Qu'est-ce qu'un gaz diélectrique?
Le gaz diélectrique est une forme de gaz utilisé dans les applications industrielles en tant qu'isolant électrique. Les types de gaz couramment utilisés comprennent l'air, l'azote et l'hexafluorure de soufre. Différents types de composants électriques, tels que les transformateurs et les disjoncteurs, nécessitent la présence d'un gaz diélectrique pour éviter d'endommager un circuit dans le cas d'une décharge électrique. Dans les applications de routine, l'air est souvent le gaz diélectrique de choix car il ne nécessite pas de système sous pression et scellé, et est omniprésent.
Le type de gaz diélectrique utilisé dépend en grande partie du niveau de tension du dispositif et du circuit, ainsi que de ses propriétés fondamentales, telles que sa nature chimique inerte, et de ses propriétés thermiques, telles que son point d’ébullition et sa capacité à transférer de la chaleur. Le niveau de toxicité et d'inflammabilité du gaz diélectrique dans certaines conditions doit également être pris en compte. Un court-circuit électrique peut provoquer la dégradation physique d'un composant tel qu'un transformateur haute tension, au point que le gaz soit libéré dans l'environnement. Pour cette raison, les gaz atmosphériques et azotés sont souvent utilisés car ils sont en grande partie inertes et non réactifs.
L'hexafluorure de soufre est utilisé comme gaz diélectrique dans les appareillages haute tension tels que les disjoncteurs industriels qui connectent les générateurs aux transformateurs élévateurs de tension. Il est également utilisé dans les zones de systèmes d'alimentation électrique haute tension nécessitant des isolateurs de gaz, tels que les lignes de transmission, les transformateurs et les sous-stations. Environ 80% de l'hexafluorure de soufre fabriqué est couramment utilisé dans les centrales électriques et les sous-stations du monde entier en raison de ses qualités isolantes supérieures et de son aptitude à supprimer les ondes radio et son émission par les équipements électriques. Il présente également le niveau de tension de claquage le plus élevé pour tout gaz isolant, c’est le niveau de tension nécessaire pour qu'un gaz diélectrique commence à conduire du courant et ne joue pas le rôle d’isolant.
L'utilisation de l'hexafluorure de soufre en tant que gaz diélectrique présente toutefois des inconvénients. C'est pourquoi on tente actuellement de le combiner à des gaz plus sûrs, tels que l'azote, le dioxyde de carbone ou les composés perfluorocarbonés. On estime que l'hexafluorure de soufre contribue de 22 à 23 900 fois plus au réchauffement de la planète lorsqu'il est rejeté dans l'atmosphère par rapport à une quantité équivalente de dioxyde de carbone. Il subsiste également dans l’atmosphère en tant que gaz à effet de serre stable beaucoup plus longtemps que les autres gaz à effet de serre, entre 800 et 3 200 ans avant qu’il ne se dégrade. Le composé présente également des risques graves pour la santé en cas d’exposition humaine, comme des problèmes respiratoires, et il se combine souvent avec d’autres composés, lorsqu'il est rejeté dans l’air, pouvant entraîner une contamination du corps par le fluorure et divers maux.