Le projet HIGHVOLT 2 vient de s’achever, marquant une étape cruciale dans l’accompagnement des industries aéronautique, automobile et ferroviaire vers l’électrification massive. D’une durée de 48 mois, il s’inscrit dans la lignée des projets FIABILITE et HIGHVOLT, avec une ambition claire : maîtriser les phénomènes physiques liés à la montée en tension des systèmes embarqués.

Un objectif central : lever les verrous de la haute tension

La transition vers la propulsion électrique et l’hybridation impose une augmentation significative des tensions de réseaux. Cette évolution s’accompagne de défis techniques majeurs, notamment l’apparition de décharges partielles (DP) et d’arcs électriques, pouvant compromettre la sécurité et la durée de vie des équipements.

Doté d’un budget de 9 M€, le projet a réuni un consortium d’envergure composé de 15 membres industriels et académiques : Airbus, Alstom, Axon’ Cable, Emotors, Exxelia, Erneo, IES, ITP Interpipe, Laplace, Leroy Somer, Liebherr, LSEE, Safran, SEG Dielectriques et Radiall.

Cinq axes de recherche stratégiques

Le projet s’est structuré autour de problématiques concrètes pour lesquelles les standards actuels étaient inexistants ou inadaptés :

• Maîtrise des Décharges Partielles (DP) et surfaciques : Développer des méthodes de détection robustes et des outils de simulation numérique pour prédire le seuil d’apparition des décharges (PDIV).
• Résistance des matériaux : Caractériser et modéliser l’érosion des isolants soumis aux décharges pour limiter la dégradation des systèmes.
• Prédiction de la durée de vie fonctionnelle : Définir des lois de vieillissement multi-contraintes (température, pression, tension, vibrations) pour les systèmes d’isolation électrique (SIE).
• Détection des arcs électriques : Développer des algorithmes temps réel capables d’identifier les arcs séries tout en limitant le taux de faux positifs.
• Optimisation des architectures : Intégrer la modélisation des défauts d’arc dès la phase de conception des réseaux pour en maîtriser les conséquences.

Des livrables technologiques majeurs

Les travaux ont été répartis en quatre lots techniques ayant permis des avancées significatives :

Lot 1 – Décharges partielles et surfaciques : Compréhension des phénomènes sous ondes MLI (Modulation de Largeur d’Impulsion) et transfert de l’outil de simulation AIRLIFT v3 aux membres du projet.

Lot 2 – Durée de vie fonctionnelle des SIE : Réalisation de campagnes d’essais d’envergure (jusqu’à 12 mois) sur des motorettes et stators industriels, permettant de mieux comprendre l’influence des charges d’espace sur le vieillissement.

Lot 3 – Matériaux diélectriques / SIE : Enrichissement de la base de données avec 15 nouveaux matériaux (3D, PI poreux, vitrimères) et développement de composites basse permittivité pour mieux répartir le champ électrique.

Lot 4 – Arcs électriques : Création d’une mini-distribution représentative aéronautique et d’une bibliothèque de modèles circuits permettant de prédire l’impact d’un arc sur le réseau.

Des résultats dépassant l’état de l’art

Le projet HIGHVOLT 2 a été un succès tant technique qu’humain. L’équipe a conçu en interne des bancs d’essais différenciants et a obtenu des résultats inédits sur le vieillissement combiné (température + haute tension continue). La collaboration étroite avec les membres et l’intégration de personnels mis à disposition (MAD) ont permis une montée en compétence collective unique sur ces phénomènes complexes.

La suite : HIGHVOLT 3

Pour poursuivre cette dynamique, le projet HIGHVOLT 3 est d’ores et déjà amorcé. Son objectif est d’approfondir la compréhension des mécanismes de dégradation sur des objets d’études à la complexité croissante (du matériau à l’équipement complet).

Face aux défis de la relance économique et de la transition énergétique, HIGHVOLT 3 se concentrera sur la définition de nouvelles méthodologies de qualification et de standards internationaux, indispensables pour tirer le meilleur parti du vecteur énergie électrique dans les futurs systèmes de transport décarbonés.