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Particulièrement en ces temps d'économie d'énergie, le mot thermographie renvoie à l'inspection de l'isolation des bâtiments. Une caméra thermique rend visibles les différentes températures d'un objet. Or, ce dispositif sert aussi dans d'autres secteurs. Par exemple, avec une camera thermique, vous pouvez détecter les sources d'incendie, localiser des personnes portées disparues dans l'obscurité ou dans des pièces enfumées, déceler une surchauffe des pièces électroniques, contrôler les processus de fabrication, repérer les tuyauteries de chauffage, de ventilation ou d'eau, et découvrir des fuites. Vous pouvez aussi contrôler à distance, les modules photovoltaïques dans des parcs solaires et, d'autre part, localiser les contusions et les inflammations chez les personnes et les animaux. Bien entendu, cela n'a pas beaucoup de sens d'acheter une seule caméra thermique pour toutes ces utilisations. C'est pourquoi il existe une grande variété de dispositifs ayant différentes spécifications.
Pour certaines utilisations, il est suffisant d'avoir une vue générale des grandes différences de température, tandis que d'autres applications requièrent un affichage plus précis des différentes températures. Vous trouverez ci-dessous certains aspects qui vous aideront à décider si une caméra thermique est indiquée pour le type d'utilisation dont vous avez besoin:
Vous pouvez normalement répondre facilement à ce critère. La camera thermique sera-t'elle installée à un emplacement fixe ou l'utiliserez-vous dans différents endroits ?
Une caméra thermique à installation permanente est généralement placée toujours au même endroit et fonctionne à une distance fixe. Les dispositifs à installation permanente s'utilisent surtout dans le développement et le contrôle de qualité des pièces électroniques. Mais ils servent aussi au contrôle de fabrication dans les processus qui dépendent de la température, au comptage de personnes ou dans les systèmes de sécurité. Dans les processus automatisés dans lesquels il faut garantir la qualité, la caméra thermique à installation permanente mesure en continu la valeur de température du processus. Le logiciel adapté aux caractéristiques du processus permet d'identifier et de rejeter automatiquement les produits ayant une température différente. Par exemple, la caméra thermique à installation permanente de la série PCE-PI intègre une interface Ethernet, ce qui permet de l'intégrer dans un système de contrôle. La caméra thermique offre des images thermiques en temps réel, ce qui permet d'intervenir immédiatement dans le processus en cas d'écarts de température.
Vous pouvez utiliser la caméra thermique mobile dans différents endroits, c'est pourquoi il faut qu'elle puisse être alimentée hors secteur et être facile à transporter. De nombreux dispositifs sont légers, maniables et ont un design en forme de pistolet. Ce type de caméra thermique possède, comme les caméras numériques, un écran ayant une disposition pour que l'image thermique et l'image réelle coïncident. La caméra peut facilement être orientée vers la zone à visualiser et être placée à une distance idéale. Pour effectuer des recherches thermiques qui requièrent beaucoup de temps, il est nécessaire de prendre en compte l'autonomie de la caméra thermique et la possibilité de recharger le dispositif ou de changer la batterie.
Le capteur de la caméra thermique ne peut mesurer que dans une plage de température déterminée, avec la précision indiquée. Cette plage de température peut être assez réduite, comme par exemple dans les dispositifs pour le contrôle de processus ou pour des questions médicales, mais elle peut aussi couvrir une plage de 400 degrés, comme par exemple de -20 à +380 ºC. Certains appareils peuvent être notamment étalonnés dans une plage partielle, pour obtenir une précision plus élevée. Si vous avez besoin d'une caméra thermique pour des températures très élevées ou très basses, veillez à ce que la plage de mesure couvre la température souhaitée. Or, lorsque les températures sont inférieures à -50 ºC, l'intensité du rayonnement émis est tellement faible, que la mesure avec les capteurs actuellement disponibles pour les caméras thermiques est très difficile à obtenir.
Sensibilité thermique de la caméra thermique – valeur NETD
La sensibilité thermique indique avec quel détail la caméra thermique réussit à capter les différences de température. Cette valeur s'exprime généralement en millikelvin, et quelquefois aussi en Kelvin. Des valeurs typiques sont 70, 80, 100, 150 ou 300 millikelvin. Dans les spécifications de la caméra thermique, vous trouverez aussi cette valeur sous le nom de valeur NETD (sigles en anglais de Noise Equivalent Temperature Difference). Il existe des recommandations qui indiquent que la sensibilité thermique d'une caméra thermique devrait être de 1 % de la plage de température. Cela signifie que pour des différences de température de 30 Kelvin dans une image thermique, une résolution de 0,3 Kelvin, c'est-à-dire 300 millikelvin, est suffisante pour obtenir une bonne image.
La caméra thermique convertit le rayonnement infrarouge d'un secteur défini en une image radiométrique dans laquelle la température de chaque pixel individuel est lue au moyen d'une échelle de couleurs. Plus le capteur infrarouge détecte de points d'image séparément, plus l'image des différences de température sur l'écran de la camera thermique sera détaillée. Par rapport à la résolution d'une caméra visuelle pour l'image réelle, l'information de la résolution de l'image infrarouge semble faible. Cependant, chaque pixel contient des informations concernant le rayonnement infrarouge et, par conséquent, concernant la température de la surface du secteur visualisé. Un bon capteur infrarouge atteint une résolution de 640 x 480 pixels.
Caméra thermique utilisée en maintenance. Pour le contrôle des connexions dans les armoires électriques, il n'est pas nécessaire d'avoir une caméra thermique haute résolution. Dans ce cas, un multimètre numérique avec un capteur infrarouge intégré indiquant une image thermique dans le mode de thermographie, peut être utile. Avec une résolution de 38 x 38 pixels seulement, des images concluantes sont obtenues pour ce type de travaux. Pour le contrôle de la température dans des machines et des véhicules en mouvement, les caméras thermiques ayant une résolution faible sont aussi adaptées. Vous pourrez visualiser, au moyen de la présentation couleur, les différences de température sur l'image thermique ainsi que la position des pièces critiques.
Une caméra thermique pour la recherche d'une œuvre devrait avoir une résolution élevée, afin de pouvoir interpréter correctement les différences de température. Les dispositifs ayant une bonne résolution montrent, de manière claire et nette, les différences de température dans les ponts thermiques. À partir de la forme de la plage froide ou chaude, vous pouvez conclure s'il s'agit de lignes d'installation, d'éléments de construction, des changements de matériau ou l'affaiblissement d'une section transversale. Les niches dans les murs des bâtiments anciens où se trouvent les boîtes aux lettres ou les boîtes de fusibles, peuvent provoquer l'apparition de rosée et de moisissure dans le logement. Dans les cas où vous souhaitez uniquement localiser les tuyauteries de chauffage ou d'eau, il suffit généralement de travailler avec une caméra thermique à faible résolution.
Le champ de vision (FOV), le point de mesure (IFOV) et la distance de mesure sont particulièrement importants dans les thermographies qui requièrent de capter des détails où il est difficile d'accéder au point de mesure. Certaines séries de caméras permettent d'offrir différents objectifs. Tous les objectifs sélectionnables de la caméra thermique sont souvent indiqués dans un tableau, avec indication de la taille du champ de vision et celle de l'objet attribué à un pixel avec l'objectif correspondant pour des distances définies. La distance minimale à l'objet à mesurer est aussi indiquée pour chaque lentille.
Le champ de vision d'une caméra thermique indique le champ de vision horizontal (HFOV) et le champ de vision vertical (VFOV) pour lesquels l'objectif de la caméra thermique est conçu. L'information sur le champ de vision peut aussi apparaître dans les spécifications du dispositif avec le nom anglais Field of View (FOV). La zone couverte par la caméra thermique augmente plus la caméra est loin des objets rayonnants. Par exemple, un champ de vision de 30 degrés capte une zone de mesure de:
Le point de mesure d'une caméra thermique est généralement indiqué dans les données techniques du dispositif sous la forme IFOV (sigles anglaises pour Instantaneous Field of View, Champ de vision instantané). Cette valeur décrit la taille du plus petit objet dont la température peut être mesurée. C'est le résultat de la surface du détecteur, du champ de vision de l'optique de mesure et de la distance à l'objet à mesurer. La valeur 4,53 mrad signifie qu'à une distance de 1 m de la surface de mesure, la zone attribuée à un seul pixel a une longueur d'arête de 4,53 mm. La distance de mesure et la taille des pixels sont proportionnelles entre elles. Si la distance de la caméra thermique à la surface de mesure triple, la taille de la zone enregistrée pour le pixel individuel triple aussi. Cependant, plus le point de mesure est petit, plus la représentation des différences de température dans la thermographie est détaillée. Si la température de très petites zones va être enregistrée, il faut faire en sorte que l'objet à mesurer ne soit pas plus petit, mais, si possible, deux ou trois fois plus grand que le point de mesure. Par conséquent, il devrait être possible de capter avec la caméra thermique, des images de 2 x 2 ou de 3 x 3 avec le niveau de détail souhaité.
Avant de choisir une caméra thermique et, en fonction du domaine d'application, il est aussi important de savoir quelle est la distance de mesure la plus petite et quelles tailles de point de mesure résultent des distances de mesure habituelles. Cela n'a pas de sens d'utiliser la même caméra thermique pour vérifier l'évolution de la chaleur des composants électroniques plus petits, afin d'obtenir aussi des images thermiques des façades de grands bâtiments.
Les capteurs à infrarouges conventionnels détectent le rayonnement dans des longueurs d'onde courtes avec une plage entre 3 et 5 micromètres, ou dans des longueurs d'onde longues avec une plage entre 8 et 14 micromètres. Dans la plage d'ondes longues, l'atmosphère a une perméabilité quasi illimitée, ce qui permet d'effectuer des mesures à grandes distances. Dans la plage d'ondes courtes, de nombreux gaz qui sont des composants naturels de l'atmosphère émettent aussi un rayonnement infrarouge, comme le dioxyde de carbone. Cette propriété permet de mesurer la température des flammes et des gaz de combustion avec la caméra thermique. Pour pouvoir utiliser les avantages de la mesure de la température sans contact pour surveiller les processus à haute température, des capteurs ayant une plage spectrale spécialement réglée sont utilisés. Voici quelques exemples:
Les verres conventionnels et les plastiques transparents sont transparents à la lumière visible et au rayonnement infrarouge proche, mais pas à l'infrarouge à onde longue, par conséquent, une caméra thermique ayant une longueur d'onde longue ne peut pas mesurer d'objets à travers les fenêtres ou les panneaux d'affichage. Par contre, elle mesure la température de la surface du verre. C'est la raison pour laquelle las personnes qui portent des lunettes ressortent sur les images thermiques. Pour les mesures à travers les fenêtres, il existe des verres transparents spéciaux.
La fréquence d'image indique combien la caméra thermique prend de photos par seconde. Pour de nombreuses applications, une fréquence d'image de 1 Hz, c'est-à-dire, une image thermique par seconde, est suffisante. Une fréquence d'image élevée est importante lorsque l'on veut contrôler l'évolution de la chaleur dans les composants actifs ou dans les processus en cours. Une vitesse élevée de photogrammes est aussi avantageuse lorsque des images thermiques vont être faites avec une caméra en mouvement ou lorsque l'objet à examiner est en mouvement.
Une fonction spéciale pour la localisation spatiale rapide et l'évaluation qualitative des températures extrêmes est la visualisation des points de température maximum et minimum sur l'image thermique, avec indication de la valeur numérique en degrés centigrades. Sachant que le marquage de ces deux points peut aussi interférer dans l'évaluation de l'image, il est souvent possible de choisir dans le menu de la caméra thermique si cette fonction doit être active ou inactive. Au moment d'interpréter les valeurs numériques, tenez compte du fait que la mesure de la température au moyen du rayonnement infrarouge pourrait être faussée à cause de certaines propriétés du matériau.
En plus du capteur à infrarouges, une caméra thermique mobile est généralement équipée d'une caméra numérique, de sorte qu'elle prend l'image thermique ainsi qu'une image réelle de la zone examinée. Les deux images, l'infrarouge et la réelle, sont généralement superposées dans différentes intensités, de sorte que les points critiques peuvent être attribués spatialement et être mieux documentés. Certaines caméras thermiques à installation permanente sont aussi équipées d'une caméra numérique pour obtenir des images réelles.
Une caméra thermique mobile dont les enregistrements serviront à documenter les inspections, doit avoir une mémoire suffisamment grande. Normalement, lorsque des images thermiques de bâtiments ou d'installations techniques sont prises, il n'est pas possible de transférer immédiatement les données. Par conséquent, la mémoire disponible dans la caméra thermique doit être suffisamment grande pour sauvegarder les images souhaitées. Une autre possibilité est que la caméra thermique permette d'utiliser une mémoire amovible. Les caméras thermiques à installation permanente transfèrent généralement immédiatement les données à un PC ou à un réseau.
Pour pouvoir transférer les images prises, c'est-à-dire, aussi bien l'image infrarouge que l'image réelle, respectivement leurs superpositions, de nombreuses caméras thermographiques mobiles intègrent une interface USB ou un micro USB.
Aussi bien les caméras mobiles que celles à installation permanentes peuvent être équipées pour pouvoir être utilisées dans des conditions ambiantes difficiles. Pour protéger le capteur, l'électronique d'évaluation et le moniteur contre les dommages, le boîtier d'une caméra thermique peut être équipé d'éléments de protection spéciaux pour réduire la pression mécanique. Dans le cas d'une caméra thermique spécialement conçue pour les opérations de sauvetage des pompiers, le fonctionnement de ces éléments de protection est vérifié lors de tests de chute standardisés et autres tests d'effort. D'autre part, les boîtiers peuvent être conçus pour être spécialement hermétiques aux corps étrangers et à l'humidité. Pour définir ces propriétés, la classification internationale des degrés de protection IP est utilisée.
Les capteurs supplémentaires intégrés au dispositif facilitent l'application dans des zones spéciales d'utilisation.
Une camera thermique avec thermo-hygromètre est particulièrement utile pour évaluer le risque de condensation et en analyser les causes. La mesure supplémentaire de la température et de l'humidité permet de calculer la température du point de rosée. En plus de montrer une image thermique, la caméra thermique indique aussi la température ambiante actuelle, l'humidité de l'air et le point de rosée calculé. Si la température du point de rosée calculée est supérieure à la valeur de température la plus faible de l'image thermique, vous pourrez vérifier spécifiquement tous les points où la température est la plus basse. Tenez compte du fait que certaines causes peuvent fausser la représentation de la température sur l'image infrarouge. Par conséquent, les valeurs remarquables doivent d'abord être vérifiées avec l'image réelle de la caméra thermique puis, si nécessaire, les mesurer directement sur place.
Un multimètre à caméra thermique est très pratique pour vérifier les armoires électriques et les installations électriques. Les dispositifs sont rarement plus grands que d'autres multimètres numériques, et peuvent afficher sur l'écran une image thermique qui montre, par ailleurs, les valeurs mesurées. Cela signifie que les composants ou les connexions défectueuses peuvent être très rapidement détectés et être remplacés ou réparés. Ces multimètres à caméra thermique sont généralement petits, légers et résistants à la fois. Souvent, ces dispositifs peuvent aussi transmettre des données via Bluetooth.
À partir de 2016, des normes importantes concernant les termes de la thermographie, les méthodes thermographiques et les différents dispositifs de mesure thermique ont été revues complètement ou des nouvelles ont été créées. Voici un résumé qui peut vous servir de guide :
Essais non destructifs. Thermographie à infrarouge. Vocabulaire.
Essais non destructifs - Essais thermographiques infrarouges. Principes généraux.
Essais non destructifs. Essais thermographiques infrarouges. - Caractéristiques du système et des équipements.
Essais non destructifs. Essai par thermographie;
Partie 1 – Principes généraux;
Partie 2 – Appareil;
Partie 3 – Termes et définitions
Essais non destructifs. Essais thermographiques. Thermographie active.
Non-destructive testing - Impuls thermography using optical excitation (anglais)
Essais non destructifs. Analyses thermographiques. Thermographie excitée par induction
Essais non destructifs. Essais thermographiques d'installations électriques
Technical temperature measurement. Temperature measurement with thermographic cameras. Metrological characterisation (anglais)
Au moyen de contrôles de température réalisés par exemple avec une caméra thermique, vous pouvez détecter à temps des anomalies et des pannes dans les machines et les systèmes. Une caméra thermique permet de vérifier rapidement de grandes parties d’une machine. Si nécessaire, vous pouvez examiner de plus près les zones les plus importantes, avec d’autres images thermiques ou d’autres méthodes.
Contrairement aux mesures faites avec des capteurs de température ou des thermomètres infrarouges, une caméra thermique indique plus qu’une seule valeur de température pour la zone contrôlée. L’image générée par infrarouges, au moyen d’une caméra thermique, est divisée en pixels qui se distinguent clairement par différentes couleurs, lorsque la température diffère sur la zone visualisée.
Avec une seule mesure effectuée en quelques secondes par la caméra thermique, vous pourrez visionner et enregistrer les images des températures critiques de toute une zone. Une caméra thermique avec une résolution et une sensibilité thermique suffisantes vous montrera sur l’écran non seulement l’image thermique mais également l’image réel.
Les pièces mobiles et leurs supports peuvent surchauffer en absence de réfrigération ou de lubrification, et subir une plus grande usure en raison de la chaleur ou de la friction. Tout le monde peut percevoir cet effet d’augmentation de la température à cause de la friction en touchant, par exemple, une perceuse qui vient d’être utilisée ou une surface qui vient d’être poncée.
Mais même une légère torsion ou le déplacement d’un élément mobile ou de son support peut rapidement provoquer une charge incorrecte, de mauvais fonctionnements, voire une panne. Comme mesure de prévention lorsque vous pensez qu’il y a des anomalies, vous pouvez utiliser une caméra thermique pour mesurer la température au niveau des points critiques, pour une analyse rapide et simple. De nombreux modèles de caméra thermique disposent d’une mémoire pour sauvegarder les images. Les images thermiques sauvegardées peuvent être transférées à un ordinateur et être disponibles pour leur documentation et comparaison ultérieure.
Dans certaines machines et installations, les éléments sont soumis à des températures très élevées ou faibles. Elles doivent maintenir ces températures le plus de temps possible ou les dissiper le plus rapidement possible. Dans les deux cas, vous pourrez identifier facilement ces zones problématiques avec une caméra thermique.
Une distribution inégale de la chaleur dans des zones qui devraient avoir la même température indique généralement des défauts dans le matériau ou des dépôts indésirables. Comme une caméra thermique permet d’effectuer des contrôles rapidement et facilement, nous vous recommandons d’effectuer ces contrôles non seulement lorsqu’une anomalie est détectée, mais aussi régulièrement comme mesure de prévention. Cela permet de déceler rapidement les défauts et de planifier las mesures de maintenance opportunes et en-dehors des processus de fabrication.
L’utilisation d’une caméra thermique aide à économiser du temps et de l’argent dans de nombreuses tâches auxquels les plombiers et les chauffagistes sont confrontés tous les jours. Aussi bien pour les réparations ou les changements dans des installations de chauffage et d’eau existante, que pour la planification de nouvelles installations, les images thermique d’une caméra thermique adéquate fournissent rapidement des données utiles concernant les températures de la zone captée par l’image. Ces images aux informations importantes peuvent aussi être remises aux locataires ou aux propriétaires du bâtiment afin qu’ils puissent prendre les mesures ultérieures.
Les tubes des systèmes de chauffage au sol et muraux, ainsi que d’autres conduites d’installation, sont dissimulés dans la plupart des bâtiments. Comme on ne les voit pas directement, ils risquent d’être abimés lors des travaux de rénovation. Avec un contrôle préalable avec une caméra thermique vous pourrez visualiser la chaleur émis par les tuyaux et en déduire leur emplacement.
Les images thermiques de la caméra thermique montrent le parcours exact des conduites à condition que la différence de température soit suffisante. Vous pourrez ainsi utiliser ces images pour déterminer la position des points de fixation nécessaires. Même si des radiateurs ou d’autres objets sanitaires supplémentaires sont connectés, il est utile de connaître le parcours exact des conduites. Si vous êtes sûr de connaître le parcours des conduites derrière ou sous le crépi, ou le revêtement, il vous suffira de lever le point concret pour l’agrandissement, ce qui demande moins de travaux de préparation et de finition.
Vous pouvez aussi utiliser une caméra thermique avec une bonne résolution et une sensibilité thermique élevée pour trouver les fuites dans les conduites et les conteneurs. Lorsqu’il y a des fuites de liquides ou de gaz dans les conteneurs ou les conduites, il y a presque toujours un changement du niveau de température de l’environnement. Cela se reconnaît facilement sur une image thermique captée par une caméra thermique, grâce à l’affichage des différentes couleurs des surfaces. Une aide supplémentaire pour déterminer la position exacte de la fuite est fournie par les marques des points les plus chauds et les plus froids de l’image.
Sachant que la caméra thermique examine la zone affichée uniformément avec le même degré d’émissivité, il existe le risque d’une analyse incorrecte, en raison des différents degrés d’émissivité des surfaces. Si vous n’êtes pas sûr de si les différences de couleur affichées se doivent à des différences de température ou à différents degrés d’émissivité des surfaces, une vérification sur l’objet apporte plus de clarté. Pour une orientation rapide, il est souvent suffisant de superposer l’image réelle sur l’image thermique de la zone examinée.
Une caméra thermique peut aussi être utilisée pour visualiser la distribution de la température dans des radiateurs, des capteurs d’énergie solaire thermique et des réservoirs de stockage. Grâce à ces images thermiques, vous pourrez tirer des conclusions sur les défaillances et prendre des mesures correctives spécifiques. Une caméra thermique vous permet de vérifier aussi rapidement et facilement l’isolation des réservoirs et des conduites dans des zones sans chauffage. Cela évitera le gaspillage d’énergie et permettra à la chaleur d’arriver là où elle est nécessaire.
Au moment de planifier et d’installer de nouveaux systèmes de chauffage et sanitaires, vous pouvez utiliser une caméra thermique pour obtenir rapidement des informations importantes in situ. Les images thermiques vous permettent de voir facilement où se trouvent les supports, les poutres, les rails de montage ou les lattes sur les murs et les plafonds. Cela permet de planifier, à l’avance et en toute sécurité, les chemins de câbles et les points de fixation et de passage nécessaires.
Une caméra thermique s’utilise non seulement pour des problèmes d’isolation et pour des mesures dans les bâtiments, mais aussi pour la maintenance et la révision des machines. Une caméra thermique est l’outil parfait pour élaborer des rapports graphiques avec des données importantes concernant l’état de fonctionnement actuel des machines, des usines et des systèmes techniques. Ce qui rend la caméra thermique particulièrement attractive, c’est que ces vérifications et mesures peuvent être effectuées sans problème pendant le fonctionnement. Grâce à cela, vous pourrez détecter à temps les défaillances et les anomalies, avant les pannes et les arrêts des usines de production. Si une machine tombe en panne dans une entreprise industrielle, des pertes d’exploitation à 1000 € / heure et plus se produisent, ce qui aurait pu être évité en utilisant une caméra thermique. C’est pour cela qu’une caméra thermique peut être amortie en un jour.
| Formule : | Amortissement = | Acquisition | |
| Interruption / h |
| Secteur électrique : | Amortissement = | 1395 € | ≈ 18 heures |
| 80 € / h | |||
| Ingénierie mécanique : | Amortissement = | 1395 € | ≈ 6 heures |
| 230 € / h | |||
| Menuiserie : | Amortissement = | 1395 € | ≈ 28 minutes |
| 3000 € / h | |||
| Métallurgie : | Amortissement = | 1395 € | ≈ 2 minutes |
| 50 000 € / h |
Ces exemples de calcul démontrent que l’achat d’une caméra thermique est amorti en très peu de temps, non seulement dans les grandes entreprises du secteur métallurgique, mais aussi dans les PYMES.
La directive VDE pour l'étalonnage de caméras thermiques - VDI/VDE 5585 Feuille 2- est encore actuellement en cours (à partir de septembre 2020). Dans cette directive, les procédures normalisées pour l'étalonnage d'une caméra thermique doivent être réglementées au moyen des contenus suivants: Traçabilité avec l'ITS-90, procédures et géométries d'étalonnage, radiateurs de référence et incertitudes de mesure.
Pour les applications dans lesquelles la camera thermique doit mesurer de manière fiable les températures ou détecter avec une grande fiabilité l'écart des valeurs limites de température, un étalonnage périodique est recommandé pour la plage de température correspondante. L'étalonnage est une mesure comparative qui détermine si les valeurs mesurées de la caméra thermique sont comprises dans la précision spécifiée par le fabricant du dispositif. Pour cela, des points de mesure sont définis et mesurés, aussi bien avec la caméra thermique à étalonner qu'avec un standard de comparaison plus défini. Normalement, on utilise des étalonneurs spéciaux pour la caméra thermique et d'autres thermomètres de mesure sans contact. Ces sources de rayonnement des corps noirs avec des facteurs d'émission entre 0,95 et 0,98 sont chauffés à des valeurs de température fixes. La caméra thermique mesure la température de la surface du corps noir et la compare avec les valeurs établies. Les données de ces mesures sont indiquées dans le certificat d'étalonnage.
Dans les conditions adéquates, les valeurs mesurées peuvent être vérifiées rapidement et facilement in situ, même sans laboratoire d'étalonnage. Pour cela, la valeur mesurée par la caméra thermique est comparée à celle d'un thermomètre de contact étalonné d'une précision égale ou supérieure. Pour éviter des écarts dans les mesures à cause d'erreurs d'application, renseignez-vous sur les caractéristiques spéciales de la thermométrie infrarouge. La directive VDI/VDE 3511 Feuille 4, Mesure technique de la température - Thermométrie par rayonnement, aborde en particulier l'influence de l'émissivité et de la température ambiante comme causes d'erreur possibles dans les mesures de température par infrarouges.
La caméra thermique a connu un grand essor au fil du temps. À leurs débuts, les dispositifs étaient très grands et peu maniables, et étaient surtout destinés à des opérations militaires pour rendre l'ennemi visible pendant la nuit. De nos jours, ce sont des dispositifs plus petits et maniables. De plus, il est difficile d'imaginer l'industrie, le domaine médical ou les instituts sans caméra thermique. Dans de nombreuses industries, elles effectuent un travail crucial pour garantir la sécurité des installations et des personnes.
Il s'agit d'un dispositif de mesure non seulement pour les inspections de bâtiments, mais aussi, en particulier, pour la maintenance préventive et la révision des machines et des installations. De nos jours, tout le monde est conscient que nos réserves d'énergie sont limitées et, donc, précieuses. Une caméra thermique peut aider à rendre clairement visibles les problèmes d'isolation et autres anomalies du bâtiment. Les mesures correctives peuvent être prises plus rapidement, pour économiser une énergie précieuse. Une caméra thermique est particulièrement intéressante in situ pour le professionnel, qui peut l'utiliser pour réaliser les inspections d'installations et de machines, ainsi que des tâches de sécurité.
La caméra thermique est un appareil qui détecte le rayonnement infrarouge émis par les objets. Ce type de caméra utilise les principes de la télédétection (mesure à distance) pour déceler et mesurer les températures. La caméra thermique peut servir à différentes tâches comme l’inspection, la maintenance, la sécurité et la surveillance. Voyons plus en détail comment fonctionnent ces appareils et les différents types de caméras thermiques disponibles.
Une caméra thermique comprend essentiellement trois éléments principaux : le détecteur infrarouge, l’optique et l’électronique qui traite les signaux. Le détecteur infrarouge est la partie qui capte l’énergie rayonnante émise par un objet ou une surface. Cette énergie est détectée par l’optique et transmise à l’électronique de traitement des signaux, qui la convertit en information utile sur la distribution de la température dans l’objet ou dans les surfaces mesurées. Le résultat est une image numérique qui montre différentes températures en noir, en blanc, en rouge, en orange, en jaune ou en vert, en fonction de la plage de mesure. Nous vous expliquons ci-dessous le fonctionnement des trois éléments principaux d’une caméra thermique.
Le détecteur infrarouge (détecteur IR) de la caméra thermique sert à déceler le rayonnement infrarouge émis par les objets. La caméra thermique utilise la technologie des infrarouges pour mesurer la température de toute surface visée, fournissant ainsi de précieuses données pouvant servir à diverses fins. Nous allons expliquer dans les paragraphes suivants comment fonctionne un détecteur infrarouge, et pourquoi il est aussi utile.
Un détecteur infrarouge comprend deux éléments principaux : un capteur et une lentille. Le capteur est fabriqué dans un matériau qui absorbe l’énergie infrarouge émise par les objets. Cette énergie est convertie en signaux électriques qui sont envoyés à l’objectif, dans lequel ils sont concentrés et amplifiés, avant d’être envoyés au processeur de la caméra thermique pour être analysés ultérieurement. Ce processus permet à la caméra de détecter même les plus petits changements de température, et de fournir des lectures précises.
La sensibilité d’un détecteur infrarouge dépend de sa capacité à absorber efficacement le rayonnement infrarouge. Pour y parvenir, il faut utiliser des matériaux ayant de hauts coefficients d’absorption, comme l’oxyde d’indium et l’étain ou des matériaux basés sur le graphène. Ces matériaux présentent aussi d’autres avantages comme leur faible niveau sonore, qui garantit que la caméra thermique ne captera que les données importantes. En outre, vous pouvez régler ces matériaux sur des longueurs d’onde spécifiques du rayonnement infrarouge, en fonction de l’utilisation qui en sera faite. Par exemple, si vous avez besoin de mesurer avec précision la température dans des environnements variés, utilisez un matériau ayant une bonne absorption à travers de multiples longueurs d’onde, au lieu d’un matériau aux propriétés d’absorption limitées.
Parmi les utilisations typiques d’un détecteur infrarouge, on trouve la mesure des températures dans des environnements industriels, la détection de pertes de chaleur dans des bâtiments, la surveillance des équipements et des processus dans les unités de productions, et le contrôle de la sécurité des aliments pendant leur transformation ou stockage. Les détecteurs infrarouges peuvent aussi être utilisés dans les systèmes médicaux d’imagerie de diagnostic, comme les scanners thermographiques et les machines à résonance magnétique, pour détecter les changements subtils dans la température des tissus, qui pourraient indiquer des problèmes de santé ou des maladies sous-jacentes. Enfin, les détecteurs infrarouges sont de plus en plus habituels dans les applications de sécurité, puisqu’ils peuvent détecter la chaleur corporelle des personnes ou des animaux, même lorsqu’ils sont cachés par des obstacles comme les murs ou le feuillage.
Les détecteurs infrarouges sont un outil inestimable pour mesurer la température avec précision, sans contact avec une surface ou un objet. Leur capacité à détecter même les plus faibles variations de température les rend extrêmement utiles pour une large gamme d’applications, depuis les systèmes d’imagerie médicale jusqu’aux systèmes de sécurité. Lorsque les ingénieurs comprennent comment ils fonctionnent et à quoi ils peuvent servir, ils peuvent alors décider plus facilement si un détecteur infrarouge est adapté à leurs besoins, et tirer le meilleur parti de la technologie.
Une caméra thermique s’utilise pour une grande variété d’applications, depuis le diagnostic de problèmes dans des machines, jusqu’au contrôle de la température du corps humain. Mais, qu’est-ce qui rend les caméras thermiques aussi efficaces ? La réponse se trouve dans l’optique : la capacité à capter et à analyser le rayonnement infrarouge. Voyons comment fonctionnent ces optiques, et pourquoi elles sont si importantes dans la technologie de la caméra thermique.
Fondamentalement, le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique ayant une longueur d’onde plus grande que celle de la lumière visible mais plus petite que celle des micro-ondes. Il existe dans un spectre compris entre 0,75 μm et 1000 μm, avec des longueurs d’onde inférieures à 0,75 μm appelées « infrarouge proche » (NIR), et des longueurs d’onde supérieures à 1 mm appelées « infrarouge lointain » (FIR). La caméra thermique utilise les rayonnements NIR et FIR pour capter des images d’objets qui émettent ou renvoient de l’énergie thermique.
Une caméra thermique détecte le rayonnement IR au moyen d’une série de capteurs, appelés microbolomètres, qui mesurent les différentes températures dans une image. Ces capteurs mesurent la quantité d’énergie thermique qui émane d’un objet -ce qui s’appelle l’émissivité- et la convertissent en signaux électriques qui peuvent être interprétés par un processeur. Ensuite, le processeur convertit ce signal en une image numérique qui montre la distribution de la température de l’objet.
D’autre part, les caméras thermiques sont équipées de lentilles optiques qui concentrent le rayonnement infrarouge vers l’ensemble des microbolomètres. Ces lentilles sont généralement fabriquées avec des matériaux spéciaux comme le germanium, puisqu’ils sont très transparents lorsqu’ils détectent des longueurs d’onde NIR et FIR ; cela garantit qu’il n’y aura pas de perte d’énergie thermique pendant le transfert. Ainsi, la caméra thermique peut fournir des images nettes et à haute résolution, même dans l’obscurité totale, ou à travers la fumée ou le brouillard.
En utilisant des matrices de microbolomètres et des lentilles optiques spéciales, les caméras thermiques sont capables de capturer des images extrêmement précises de sources qui émettent ou renvoient le rayonnement infrarouge. Cette technologie est devenue essentielle pour des applications comme les diagnostics médicaux, les inspections industrielles, les inspections de sécurité des bâtiments, le contrôle de sécurité, les opérations militaires et bien plus ; tout cela grâce à l’optique sophistiquée combinée à la technologie des caméras thermiques. Il n’est donc pas étonnant que ces appareils soient devenus aussi indispensables de nos jours.
La caméra thermique sert à détecter et à mesurer le rayonnement infrarouge et fournit des informations importantes sur les divers objets et environnements. Les éléments électroniques de traitement des signaux d’une caméra thermique jouent un rôle important : ils traitent les données de la caméra thermique pour donner des informations utiles qui peuvent être utilisées dans différentes applications. Examinons de plus près comment fonctionnent les éléments électroniques de traitement des signaux, et pourquoi ils sont essentiels pour la caméra thermique.
Les éléments électroniques de traitement des signaux sont des éléments informatiques qui traitent les données brutes provenant de capteurs ou de détecteurs. Ils se servent d’algorithmes pour convertir ces données brutes en information utilisable, comme des images, des vidéos ou d’autres formes de sortie numérique. Dans le cas de la caméra thermique, l’électronique de traitement des signaux permet de transformer le rayonnement infrarouge détecté, en une image pouvant être analysée. Sans l’électronique de traitement des signaux, il serait impossible d’interpréter les données captées par une caméra thermique.
L’électronique de traitement des signaux d’une caméra thermique est spécifiquement conçue pour l’application pour laquelle elle est utilisée. Elle se sert d’algorithmes complexes pour traiter et interpréter les données brutes de l’ensemble de détecteurs de la caméra thermique, qui comprend des centaines ou des milliers de pixels individuels qui détectent le rayonnement infrarouge émis par les objets affichés. Ces données traitées sont utilisées ensuite pour créer des images et des vidéos utiles avec des représentations précises des différences de température dans les objets du champ de vision.
L’utilisation de l’électronique de traitement des signaux pour la thermographie présente plusieurs avantages par rapport aux méthodes traditionnelles. Par exemple, le traitement des signaux permet de capturer des images de façon plus rapide et avec une plus grande précision que les méthodes traditionnelles. Il réduit aussi les interférences sonores en capturant des images dans des conditions de faible luminosité et élimine la distorsion des éléments mécaniques pouvant se produire avec les méthodes manuelles. Enfin, le traitement des signaux permet aussi d’obtenir des images d’une plus grande résolution que les méthodes manuelles puisque les données brutes de plusieurs éléments détecteurs peuvent être interprétées avec précision et simultanément.
L’électronique de traitement des signaux a révolutionné la façon de capturer et d’analyser le rayonnement infrarouge avec une caméra thermique. En convertissant les données brutes en images concluantes, ces appareils spéciaux nous permettent d’obtenir des informations précieuses sur notre environnement sans avoir à régler manuellement la configuration ni à se préoccuper des défaillances mécaniques qui se produisent avec les méthodes manuelles. Pour tout technicien, ingénieur ou scientifique travaillant dans le domaine de la thermographie, comprendre comment opère l’électronique de traitement des signaux est fondamental pour le bon fonctionnement et l’analyse de leur caméra thermique.
Il existe deux principaux types de caméras thermiques, portables ou fixes, en fonction de l’application. La caméra thermique portable est généralement utilisée pour des vérifications ponctuelles de grandes zones, comme des bâtiments ou des installations industrielles, tandis qu’une caméra thermique fixe est plus adaptée aux inspections détaillées, comme l’entretien des véhicules ou les contrôles de sécurité.
Les modèles fixes ont généralement une plus grande résolution que ceux portables, et ils disposent souvent de fonctions comme des alarmes automatiques de température et des enregistrements de données. Il existe aussi des caméras thermiques spéciales, conçues pour des tâches spécifiques comme le diagnostic médical ou les opérations de recherche et de sauvetage.
L’utilisation d’une caméra thermique peut avoir une valeur incalculable dans de nombreux secteurs et applications différentes, puisqu’elle est capable de détecter des changements de température dans de grandes zones, de façon rapide et avec une grande précision. Le fait de connaître le fonctionnement de la caméra thermique nous permet de mieux en apprécier l’utilité et de mieux l’utiliser dans nos propres projets et tâches. Que vous ayez besoin d’une caméra thermique portable pour des vérifications ponctuelles ou d’une caméra thermique fixe pour des analyses détaillées, le fait de comprendre la technologie thermique vous aidera toujours à choisir l’appareil adapté à vos besoins.
Q:
R: La caméra thermique ne sert pas seulement dans le domaine de la médecine. Elle joue un rôle important dans de nombreuses industries, et peut être utilisée pour détecter de futurs problèmes, comme les pertes de chaleur dans les bâtiments ou les pannes électriques. D’autre part, grâce à sa capacité pour déceler les différences de température, la caméra thermique peut servir pour des applications de sécurité et de surveillance. La caméra thermique s’utilise aussi largement pour la maintenance préventive dans de nombreuses industries, comme celle de l’automobile ou l’aérospatiale. La caméra thermique permet aussi d’inspecter des véhicules, de détecter les points chauds dans les processus de fabrication et de rechercher pendant la nuit des personnes disparues ou en cas de catastrophe. La thermographie sert aussi de plus en plus pour la sécurité publique, en aidant les personnels soignants à identifier rapidement les personnes fiévreuses ou ayant d’autres problèmes médicaux liés à leur travail. Ce ne sont que quelques exemples de l’utilisation actuelle des caméras thermiques.
Q:
R: Les thermographies prises par une caméra thermique contiennent des informations sur la distribution de la température dans tout le champ de vision. Les images thermiques apparaissent généralement en fausses couleurs puisqu’il y a des tons gris ou noirs qui représentent des différences thermiques entre les objets de l’image. La caméra thermique convertit ces différences de température en une palette de couleurs, qui est normalement formée par des tons de bleu et de rouge pour aider à distinguer entre températures et gradients sur une image. Une fois que vous saurez interpréter cette palette de couleurs, vous pourrez identifier avec précision les points chauds, les points froids et d’autres indicateurs importants sur les images de la caméra thermique.
Q:
R: Une caméra thermique doit être étalonnée au moins une fois par an afin de garantir sa précision. D’autres facteurs comme les changements dans la température ambiante ou l’humidité, peuvent aussi affecter l’étalonnage d’une caméra thermique. Il est aussi important d’étalonner la caméra lorsque vous vous en servez dans un nouvel environnement ou lorsque des changements ont été effectués.
Q:
R: La caméra thermique offre de nombreux avantages, comme une plus grande précision et répétabilité lors de la mesure des températures à distance. Les images thermiques fournissent aussi plus de détails que les images de lumière visible et peuvent déceler de petites différences de température qui ne seraient pas visibles pour d’autres types de caméras. En outre, la thermographie ne nécessite pas de contact, ce qui permet d’effectuer des mesures sans toucher l’objet ou la personne qui est examinée. La thermographie peut aider à identifier de futurs problèmes à un stade précoce, évitant ainsi de plus grands dégâts ou des pertes de temps à cause de défauts non détectés. D’autre part, les caméras thermiques sont de plus en plus mobiles, ce qui facilite leur utilisation dans différents environnements et applications.
Q:
R: La caméra thermique doit être rangée dans un endroit frais et sec, à l’abri de la lumière solaire directe. Il faut aussi maintenir l’objectif de la caméra propre et sans poussière ni saleté, car cela peut affecter la qualité de l’image. Lorsque vous ne l’utilisez pas, rangez la caméra thermique dans son étui d’origine ou dans un étui de protection.
Q:
R: Les caméras thermiques servent dans une grande variété de secteurs. Certaines des applications les plus courantes sont la détection des pertes d’énergie dans les bâtiments, la réalisation d’inspections électriques, la surveillance des équipements et des processus, la détection de fuites d’eau et de problèmes de pénétration de l’humidité, l’analyse de troubles médicaux, la localisation de personnes disparues pendant les opérations de recherche et de sauvetage, le contrôle de processus industriels et la surveillance du rendement des moteurs et des paliers. La caméra thermique est aussi utilisée pour faire appliquer la loi, pour la surveillance de sécurité et l’entretien des véhicules.
Q:
R: La caméra thermique détecte essentiellement le rayonnement infrarouge qui émane d’un objet ou d’une zone d’intérêt. L’énergie thermique est invisible à l’œil humain, mais peut être détectée par les capteurs d’une caméra thermique. Les images thermiques montrent quelles sont les parties d’un objet ou zone qui sont plus chaudes ou plus froides que d’autres, ce qui permet à l’utilisateur de diagnostiquer rapidement les problèmes, d’identifier les dangers possibles, et de prendre les mesures de prévention.
Q:
R: Oui, de nombreux modèles sont spécifiquement conçus pour un usage en extérieur et possèdent des caractéristiques spéciales, comme des boîtiers imperméables et des plages de température élargies. Pour garantir un rendement optimal, veillez à ce que la caméra thermique que vous choisissez soit adaptée aux conditions dans lesquelles vous allez l’utiliser.
Q:
R: Les caractéristiques et les capacités des caméras thermiques peuvent énormément varier selon le modèle. En général, une caméra thermique possède des caractéristiques comme les options de palette de couleurs réglables, les niveaux de sensibilité variables et les fonctions de zoom. Certaines caméras thermiques offrent aussi des outils de stockage et d’analyse des images qui permettent d’identifier, avec une plus grande précision, les variations de température dans un environnement.
Q:
R: La thermographie est un outil précieux pour de nombreuses applications comme le contrôle de la sécurité, la maintenance des bâtiments, les inspections électriques, les audits énergétiques et les diagnostics médicaux. La thermographie peut fournir des informations détaillées sur les températures à l’intérieur d’une zone qui ne seraient pas détectables à première vue, ce qui fait d’elle un actif inestimable pour de nombreuses industries. Vous pouvez utiliser une caméra thermique aussi bien en intérieur qu’en extérieur, afin de détecter des sources de chaleur ou des fuites dans des bâtiments ou des installations. La caméra thermique peut aussi déceler des problèmes dans les systèmes électriques, ce qui aide à identifier des défaillances et à réduire le risque de pannes coûteuses. Dans les diagnostics médicaux, la thermographie peut servir à évaluer des inflammations ou des lésions et est particulièrement utile pour détecter le cancer du sein. La caméra thermique s’utilise aussi dans la recherche pour surveiller la faune sauvage, et dans les opérations de recherche et de sauvetage. Une caméra thermique est une solution rentable pour de nombreuses industries, ce qui fait d’elle un outil inestimable.
Q:
R: La caméra thermique est conçue pour être facile à utiliser. Elle possède une interface utilisateur intuitive et une configuration simple. Vous pouvez configurer une caméra thermique en quelques minutes. En outre, elle est capable de détecter même des petites différences de température, avec rapidité et précision.
Q:
R: Une caméra thermique peut servir dans beaucoup de domaines comme le contrôle de sécurité, la maintenance des bâtiments, les inspections électriques, les audits énergétiques, los diagnostics médicaux et bien plus. La caméra thermique est aussi utile pour la surveillance des animaux sauvages et les opérations de recherche et de sauvetage. L’utilisation d’une caméra thermique est une solution rentable pour de nombreux secteurs, ce qui fait d’elle un outil inestimable.
Q:
R: La caméra thermique détecte le rayonnement infrarouge (chaleur) des objets qui n’est pas visible à première vue. Les images thermiques peuvent s’afficher en noir et blanc ou en couleur, avec différents points de température mis en relief par différentes couleurs. Une caméra thermique est capable de « voir à travers » la fumée, le brouillard et d’autres obstacles qui, autrement, empêcheraient la vision des caméras conventionnelles. La caméra thermique sert dans de nombreuses applications, depuis l’inspection des logements et la sécurité jusqu’au respect des lois, et pour un usage militaire.
Q:
R: Les caméras thermiques militaires sont conçues pour respecter des normes strictes de précision, de résolution, de sensibilité, de taille, de poids et de durabilité. Ce type de caméra thermique est généralement utilisé dans des conditions extrêmes, comme des conditions météorologiques difficiles ou des zones de combat. Elles possèdent aussi des caractéristiques plus solides, comme des algorithmes avancés de traitement des images et des capacités de logiciel qui leur permettent d’offrir des images haute résolution, avec plus de détails qu’une caméra conventionnelle, même dans des conditions de faible lumière. En outre, les caméras thermiques militaires possèdent généralement des éléments de caméra améliorés, comme des objectifs qui fournissent des distances de mise au point extra courtes, et une plus grande précision dans la capture d’images.