Détection

Quelles sont les limites techniques de la thermographie ?

La thermographie, ou plus précisément la thermographie infrarouge, est une technique d’imagerie visant à l’affichage de la température de surface des objets. L’intensité du rayonnement infrarouge émanant d’un point est utilisée comme une mesure interprétée de sa température. Pendant le processus, une caméra thermique convertit le rayonnement infrarouge, invisible à l’ œil humain, en signaux électriques. Cette technique d’imagerie a un vaste champ d’application allant de la médecine à l’audit de bâtiments. Voyons quelles sont ses limites techniques.

Principe de fonctionnement de la thermographie

Tout corps dont la température est supérieure au zéro absolu émet un rayonnement thermique. À mesure que la température augmente, le spectre transmis se déplace vers des longueurs d’onde plus courtes (loi de Vienne sur le déplacement).

La thermographie
La thermographie est de préférence utilisée dans le domaine infrarouge, c’est-à-dire à des températures autour de 300 K.

Pour que les mesures sur des objets distants ne soient que légèrement déformées par l’atmosphère, les caméras thermiques fonctionnent généralement dans des gammes de longueurs d’onde restreintes dans lesquelles l’atmosphère n’émet et n’absorbe guère son propre rayonnement. 

Une lentille spéciale concentre la lumière infrarouge émise par tous les objets en vue. La lumière focalisée est balayée par un réseau phasé d’éléments détecteurs infrarouges. Les éléments détecteurs créent un modèle de température très détaillé appelé thermogramme. 

Il suffit d’un trentième de seconde environ pour que le réseau de détecteurs obtienne les informations de température pour réaliser le thermogramme. Ces informations sont obtenues à partir de plusieurs milliers de points dans le champ de vision du réseau de détecteurs.

Le thermogramme créé par les éléments détecteurs est traduit en impulsions électriques. Les impulsions sont envoyées à une unité de traitement du signal, une carte de circuit imprimé avec une puce dédiée qui traduit les informations des éléments en données pour l’affichage.

L’unité de traitement du signal envoie les informations à l’écran, où elles apparaissent sous différentes couleurs en fonction de l’intensité de l’émission infrarouge. La combinaison de toutes les impulsions crée l’image.

Champ d’application de la thermographie

Les rayons infrarouge étant émis par les objets dont la température dépasse zéro kelvin, la thermographie peut vous aider à voir votre environnement avec ou sans éclairage. La somme des rayonnements émis par un objet augmentant avec la température, la thermographie peut aider à déceler les variations de température. 

Lorsqu’ils sont vus à travers une caméra infrarouge, les objets chauds se détachent bien sur des arrière-plans plus froids. Les animaux à sang chaud, y compris les humains deviennent facilement visibles dans l’environnement, de jour comme de nuit. La thermographie est, en conséquence, utilisée dans de nombreux domaines.

Sport

La thermographie est utilisée dans le sport depuis 2010. Initialement, elle servait pour la recherche des blessures des chevaux de course. Elle s’emploie systématiquement chez les athlètes. Dans le football, elle sert, entre autres, à la détection précoce des ecchymoses.

Médecine

Chez les animaux à sang chaud, certains changements physiologiques peuvent être surveillés par imagerie thermique lors des diagnostics cliniques. La thermographie est ainsi utilisée dans la détection des allergies et en médecine vétérinaire.

Secours et maintenance

La thermographie permet de voir à travers la fumée. Les services de secours, et en l’occurrence les pompiers, l’utilisent pour trouver des personnes et pour localiser la source d’un incendie. Les techniciens chargés de la maintenance des lignes électriques de haute tension l’utilisent pour localiser les joints et les sections en surchauffe.

Bâtiment

La thermographie est l’une des méthodes non destructrices utilisées pour diagnostiquer les défauts dans les bâtiments. En fait, tous les bâtiments, même s’ils sont construits de façon professionnelle, sont sujets à une dégradation due au vieillissement des matériaux et au manque d’entretien prolongé.

Les principaux domaines d’application de la thermographie dans la construction sont: la vérification de l’isolation, la vérification de l’étanchéité, l’analyse de la dégradation due à l’humidité, la recherche des causes d’infiltration d’eau, l’efficacité énergétique et la recherche d’éléments cachés.

Grâce à la thermographie vous pouvez, entre autres, mettre en évidence les éléments suivants :

  • pertes thermiques dues aux défauts d’isolation;
  • ponts thermiques;
  • humidité dans les murs;
  • structures en béton armé;
  • systèmes électriques;
  • canalisations d’eau.

Grâce à la thermographie, les techniciens en bâtiment peuvent voir des signatures thermiques qui indiquent des fuites de chaleur dans une isolation thermique défectueuse. Ils peuvent utiliser les résultats pour améliorer l’efficacité énergétique des unités de chauffage et de climatisation.

L’inspection, l’audit et le diagnostic des bâtiments requièrent une thermographie aérienne. Celle-ci peut être mise en œuvre en installant un capteur infrarouge dans un hélicoptère, un avion ou un drone.

Détection
La thermographie ne donne qu’une idée des endroits où il pourrait y avoir des problèmes.

Les limites techniques de la thermographie

Bien que de nombreux inspecteurs aient réussi à utiliser l’imagerie thermique pour détecter la présence d’humidité dans des bâtiments, la question qui se pose est de savoir combien de fois l’humidité était présente, mais que l’inspecteur l’a ratée.

La détection d’humidité souterraine ne peut être détectée par thermographie infrarouge que lorsque : 

  • sa présence affecte la température de surface;
  • la surface est un émetteur rayonnant fiable;
  • la caméra thermique est suffisamment sensible et réglée correctement par l’inspecteur

Les caméras thermographiques sont extrêmement sensibles. Elles sont parfois capables de détecter des différences inférieures à 0,05°C. Mais elles ne sont pas un substitut viable à la détection d’humidité dans de mauvaises conditions. Lorsque l’humidité est enfouie profondément dans une enceinte ou lorsque la surface n’est pas un émetteur rayonnant fiable, la thermographie peut être inutile. 

Les caméras haute sensibilité utilisées dans des conditions pas idéales peuvent entraîner un grand nombre de faux positifs. Le temps de vérification par l’utilisation d’autres méthodes telles qu’un humidimètre peut être également très long. Les faux négatifs conduisent à des problèmes de crédibilité à la fois de l’inspecteur et de l’industrie thermographique. Il y a également des possibilités de litiges, en particulier lorsque des moisissures ou d’autres dommages associés à l’humidité sont présents mais non détectés.

Il faut avant tout retenir que la thermographie n’est pas de la magie. En dépit de sa capacité à détecter les défauts, la thermographie ne permet pas de voir à travers les murs. De plus ses résultats ne sont pas à 100% fiables. L’unique façon d’être sûr est d’ouvrir les plafonds, les planchers et les murs. La thermographie ne donne qu’une idée des endroits où il pourrait y avoir des problèmes.

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