Modélisation du développement des arborescences d'eau dans les câbles sous-marins f/h

Les énergies renouvelables en mer comptent parmi les technologies qui présentent le plus gros potentiel de développement. La Commission Européenne estime que l’objectif d’obtenir une capacité installée d’au moins 60 GW d’énergie éolienne en mer et d’au moins 1 GW d’énergie océanique d’ici 2030, et de respectivement 300 GW et 40 GW d’ici 2050 est réaliste et réalisable. Parmi ces objectifs, la part d’éolien flottant est considérable et la France avec sa façade atlantique dispose d’un potentiel important avec une forte profondeur non loin des côtes.
Les câbles sous-marins connectant les éoliennes à la sous-station de transformation en mer, puis à la terre ferme, peuvent désormais atteindre une longueur cumulée de plus d'une centaine de kilomètres.. Le développement des arborescences d’eau (water treeing) est un phénomène de dégradation qui constitue l’une causes de défaillance des câbles électriques sous-marins. L’environnement marin hostile engendre des contraintes mécaniques dans l’isolation des câbles, pouvant provoquer l’apparition de microfissures et l’intrusion d’eau. La combinaison de l’eau et des champs électriques renforcés peut déclencher des réactions électriques, chimiques et mécaniques qui accélèrent la croissance des arborescences d’eau (water trees) au sein de l’isolation du câble.
La défaillance de l’isolant du câble, souvent à l’origine de pannes électriques coûteuses, peut être évitée grâce à la mise en place de mesures préventives. La plus importante consiste à éviter le développement des arborescences d’eau ou a minima à assurer un suivi de l’évolution des arborescences d’eau au sein de l’isolant. L’efficacité de ces mesures repose toutefois sur une modélisation précise du phénomène. Plus précisément, il est essentiel de prendre en compte la dépendance temporelle de la croissance radiale des arborescences d’eau afin de suivre la dégradation de l’isolant et de prédire sa durée de vie, en particulier pour des isolants tels que le polyéthylène réticulé (XLPE).
Ce stage consistera à :
· Analyser la littérature scientifique sur l’état de l’art des câbles sous-marins haute tension et sur l’impact du développement des arborescences d’eau sur ces derniers.
· Estimer, à l’aide d’un modèle analytique et de simulations numériques basées sur une méthode des éléments finis à développer, le développement des arborescences d’eau dans l’isolant des câbles sous-marins.
· Comparer les résultats obtenus à l’aide du calcul analytique et du modèle numérique









Candidat en école d'ingénieur, ou spécialisé en mécanique des matériaux, électrique.



Contact

Hong Duc PHAM, tél. : ******, ******



Conditions

Le stage se déroulera sur le site d’EDF R&D des Renardières, à proximité de Fontainebleau.

Il débutera idéalement au début du mois de février 2026, pour une durée de 4 à 6 mois. Le stage sera rémunéré.

Le stagiaire sera encadré par un spécialiste du dimensionnement des câbles qui l’aidera dans la compréhension des calculs. Il intégrera une équipe d’une vingtaine d’ingénieurs-chercheurs travaillant sur les problématiques de transport et distribution d’énergie des réseaux du futur (smart grids, liaisons haute tension à courant continu, raccordement des énergies renouvelables).