Les travaux entrepris dans le cadre de cette thèse portent sur l’étude de la représentativité du vieillissement thermique accéléré par rapport au vieillissement en conditions d’usage de mélanges de polyéthylènes utilisés comme isolant de câbles qualifiés K1 de dernière génération dans les bâtiments réacteurs des centrales nucléaires. L’influence de l’état physique des constituants du mélange pendant le vieillissement sur les cinétiques et les mécanismes de vieillissement est également étudiée. Le matériau est un mélange de deux polyéthylènes : un polyéthylène linéaire (PE) et un polyéthylène ramifié (PEcB) réticulé au peroxyde. Une approche basée sur l’analyse multi-échelle (moléculaire, microstructurale, macromoléculaire et macroscopique) a été mise en place. Plusieurs températures de vieillissement ont été choisies afin de faire varier l’état physique de l’un ou des deux polyéthylènes du mélange au cours du vieillissement. Les résultats à l’échelle moléculaire montrent les mêmes produits d’oxydation et les mêmes cinétiques pour le PE et le PEcB. En revanche, on observe une oxydation plus rapide du mélange 5050. Les cinétiques d’oxydation obéissent à une loi d’Arrhenius pour des vieillissements compris entre 80°C et 110°C, mais l’extrapolation à la température d’utilisation (60°C) n’est pas représentative du résultat expérimental. L’état physique (solide ou fondu) des échantillons au moment du vieillissement n’explique pas la non-représentativité des vieillissements accélérés. Les variations des propriétés mécaniques peuvent être reliées à l’évolution de la microstructure de chaque polymère et de leur architecture macromoléculaire au cours du vieillissement thermo-oxydant. Néanmoins, il apparaît difficile de corréler l’évolution de la structure chimique au cours du vieillissement avec l’évolution des propriétés mécaniques. Cette étude souligne l’importance de l’approche multi-échelle pour avoir une compréhension globale des phénomènes de vieillissement. / This work is devoted to the study of the representativeness of accelerated thermal ageing compared to ageing in use conditions of polyethylene blends used as insulant in the lastest-generation K1 qualified cables in nuclear power plants’ reactor buildings. The influence of the physical state of the components in the blends during ageing on the kinetics and ageing mechanisms is also studied. The material is a blend of two polyethylenes: a linear polyethylene (PE) and a branched polyethylene (PEcB) crosslinked with peroxides. An approach based on the multi-scale analysis (molecular, microstructural, macromolecular and macroscopic) was set up. Several ageing temperatures were chosen in order to vary the physical state of one or both polyethylenes in the blend during ageing. The results at molecular scale show the same oxidation products and kinetics for PE and PEcB. However, one can observe a faster degradation for the 5050 blend. The oxidation kinetics obey the Arrhenius law for thermal ageing between 80°C and 110°C, but extrapolation to the operating temperature (60°C) is not representative of the experimental data. The physical state (solid or molten) of the samples during thermal ageing does not explain the non-representativeness of accelerated ageing. The variations of mechanical properties can be linked to the evolution of the microstructure of each polymer and of their macromolecular architecture during thermo-oxidative ageing. Nevertheless, it is difficult to correlate the evolution of the chemical structure during ageing with the evolution of the mechanical properties. This study emphasizes the importance of the multi-scale analysis in order to have a comprehensive understanding of the ageing phenomena.

La notion de ‘système’ est omni présente dans nos conceptualisations du Réel et dans l’élaboration de nos projets. L’incapacité de lui conférer pourtant une définition généralement et scientifiquement acceptable questionne les traits les plus profonds de la conceptualisation classique, ceux qui fondent les langages courants, les grammaires et la logique classique. Ces traits sont rigidement liés à la croyance que ce que nous connaissons est ce qui existe ‘vraiment’, tel que nous le connaissons. Or cette croyance est démentie par la microphysique où il apparaît que nous engendrons nos connaissances de fond en comble, aussi bien les ‘entités’ que nous examinons, que les qualifications de celles-ci. La Méthode de Conceptualisation Relativisée (MCR) de M. Mugur-Schächter établit que ces processus d’engendrement sont soumis à des relativisations dont l’explicitation précise les significations et permet de maîtriser les finalités. Il est frappant de percevoir à quel point MCR dissout les ambiguïtés intrinsèques à la notion de système. Mais cette mise au clair implique au préalable la mise en évidence des relativisations qui agissent dans la genèse conceptuelle-factuelle des notions fondamentales de persistance, de continuité, d’état et de causalité. Elle entraine la redéfinition relativisée des concepts de loi de probabilité, d’entropie et de complexité. Le résultat est dénommé Systémique Relativisée (SR). Il possède le caractère d’un infra-cadre méthodologique au développement de méthodes technico-scientifiques spécifiquement adéquates à des domaines d’application particuliers, telle l’Ingénierie Système Relativisée, appliquée à la conception d’artefacts à buts utilitaires. / The idea of ‘system’ is pervasive in our descriptions and in our projects. The impossibility to come up with a generally and scientifically valid definition of this idea touches the most profound features of the classical conceptualization, those that underlie the current languages, the grammars and the classical logic. These features are rigidly tied with the belief that what we know is what ‘really’ exists, such as we know it. But this belief is refuted by microphysics, where it appears that that we create our knowledge entirely, as much the ‘entities’ that we examine as the qualifications of these entities. The Method of Relativized Conceptualisation of M. Mugur-Schächter establishes that the processes of creation of knowledge are subjected to relativizations, and that making them explicit clarifies the involved significances and permit to dominate the finalities. It is surprising to perceive to what a point the relativizations required by the method winds up the ambiguities commonly tied up to the idea of system. But such a clarification requires first to bring into light the relativizations acting in the conceptual-factual genesis of such basic concepts as persistence, continuity, state or causality. It brings about the relativized redefinitions of the concepts oflaw of probability, of entropy and of complexity. The global result is called Relativised Systemic (RS). It possesses the character of a methodological infra-frame for the design of technical-scientific constructivist methods, specifically appropriate for particular domains of application, such as the Relativised System Engineering method (RSE), dedicated to the design of utilitarian artefacts.