La thermographie infrarouge c'est quoi?
La thermographie est une technique de mesure spécifique faisant appel à un outil appelé caméra thermique ou caméra infrarouge.
La THERMO (température)GRAPHIE(dessin) est réalisée par un opérateur en thermographie.
Le but de cette étude, est de mettre en évidence des écarts de température sur un ensemble d'éléments étudiés. Cette mesure est non intrusive et donc non destructive pour l'environnement puisqu'elle à pour objet de mesurer le rayonnement infrarouge d'un élément, d'une scène.
1. Le rayonnement infrarouge:
La température d'un corps est déterminée par le niveau d'agitation des molécules qui le compose. En physique, l'état où plus aucun mouvement de ces molécules n'est perceptible, correspond à la température: zéro absolu, soit -273,15°C ou 0K (Kelvin).
L'excitation de ces molécules n'est pas perceptible à l'oeil humain et émet un rayonnement de type infrarouge, de longueurs d'ondes comprises entre 0,7μm et 1000μm.
Les caméras thermiques standards sont conçues pour mesurer ce rayonnement infrarouge dans certaines plages de mesure, définies par son type d'utilisation, généralement entre 2 et 7μm (ondes courtes) ou 7 et 15μm (ondes longues).
2. La transmission d'énergie, de chaleur:
Il existe 3 modes de transmission de la chaleur:
- La conduction: La transmission de chaleur se fait par contact (ex: La casserole sur une plaque électrique ou poser sa main sur un radiateur)
- La convection:
. naturelle: La chaleur est transmise par le biais d'un fluide vecteur de chaleur (ex: le radiateur électrique réchauffe l'air ambiant et créé un mouvement naturel de l'air réchauffé)
. La convection forcée: Création d'un mouvement du fluide vecteur de chaleur par le biais d'une pompe ou d'un ventilateur permettant de forcer l'échange de chaleur.
- Le rayonnement: Le transfert de chaleur par rayonnement ne nécessite aucun matériaux pour se faire. (ex: le rayonnement solaire, présent malgré le vide de l'espace).
Le rayonnement est le mode de transmission qui permet la mesure thermique infrarouge.
3. La réflectivité ou l'émissivité:
L'émissivité (inverse de la réflectivité), est la capacité d'un matériau à émettre son énergie radiative dans son environnement. Plus le taux d'émissivité est élevé, plus ce matériaux émet un rayonnement infrarouge. À l'inverse, plus son taux de réflectivité est élevé, plus il réfléchira le rayonnement des éléments environnants, à la méthode d'un miroir. Ces réflexions parasites sont aussi appelés Artefacts.
4. Les Artefacts:
La thermographie infrarouge, est une mesure de surface. Ainsi tous les matériaux ne permettent pas une mesure fiable du fait de leur taux de réflectivité. Dans le cas de l'aluminium poli, ce taux est de 0.95. Concrètement, 95% du rayonnement émis n'est en réalité que le reflet de son environnement, ou 95% des différences mesurées sont potentiellement des artefacts. La mesure n'est alors pas fiable.
5. Réaliser une thermographie en extérieur:
Afin de réaliser une thermographie en extérieur, certaines conditions sont à respecter pour ne pas fausser la mesure.
Dans le cas de la détection de déperditions d'un bâtiment, au delà de l'angle de prise de vues de la caméra, il convient de connaitre la nature des matériaux (réflexivité et inertie thermique), prendre conscience de l'environnement, ajuster l'heure de la mesure en fonction du soleil (généralement 1h avant et 1h après le lever du soleil), le niveau de chauffe du bâtiment, et un nombre importants d'autres paramètres pouvant fausser la mesure.
6. Les différentes applications de la caméra thermique:
- La déperdition d'énergie dans le bâtiment (chaud et froid): (Détecter les ponts thermiques, défauts et faiblesse d'isolation pour les éliminer -> gain important d'énergie)
- Les réseaux de chaleur: Permet de localiser précisément les réseaux de chaleur enfouis dans le sol.
- Les défauts électriques: Localisation d'un élément électrique défectueux, ou le mauvais serrage d'une borne électrique, afin d'éviter un incendie.
- Les panneaux photovoltaïques: permet la localisation de cellules partiellement ou intégralement détruites, réduisant le rendement du panneau.
- Infiltration d'eau: les zones humides sont localisées comme étant plus froides que le reste de son environnement, la caméra thermique met en évidence ces zones même à travers un revêtement (ex: crépi, peinture ou carrelage).
- La détection d'animaux ou de personnes: perdu en pleine nature, blessé et difficilement localisable, la caméra thermique met en évidence la personne ou l'animal à localiser. Également très utile dans le comptage d'animaux ou pour localiser d'éventuels braconnages.
- Surveillance de sites sensibles: Permet la détection d'intrus sur des sites industriels ou chantiers sensibles.
- Les fuites de gaz: Permet la détection de fuites de gaz sur des installations industrielles.
L'arrivée du drone couplé à une caméra thermique a depuis, permis la création d'un nombre important d'applications liées à la thermographie qui n'a de cesse de continuer à évoluer.
En bref, la thermographie, une technique très intéressante qui à de beaux jours devant elle.