MDE, j'ai consacré mes efforts de recherches suivant trois axes: la caractérisation des matériaux diélectriques, l'étude des phénomènes pré-disruptifs et le développement de procédés et de techniques spécifiques. Pour cette HDR, j'ai choisi d'offrir au lecteur nos apports scientifiques détaillés et parfois résumés liés à chacune de nos actions de recherche. Elles sont déclinées et regroupées par champs applicatifs: méthodes et procédés de mesure, moteurs de traction ferroviaire, condensateur de puissance, câbles disjoncteur et limiteur supraconducteur HVDC, isolations bio-sourcées, isolations à base époxy, super condensateur. Enfin je propose au lecteur une déclinaison de mon projet de recherche dédié à l'étude diélectrique des biopolymères

Enquête sur l'enseignement de l'éco-conception dans les filières du génie électrique

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Etude de la charge d'espace et des phénomènes luminescents comme précurseurs du vieillissement électrique d'une résine époxy utilisée dans l'isolation haute tension

Le Jury présidé par le Professeur J. Graffeuil, était composé des rapporteurs: J. Fothergill (Prof.) et C. Jardin (Prof.), des examinateurs: G. Touchard (Prof.), S. W. Rowe (Dr), C. Laurent (DR CNRS), G. Teyssedre (CR CNRS). (Mention très honorable, concourant aux prix des meilleures thèses de l'école doctorale GEET 2004)The epoxy resin on which this work is based finds its application in transformers for low and high voltage. Its characteristic is to be reinforced by metal and mineral particles and to have a working temperature above its glass transition temperature (Tg=65°C). The life time of the resin - like that of any organic insulator of polymeric type - is conditioned by the electric stress and in particular by degradation mechanisms and dielectric breakdown. Upstream from that there is the mechanism of electric ageing on which no physical description exists to date. However, an assumption is put forward: space charge accumulation and electroluminescence would constitute markers of electric ageing. Following this assumption, we undertook to bring understanding on the behaviour of this resin with respect to space charge, electroluminescence, current and photoluminescence. We have especially revealed that electroluminescence and space charge accumulation phenomena are active in this epoxy resin, with a strong acceleration of the processes beyond 10kV/mm. The steps downstream to the ageing model remains to be validated, namely: the implication of space charge and of side phenomena to electroluminescence in the formation of voids and/or in the critical modification of electric properties, that are phenomenologies usually associated to the question of electric ageing.La résine époxy dont ce travail fait l'objet, trouve son application dans les transformateurs moyenne et haute tension. Sa particularité est d'être renforcée par des particules métalliques et minérales et d'être utilisée au dessus de sa température de transition vitreuse (Tg=65°C). La durée de vie de cette résine - comme celle de tout isolant organique de type polymère - peut être conditionnée par la contrainte électrique et notamment par des mécanismes de dégradation et de rupture diélectrique. En amont de cela il y a le vieillissement électrique dont aucun mécanisme physique n'est à ce jour démontré. Une hypothèse cependant est avancée : la charge d'espace et l'électroluminescence seraient des marqueurs de vieillissement électrique. Dans les termes de cette hypothèse, nous avons voulu comprendre le comportement de cette résine vis-à-vis de la charge d'espace, de l'électroluminescence, du courant, et de la photoluminescence. Nous avons notamment révélé que des phénomènes de charge d'espace et d'électroluminescence tiennent place dans cette résine époxy, avec une forte accélération des processus au-delà de 10kV/mm. Il reste à valider la phase en aval de notre modèle de vieillissement, à savoir : l'implication de la charge d'espace et de phénomènes collatéraux à l'électroluminescence dans la formation de vacuoles et/ou dans la modification critique des propriétés électriques, phénoménologie usuellement associée à la question du vieillissement électrique

Dielectric Materials and Electrostatics

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Spectroscopie diélectrique : art et artefact

International audienceLa spectroscopie diélectrique repose sur la mesure de l’impédance complexe en fonction de la fréquence [1-2]. Ainsi, la distribution du champ électrique, de la température, le taux d’humidité relative, la nature des contacts, et la géométrie des électrodes, ont potentiellement une grande influence sur les résultats de mesure. Cette communication est l’occasion de passer en revue un certain nombre d’écueils à éviter afin de faire la part entre l’art et l’artefact. Nous verrons dans quelles conditions il est nécessaire de faire appel à une électrode de garde, nous verrons également de quelle façon la nature des contacts impacte les spectres diélectriques, nous flirterons avec les limites métrologiques des analyseurs d’impédances, et nous examinerons en quoi la distribution de la température doit être maitrisée. Cette communication est agrémentée de résultats expérimentaux en lien avec des travaux de recherche antérieurs menés sur des films de condensateurs de puissance [1], des câbles hautes tension continue [3] et des « motorettes » ferroviaires [4-5]

Matériaux diélectriques et électrostatique

National audienceCentré sur l'isolation électrique, cet ouvrage s'intéresse plus particulièrement aux fondements physiques de la discipline et aux applications qui en découlent. Il présente une approche mathématique et intuitive du diélectrique et traite des notions de polarisation, d'induction, de forces et de pertes. Incluant une description phénoménologique des décharges dans le gaz, ce livre donne au lecteur les clés de la physique des isolants solide, liquide et gazeux. Il analyse également les principales propriétés électriques des liquides et des solides afin d'expliquer en détail les phénomènes de dégradation, de dissipation et de claquage électrique. Matériaux diélectriques et électrostatique s'adresse aux chercheurs et aux ingénieurs qui y puiseront les fondements indispensables à l'étude du domaine, ainsi qu'aux enseignants et aux universitaires qui recherchent un cours original doté d'une approche intuitive

Etude d'une résine époxy en application à l'isolation moyenne tension

National audienc