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Notions de thermique utiles au secteur industriel

Posté le par La rédaction dans Environnement

  Pour interpréter correctement les images thermiques, l'opérateur doit connaître l'effet des matériaux et des circonstances sur les relevés de la caméra.

 

Les températures produites dépendent principalement des facteurs suivants :

 

1. Conductivité thermique

Chaque matériau possède des propriétés thermiques. Les matériaux isolants se réchauffent lentement, alors que les métaux chauffent rapidement, par exemple. Il s’agit là de  conductivité thermique.

Des matériaux de conductivités thermiques différentes peuvent présenter des différences de température importantes dans certaines situations.

 

2. Émissivité

Pour que les températures obtenues soient correctes, il est important de prendre en considération le facteur nommé émissivité. L’émissivité est l’efficacité avec laquelle un objet émet dans l’infrarouge. Elle dépend fortement du matériau.

Il est extrêmement important de donner une valeur d’émissivité correcte à la caméra, car sinon les températures mesurées seront incorrectes. Les caméras de FLIR Systems ont des valeurs d’émissivité prédéfinies pour de nombreux matériaux. Les valeurs applicables aux autres matériaux peuvent être trouvées dans des tableaux d’émissivité.

 

3. Réflexion

Certains matériaux reflètent le rayonnement thermique comme un miroir reflète la lumière visible. Par exemple le métal non oxydé, surtout s’il est poli. La réflexion peut conduire à une mauvaise interprétation de l’image thermique.

Par exemple, l’opérateur peut prendre pour un point chaud le reflet de son propre rayonnement thermique. Il doit donc choisir soigneusement l’angle d’observation de

l’objet pour éviter de tels reflets.

Si le matériau en surface de l’objet possède une faible émissivité (comme le métal non oxydé) et que sa température est très différente de la température ambiante, la réflexion de cette dernière influe sur la température relevée par la caméra thermique. Les caméras

thermiques FLIR peuvent compenser cet effet en tenant compte de la température ambiante indiquée par l’opérateur.

 

Pour vérifier les réglages d’émissivité et de réflexion, une bonne méthode consiste à utiliser une « bande d’étalonnage » dont l’émissivité est connue (et généralement proche de 1).

L’opérateur fixe cette bande à la surface de l’objet et attend quelques instants qu’elle prenne la même température. Il détermine la température exacte de la bande grâce à la valeur

connue d’émissivité. Il retire ensuite la bande et modifie le réglage d’émissivité (et de réflexion si nécessaire) de manière à ce que la température lue sur l’objet soit exactement celle relevée sur la bande d’étalonnage.

 

4. Conditions atmosphériques

La température ambiante peut avoir une influence importante sur les relevés de température. Lorsqu’elle est élevée, elle peut masquer des points chauds car l’ensemble de l’objet est plus

chaud. Lorsqu’elle est basse, les points chauds peuvent passer en dessous d’un seuil de détection prédéterminé.

Il va sans dire que le rayonnement solaire direct peut avoir une forte influence. Mais la différence entre les zones ensoleillées et ombragées peut persister plusieurs heures après la disparition du soleil, et influencer le motif thermique observé. Les motifs thermiques dus au soleil ne doivent pas être confondus avec ceux indiquant un transfert de chaleur. Le vent est un autre facteur atmosphérique à prendre en compte. Le déplacement d’air refroidit le matériau en surface et atténue les différences entre les zones chaudes et froides.

De manière évidente, la pluie peut enlever toute efficacité à l’inspection thermique en refroidissant les surfaces. Même lorsque la pluie s’arrête, l’évaporation de l’eau refroidit encore les surfaces. Cela peut conduire à une mauvaise interprétation des motifs thermiques observés.

 

Système de chauffage et de ventilation

À l’intérieur des bâtiments, les températures de surface peuvent aussi subir des influences. De la part de la température ambiante, mais aussi du chauffage et de la climatisation. Les

systèmes de chauffage créent des différences de température qui peuvent se traduire par des motifs trompeurs. Les courants d’air froids provenant des ventilateurs et des systèmes

de conditionnement d’air peuvent avoir l’effet inverse : ils refroidissent les surfaces alors que les composants sont chauds, ce qui peut empêcher de détecter une éventuelle défaillance.

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