Le principal avantage des condensateurs à film organométallique est leur capacité d'auto-réparation, ce qui en fait l'un des types de condensateurs dont la croissance est la plus rapide aujourd'hui.

Il existe deux mécanismes d'auto-réparation des condensateurs à film métallisé : l'auto-réparation par décharge et l'auto-réparation électrochimique. La première se produit à haute tension et est donc appelée auto-réparation haute tension ; la seconde, se produisant également à très basse tension, est souvent appelée auto-réparation basse tension.

Auto-guérison de la décharge

Pour illustrer le mécanisme d'auto-réparation des décharges, supposons la présence d'un défaut dans le film organique situé entre deux électrodes métallisées de résistance R. Selon sa nature, ce défaut peut être métallique, semi-conducteur ou lié à une faible isolation. Dans le premier cas, le condensateur se déchargera à basse tension. Ce n'est que dans le second cas que la décharge à haute tension s'auto-répare.

Le processus d'auto-réparation par décharge repose sur le fait que, immédiatement après l'application d'une tension V à un condensateur à film métallisé, un courant ohmique I = V/R traverse le défaut. Par conséquent, la densité de courant J = V/Rπr² circule dans l'électrode métallisée ; autrement dit, plus la zone est proche du défaut (plus r est petit), plus la densité de courant est élevée au sein de l'électrode métallisée. En raison de la chaleur Joule générée par la consommation d'énergie W = (V²/R)r due au défaut, la résistance R du semi-conducteur ou du défaut isolant diminue exponentiellement. Par conséquent, le courant I et la consommation d'énergie W augmentent rapidement. De ce fait, la densité de courant J₁ = J = V/πr₁² croît fortement dans la zone où l'électrode métallisée est très proche du défaut, et la chaleur Joule peut faire fondre la couche métallisée dans cette zone, provoquant l'amorçage d'un arc électrique entre les électrodes. L'arc s'évapore rapidement et projette le métal fondu, formant une zone d'isolation sans couche métallique. L'arc électrique s'éteint et l'auto-guérison est obtenue.

En raison de la chaleur Joule et de l'arc générés lors du processus d'auto-réparation par décharge, le diélectrique autour du défaut et la zone d'isolation de la surface diélectrique sont inévitablement endommagés par des dommages thermiques et électriques, ce qui entraîne une décomposition chimique, une gazéification et une carbonisation, voire des dommages mécaniques.

D'après ce qui précède, pour obtenir une auto-réparation parfaite par décharge, il est nécessaire de garantir un environnement local approprié autour du défaut. La conception du condensateur à film organique métallisé doit donc être optimisée afin d'obtenir un milieu adéquat autour du défaut, une épaisseur appropriée de la couche métallisée, un environnement hermétique, ainsi qu'une tension et une capacité de noyau appropriées. L'auto-réparation par décharge dite parfaite se caractérise par un temps d'auto-réparation très court, une faible énergie d'auto-réparation, une excellente isolation des défauts et l'absence d'endommagement du diélectrique environnant. Pour obtenir une bonne auto-réparation, les molécules du film organique doivent présenter un faible rapport carbone/hydrogène et une quantité modérée d'oxygène. Ainsi, lors de la décomposition des molécules du film pendant la décharge d'auto-réparation, aucun carbone n'est produit ni ne se dépose, évitant ainsi la formation de nouveaux chemins conducteurs. En revanche, la production de CO₂, CO, CH₄, C₂H₂ et autres gaz permet d'éteindre l'arc par une forte augmentation de la concentration gazeuse.
Afin de garantir l'intégrité du milieu environnant le défaut lors de l'auto-réparation, l'énergie d'auto-réparation doit être optimale. En effet, pour éliminer la couche de métallisation autour du défaut et former une zone isolante (haute résistance), le défaut est isolé, permettant ainsi l'auto-réparation. L'énergie d'auto-réparation requise dépend étroitement du métal de la couche de métallisation, de son épaisseur et de l'environnement. Par conséquent, pour minimiser cette énergie et obtenir une auto-réparation efficace, on utilise des métaux à bas point de fusion pour la métallisation des films organiques. De plus, l'épaisseur de la couche de métallisation doit être uniforme, et notamment éviter les rayures, sous peine de créer des ramifications dans la zone d'isolation et de compromettre l'auto-réparation. Les condensateurs CRE utilisent tous des films de qualité standard et font l'objet d'un contrôle qualité rigoureux à réception des matières premières, avec élimination des films défectueux dès l'entrée, garantissant ainsi la qualité des films.

Outre l'autoréparation par décharge, il en existe une autre : l'autoréparation électrochimique. Nous aborderons ce mécanisme dans le prochain article.