LA CONDUCTION ÉLECTRIQUE DANS LES LIQUIDES DIÉLECTRIQUES. PHÉNOMÈNES D'INSTABILITÉ ET DE TRANSPORT : MÉCANISMES CHIMIQUES ET HYDRODYNAMIQUES

Résumé
Les liquides diélectriques présentent toujours une conduction notable, qui n'est due à l'électrolyse d'impuretés dissoutes que pour des champs électriques assez faibles. A partir d'une tension qui va, selon les cas, de 5 V à 50 000 V, le courant est fourni principalement par l'injection de porteurs, créés par des réactions de nature électrochimique auxquelles les ions d'origine électrolytique servent de catalyseurs. L'injection (uni- ou bipolaire) est un puissant facteur d'instabilité mécanique et les ions injectés sont transportés par convection, leur mobilité jouant un rôle secondaire. La tension critique d'instabilité peut n'être que de quelques volts ; au-dessus, on a un régime cellulaire puis une turbulence de plus en plus fine, qui simule une mobilité ionique anormale dont l'ordre de grandeur est √ε/ρ. Ces résultats s'appliquent aux liquides nématiques, car la chimie montre que pour eux aussi l'injection est un mode de conduction habituel, fournissant dans certains cas la quasi-totalité du courant.

Abstract
The so-called insulating liquids usually exhibit a considerable conductivity, due to ions from trace electrolytes under low field conditions. Above a certain voltage, however, which may be 5 V to 50 000 V depending on circumstances, injection of charge carriers at liquid/electrode interfaces become the dominant factor. Electrolytic ions are still needed as triggers or catalysts, and the interfacial electron transfer is electrochemical in nature. Injection is usually attended by strong mechanical instability and ion transport is mainly by convection, ionic mobility being sometimes almost negligible. There is a critical voltage for the onset of instability and a few volts may suffice. If voltage is further raised, cellular convection is observed first, then a turbulent regime with smaller and smaller eddies, giving the ions an apparent mobility of the order of √ε/ρ. These results do apply to nematic liquids, for chemical facts leave no doubt as to the prevalence of injection as a conduction mechanism, sometimes providing more than 99 % of the actual current.