Thermomètres à fibre optique sans contact : pyromètres

Sommaire

1. Apports et limitations dus aux fibres optiques en pyrométrie

2. Pyrométrie à « radiation totale » à fibre optique

3. Pyrométrie « monochromatique » à fibre optique

4. Pyrométrie bichromatique ou multichromatique à fibre optique

5. Mesures proches de l’ambiante. Fibres optiques IR

5.1 Pyrométrie basse température

5.2 Pyrométrie photothermique impulsionnelle

6. Principaux enjeux technico-économiques

Pour en savoir plus

Le mot « pyromètre » vient de la racine grecque «  pyros  » qui signifie feu. C’est pourquoi le terme pyromètre était initialement employé pour désigner un dispositif capable de mesurer la température d’objets incandescents éblouissants pour l’œil humain. Dans le passé, de tels capteurs étaient bien entendu fondés sur la détection du rayonnement visible émis par les corps. De nos jours, la définition communément admise serait plutôt «  un dispositif sans contact collectant une partie de la radiation “ thermique ” émise par un objet, afin de déterminer sa température de surface  ». Le mot « thermomètre », quant à lui, provient également d’une racine grecque « thermos » qui signifie chaleur et désigne bien évidemment un appareil mesurant la température. De ce fait, un pyromètre est un thermomètre particulier, parfois désigné par l’expression « thermomètre à radiation ». À la base, un pyromètre consiste donc en un système de collection du flux lumineux (visible ou IR) émis par l’objet à ausculter, associé à au moins un détecteur (le cœur du dispositif), lui-même suivi d’une chaîne de traitement du signal convertissant le flux détecté en une température. Or les développements théoriques montrent qu’une telle mesure n’est pas simple puisque certains paramètres, tels que l’émissivité de la surface visée, sont généralement mal estimés. En effet, la forme de l’objet, mais aussi son état de surface, voire son état d’oxydation, sont autant de paramètres mal connus qui conduisent à des erreurs de mesure (par exemple de plusieurs pour-cent pour une variation de 10 % du facteur d’émissivité, ce qui est parfois rédhibitoire). C’est pourquoi les efforts de recherche & développement consentis ces dernières années par les fabricants ont consisté à proposer des solutions, plus ou moins performantes, à certains de ces problèmes [8].

Ainsi, de nombreux appareils intègrent désormais une possibilité pour l’utilisateur de calibrer l’émissivité, voire de s’en affranchir au premier ordre (...