{"id":51942,"date":"2025-10-09T11:24:39","date_gmt":"2025-10-09T15:24:39","guid":{"rendered":"https:\/\/www.uqac.ca\/uqactualites\/?p=51942"},"modified":"2025-10-17T08:25:28","modified_gmt":"2025-10-17T12:25:28","slug":"marc-alain-andoh-etudiant-au-doctorat-en-ingenierie-soutient-sa-these","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.uqac.ca\/uqactualites\/2025\/10\/09\/marc-alain-andoh-etudiant-au-doctorat-en-ingenierie-soutient-sa-these\/","title":{"rendered":"Marc Alain Andoh, \u00e9tudiant au doctorat en ing\u00e9nierie, soutient sa th\u00e8se"},"content":{"rendered":"

Finissant au doctorat en ing\u00e9nierie<\/a>, Marc Alain Andoh a effectu\u00e9 sa soutenance de th\u00e8se le 9 octobre 2025. Sous la direction de recherche du professeur Christophe Volat<\/a>, sa th\u00e8se a pour titre: \u00ab D\u00e9veloppement d\u2019un mod\u00e8le thermo\u00e9lectrique num\u00e9rique de formation des bandes s\u00e8ches \u00e0 la surface des isolateurs composites pollu\u00e9s \u00bb.<\/p>\n

Sous la pr\u00e9sidence d’Issouf Fofana<\/a> (UQAC), le jury d’\u00e9valuation \u00e9tait compos\u00e9 de Fethi Meghnefi (UQAC) et de Gwena\u00ebl Gaborit (Universit\u00e9 Savoie Mont Blanc)<\/p>\n

\n
R\u00e9sum\u00e9 de la th\u00e8se<\/h5>\n

Le champ de recherche relatif \u00e0 la probl\u00e9matique du contournement \u00e9lectrique des isolateurs composites pollu\u00e9s est assez impressionnant. La d\u00e9charge \u00e0 la surface des isolateurs pollu\u00e9s par voie humide est directement li\u00e9e \u00e0 la pr\u00e9sence de bande s\u00e8che. \u00c9tant donn\u00e9es les r\u00e9sistances in\u00e9gales des couches pollu\u00e9es, la portion de plus faible r\u00e9sistance s\u2019ass\u00e8che plus rapidement en raison d\u2019une grande quantit\u00e9 de chaleur g\u00e9n\u00e9r\u00e9e par effet Joule. La r\u00e9sistance de la bande s\u00e8che devient plus grande et voit appara\u00eetre une chute de tension consid\u00e9rable, provoquant une d\u00e9charge partielle et m\u00eame le d\u00e9veloppement d\u2019un contournement complet dans certaines conditions lorsque le gradient de potentiel surpasse la valeur critique du champ \u00e9lectrique de contournement.<\/p>\n

\nVoir plus<\/strong><\/summary>\n

La cr\u00e9ation de bandes s\u00e8ches est donc \u00e9troitement associ\u00e9e \u00e0 la d\u00e9charge \u00e0 la surface des isolateurs. Toutefois, malgr\u00e9 le grand int\u00e9r\u00eat port\u00e9 \u00e0 la compr\u00e9hension et \u00e0 la mod\u00e9lisation des bandes s\u00e8ches, tr\u00e8s peu d\u2019\u00e9tudes ou de mod\u00e8les sont d\u00e9di\u00e9s \u00e0 la formation des bandes s\u00e8ches et aux ph\u00e9nom\u00e8nes de pr\u00e9-contournement des isolateurs composites dont leur utilisation est privil\u00e9gi\u00e9e dans les environnements pollu\u00e9s et\/ou hostiles. Les tests de pollution et de contournement, en laboratoire, des isolateurs non c\u00e9ramiques reposent sur des adaptations des normes CEI 60507 et CEI 60815. Ces mod\u00e8les de contournement dans leur ensemble ne permettent pas v\u00e9ritablement d\u2019observer, de comprendre et de valider le processus de formation des bandes s\u00e8ches sur les surfaces d\u2019isolateurs pollu\u00e9s parcourues par les courants de fuite.<\/p>\n

L\u2019objectif principal de la pr\u00e9sente th\u00e8se est donc de contribuer au d\u00e9veloppement d\u2019un mod\u00e8le num\u00e9rique multiphysique permettant de simuler le processus de formation des bandes s\u00e8ches pr\u00e9sentes le long des isolateurs pollu\u00e9s. Le but de ce mod\u00e8le \u00e9tant de reproduire les essais sous pollution des isolateurs composites et d\u2019\u00e9tudier l\u2019apparition de bandes s\u00e8ches ainsi que les d\u00e9charges partielles \u00e0 travers celles-ci. L\u2019atteinte de cet objectif s\u2019est faite par le d\u00e9veloppement de diff\u00e9rents mod\u00e8les, la r\u00e9alisation de divers tests exp\u00e9rimentaux et de plusieurs simulations num\u00e9riques. Les r\u00e9sultats dans leurs ensembles ont \u00e9t\u00e9 diffus\u00e9s \u00e0 travers trois articles de journaux. Pr\u00e9alablement au d\u00e9veloppement du mod\u00e8le exp\u00e9rimental, des simulations thermo\u00e9lectriques ont \u00e9t\u00e9 effectu\u00e9es sur une g\u00e9om\u00e9trie d\u2019isolateur composite 69 kV. Ces simulations ont permis dans un premier temps de comprendre les interactions multiphysiques complexes entre les distributions de tension, de champ \u00e9lectrique, de temp\u00e9rature et de densit\u00e9 de courant. Les r\u00e9sultats obtenus montrent que la contrainte thermique est plus importante \u00e0 la surface du f\u00fbt de l\u2019isolateur composite entre les jupes o\u00f9 la densit\u00e9 de courant est maximale. Ces r\u00e9sultats ont \u00e9t\u00e9 d\u00e9terminants pour la conception de la g\u00e9om\u00e9trie simple des substrats des mat\u00e9riaux test\u00e9s pr\u00e9sent\u00e9es dans le premier article.<\/p>\n

Le premier article (DEVELOPMENT OF A SIMPLE EXPERIMENTAL SETUP FOR THE STUDY OF THE FORMATION OF DRY BANDS ON COMPOSITE INSULATORS) pr\u00e9sente une nouvelle g\u00e9om\u00e9trie simplifi\u00e9e d\u2019un isolateur permettant d\u2019\u00e9tudier rapidement et plus simplement le processus naturel de formation de bandes s\u00e8ches. Afin de reproduire exp\u00e9rimentalement la constriction des lignes de densit\u00e9 de courant sur la surface du f\u00fbt de l\u2019isolateur, le d\u00e9veloppement d’un nouveau dispositif g\u00e9om\u00e9trique simple, qui a ensuite \u00e9t\u00e9 test\u00e9 exp\u00e9rimentalement, a \u00e9t\u00e9 propos\u00e9. Plusieurs valeurs de DDSE correspondant \u00e0 un niveau de pollution \u00e9lev\u00e9 ont \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9es pour chaque \u00e9chantillon pollu\u00e9. Ces derniers ont \u00e9t\u00e9 plac\u00e9s dans une enceinte climatique \u00e0 une humidit\u00e9 relative constante de 90 % et une temp\u00e9rature ambiante constante de 20 \u00b0C. Des s\u00e9ries de tests sous basse tension ont permis de d\u00e9terminer la dur\u00e9e d\u2019humidification optimale permettant d\u2019obtenir la conductivit\u00e9 maximale de la couche de pollution. Les valeurs obtenues sont en accord avec la dur\u00e9e de 10 \u00e0 40 minutes recommand\u00e9e dans la norme CEI 60507. Les tests effectu\u00e9s \u00e0 une tension plus \u00e9lev\u00e9e ont d\u00e9montr\u00e9 l’efficacit\u00e9 de la configuration propos\u00e9e pour simuler le processus complexe de formation de bande s\u00e8che de mani\u00e8re reproductible en termes de comportement en mati\u00e8re de courant de fuite et de temp\u00e9rature. La configuration propos\u00e9e est une m\u00e9thode innovante et simple qui peut \u00eatre facilement utilis\u00e9e par l\u2019industrie \u00e9lectrique pour d\u00e9velopper de nouveaux mat\u00e9riaux d\u00e9di\u00e9s \u00e0 la prochaine g\u00e9n\u00e9ration d\u2019isolateurs composites pour lignes a\u00e9riennes sans n\u00e9cessiter l\u2019utilisation d\u2019un laboratoire H.T. avec ses \u00e9quipements co\u00fbteux ainsi que les essais sous pollution avec des isolateurs r\u00e9els qui demeurent longs et fastidieux.<\/p>\n

Le second article (EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF PARAMETERS INFLUENCING THE FORMATION OF DRY BANDS AND RELATED ELECTRIC FIELD) pr\u00e9sente une \u00e9tude exp\u00e9rimentale men\u00e9e pour d\u00e9terminer l’influence de diff\u00e9rents param\u00e8tres tels que la temp\u00e9rature ambiante, le niveau de pollution ainsi que le mat\u00e9riau du substrat sur la formation de bandes s\u00e8ches en pr\u00e9sence d\u2019une couche de pollution. Pour \u00e9tudier ces param\u00e8tres, la g\u00e9om\u00e9trie d’isolateur simplifi\u00e9e pr\u00e9sent\u00e9e dans l\u2019article pr\u00e9c\u00e9dent a \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9e pour contr\u00f4ler exp\u00e9rimentalement le processus complexe de formation de bandes s\u00e8ches sur une surface pollu\u00e9e. Du plexiglas, du RTV et du verre ont \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9s comme mat\u00e9riaux de construction du substrat. Le RTV et le verre ont \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9s pour simuler respectivement une surface d’isolant composite et c\u00e9ramique. De plus, une sonde \u00e9lectrooptique (EO) a permis de mesurer l’\u00e9volution du champ \u00e9lectrique axial E \u00e0 la surface de la couche pollu\u00e9e lors de la formation de la bande s\u00e8che. Les r\u00e9sultats ont montr\u00e9 que le mat\u00e9riau du substrat, la temp\u00e9rature ambiante et le niveau de pollution influencent consid\u00e9rablement la formation des bandes s\u00e8ches. \u00c9tant donn\u00e9 que la plupart des r\u00e9sultats obtenus ici \u00e9taient conformes \u00e0 ceux de la litt\u00e9rature, il a \u00e9t\u00e9 conclu que le mod\u00e8le exp\u00e9rimental propos\u00e9 peut fournir une m\u00e9thode de test efficace et peu co\u00fbteuse pour d\u00e9velopper de nouveaux mat\u00e9riaux et am\u00e9liorer les performances di\u00e9lectriques des isolants utilis\u00e9s dans les environnements pollu\u00e9s. De m\u00eame, la g\u00e9om\u00e9trie simple du mod\u00e8le exp\u00e9rimental et la capacit\u00e9 de contr\u00f4ler facilement les param\u00e8tres exp\u00e9rimentaux peuvent permettre \u00e0 cet outil de valider les r\u00e9sultats de divers mod\u00e8les num\u00e9riques dans les \u00e9tudes du comportement thermo\u00e9lectrique des isolants pollu\u00e9s.<\/p>\n

Le troisi\u00e8me article (A SIMPLE THERMOELECTRICAL SURFACE APPROACH TO NUMERICALLY STUDY DRY BAND FORMATION ON POLLUTED INSULATORS) pr\u00e9sente une nouvelle m\u00e9thode num\u00e9rique simple permettant de mod\u00e9liser num\u00e9riquement et relativement simplement le processus complexe d’apparition d’une bande s\u00e8che sur un isolateur pollu\u00e9. La m\u00e9thode propos\u00e9e combine une expression empirique de la conductivit\u00e9 surfacique de la couche de pollution en fonction de la temp\u00e9rature et de la DDSE et une approche surfacique pour la mod\u00e9lisation de la couche de pollution, utilisant des simulations thermo\u00e9lectriques temporelles bas\u00e9es sur la m\u00e9thode des \u00e9l\u00e9ments finis (MEF). En utilisant diff\u00e9rents substrats, \u00e9paisseurs de couche de pollution et niveaux de DDSE, la fiabilit\u00e9 et les limites du mod\u00e8le num\u00e9rique thermo\u00e9lectrique simple ont \u00e9t\u00e9 \u00e9tudi\u00e9es. Les r\u00e9sultats num\u00e9riques obtenus ont d\u00e9montr\u00e9 que le mod\u00e8le thermo\u00e9lectrique propos\u00e9 peut simuler dynamiquement l’apparition de la bande s\u00e8che conform\u00e9ment aux r\u00e9sultats exp\u00e9rimentaux en termes d’\u00e9volution temporelle de la temp\u00e9rature et de la r\u00e9sistance de la couche de pollution, ainsi que d’\u00e9volution de la chute de tension et du champ \u00e9lectrique le long de la zone de formation de la bande s\u00e8che. Les r\u00e9sultats d\u00e9montrent \u00e9galement que le mod\u00e8le permet de prendre en compte l’influence du substrat et de l’\u00e9paisseur de la couche de pollution, ces derniers \u00e9tant directement reli\u00e9s au processus thermique de la formation de la bande s\u00e8che. Par la suite, le mod\u00e8le num\u00e9rique surfacique thermo\u00e9lectrique simple a \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9 pour \u00e9tudier l’apparition d’une bande s\u00e8che sur un isolateur de 69 kV uniform\u00e9ment pollu\u00e9. Les r\u00e9sultats obtenus ont permis une simulation dynamique de l’apparition de la premi\u00e8re bande s\u00e8che au centre de l’isolateur; et d’\u00e9tudier en profondeur l’\u00e9volution de la temp\u00e9rature de surface, du potentiel \u00e9lectrique et des distributions du champ \u00e9lectrique le long de l’isolateur.<\/p>\n

Le mod\u00e8le thermo\u00e9lectrique simple propos\u00e9, combin\u00e9 au mod\u00e8le empirique, permet de simuler l’influence d’une couche de pollution non uniforme. Il fournit ainsi un outil num\u00e9rique simple pour \u00e9tudier l’\u00e9volution des distributions du potentiel et du champ \u00e9lectrique le long d’un \u00e9quipement d’isolation uniform\u00e9ment et non uniform\u00e9ment pollu\u00e9, afin d’identifier une zone de forte probabilit\u00e9 d’apparition de bande s\u00e8che en fonction du mat\u00e9riau et de la g\u00e9om\u00e9trie de l’isolateur. Ceci peut contribuer au d\u00e9veloppement de nouvelles m\u00e9thodes d’att\u00e9nuation pour am\u00e9liorer les performances de tous les types d’isolateurs en conditions de pollution.<\/p>\n

F\u00e9licitations \u00e0 Marc Alain Andoh pour la soutenance de sa th\u00e8se de doctorat.<\/p>\n<\/details>\n

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Finissant au doctorat en ing\u00e9nierie, Marc Alain Andoh a effectu\u00e9 sa soutenance de th\u00e8se le 9 octobre 2025. Sous la direction de recherche du professeur Christophe Volat, sa th\u00e8se a pour titre: \u00ab D\u00e9veloppement d\u2019un mod\u00e8le thermo\u00e9lectrique num\u00e9rique de formation des bandes s\u00e8ches \u00e0 la surface des isolateurs composites pollu\u00e9s \u00bb. 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