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Également appelée caméra d’imagerie thermique ou imageur thermique, une caméra thermique est un instrument utilisé pour réaliser une analyse thermographique. Une caméra thermique détecte et enregistre les rayonnements infrarouges, issus de l’énergie thermique émise par différents corps. Les signaux captés sont ensuite convertis en image thermique, appelée thermogramme, illustrant les différences de températures détectées.

Principe de Fonctionnement

Son principe de fonctionnement est basé sur différents éléments :

  • Le système optique : Représenté par l’objectif photographique, il permet de filmer ou de photographier la scène à étudier. Le premier contact avec les rayonnements thermiques se passe à ce niveau.
  • Le détecteur ou capteur infrarouge : Il se charge de capter les signaux thermiques émis.
  • Les modules de traitement de signaux : Ils convertissent ensuite les ondes de chaleur en signaux électroniques, pour produire la représentation visuelle des variations de rayonnements.
  • L'écran numérique : Le rendu de l’analyse est affiché sur un écran numérique.

Les caméras thermiques peuvent disposer de certaines particularités selon leur configuration. Équipés d’un laser de visée, ils peuvent assurer une grande précision de prise de vue. Cela permet notamment d'observer si les dispositifs de sécurité thermique fonctionne correctement comme les soupapes de sûreté thermique double. Dotés d’un objectif grand-angle, ils permettent un cadrage large. Parfois, les caméras sont conçues avec une connectivité Wi-Fi, pour faciliter le partage de données. D’autres, pourvus d’une interface tactile se commandent plus facilement. Ceux avec disque dur intégré autorisent la conservation d’un grand stock de données.

Types de Caméras Thermiques

Caméra Thermique à Capteur Refroidi

Une caméra thermique à capteur refroidi dispose d’un capteur infrarouge à système cryogénique. Cette technologie sert au refroidissement du détecteur, permettant de réaliser des mesures sûres, fiables et précises. Grâce au procédé de cryogénie, le détecteur évite d’être ébloui par sa propre émission infrarouge.

La caméra thermique à capteur refroidi a l’avantage d’offrir une image d’excellente qualité, même dans des conditions extrêmes. Le matériel est très sensible aux différences de température, et autorise des opérations d’identification sur une grande portée. Toutefois, ce modèle de caméra thermique s’avère beaucoup plus encombrant, que les versions non refroidies. Il est aussi plus coûteux.

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Caméra Thermique à Capteur Non Refroidi

Une caméra thermique à capteur non refroidi est dotée d’un faible niveau d’encombrement, soit facilement maniable. Son usage est donc très approprié pour des activités nécessitant un besoin accru de déplacements, comme lors d’une opération militaire.

La caméra thermique à capteur non refroidi peut également fonctionner sur une grande portée. Elle s’avère nettement moins onéreuse que la version refroidie. Sa durée de vie est aussi plus longue, car elle comporte peu de pièces à renouveler.

Toutefois, cet instrument offre moins de précision et de performances que le modèle précédent, en matière de détection de variations thermiques.

Applications des Caméras Thermiques

Dans le Bâtiment

Dans le bâtiment, les caméras d’imagerie thermique sont utilisées pour surveiller et diagnostiquer l’état d’un édifice. Elles permettent de repérer facilement les défaillances habituelles d’une bâtisse, notamment :

  • les pertes d’énergie et les fuites d’air, causées par des défauts d’isolation
  • les infiltrations d’eau dans les murs, intérieurs et extérieurs

La thermographie de façade peut être réalisée dans le cadre d’un Diagnostic de Performance Énergétique, et permet de détecter les déperditions énergétiques de l’enveloppe extérieure de votre habitation. La thermographie intérieure est un élément de contrôle indispensable au Diagnostic de Performance Énergétique et permet de détecter les infiltrations d’air froid de votre logement. Ce contrôle s’effectue, lui aussi, généralement en hiver. Il permet de cibler les zones qui ont des défauts d'isolation, souvent les emplacements de portes, de fenêtres, mais aussi au niveau des prises de courant. Il permet également de contrôler le bon fonctionnement de votre installation de chauffage et de détecter d’éventuelles surchauffes sur votre installation électrique.

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Afin d’analyser les provenances et les causes de déperditions énergétiques, ou de simplement vérifier la bonne isolation de votre logement et le bon fonctionnement de votre système de chauffage, il est possible de louer, dans de grandes enseignes de bricolage, une caméra thermique. Elle vous permettra, d’un seul coup d’oeil, d’identifier les points d’airs froids.

Dans l'Industrie

L’usage d’une caméra thermique professionnelle est idéal pour la maintenance préventive en industrie. Cet instrument permet de détecter rapidement des modules défectueux, afin de pouvoir entreprendre à temps, les mesures nécessaires.

Dans le domaine de l’industrie, les caméras thermiques peuvent servir au contrôle des :

  • Installations électriques : Un seul élément défaillant dans le réseau électrique d’une usine peut suffire pour provoquer une interruption générale des machines. L’utilisation d’une caméra thermique permet d’identifier rapidement la panne, afin d’éviter de graves risques d’incendie, et des arrêts prolongés de la ligne de production.
  • Installations mécaniques : L’inspection au moyen des caméras d’imagerie thermique est essentielle dans le cadre de la surveillance et de la maintenance mécanique en industrie.

Applications Maritimes

Ces équipements accompagnent souvent les marins, durant leur voyage. Ils trouvent aisément leur place sur les navires commerciaux, les yachts, les paquebots, ou bien sur les bateaux de production, de pêche, ou de croisière. Les caméras thermiques pour applications maritimes permettent de détecter plus facilement les autres bateaux, les icebergs, ou des déversements d’hydrocarbures qui flottent. Cela réduit les risques d’accident maritime.

Usage Domestique

Les caméras thermiques peuvent assurer de nombreuses fonctions dans un logement particulier. Elles permettent de :

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  • vérifier l’isolation du bien, à l’aide d’une camera thermique isolation, en détectant facilement les déperditions de chaleur, dues à des portes et fenêtres mal isolées
  • prévenir d’éventuels cas de surchauffe électrique, pouvant entraîner le dysfonctionnement des installations et équipements alimentés en électricité, comme les télévisions, les ordinateurs ou les réfrigérateurs
  • repérer un intrus, discrètement caché derrière les plantes de son jardin, en pleine nuit.

Autres Applications

Les adeptes de la chasse les utilisent pour les accompagner dans leur activité. Dans la surveillance, les armées et services de police les utilisent pour des opérations de nuit. Dans les aéroports, par exemple, elle peut être utilisée pour détecter des voyageurs qui auraient une fièvre suspecte.

Les caméras pistolet sont essentiellement utilisées par les professionnels. En effet, elles sont beaucoup plus précises et sont équipées d’un laser pour cibler des zones spécifiques à mesurer. Elles détectent immédiatement des appareils en surchauffe et facilite les inspections et la maintenance. Elles peuvent également localiser les tuyaux de chauffage par le sol.

Les caméras pour smartphone sont plus à destination des particuliers, même si certains professionnels l’utilisent également depuis peu. Très facile d’utilisation et plus petites, elles offrent néanmoins une précision moindre qu’une caméra pistolet.

Caractéristiques Techniques à Considérer

  • Le champ de visée Horizontal et Vertical ou FOV : Il s’agit du degré d’angle de visée que la caméra est en mesure de fournir. En sachant que la taille de l’image thermique dépend grandement de la distance entre la caméra et les points observés. Il est alors recommandé d’opter pour un matériel avec une grande ouverture d’angle, permettant de mieux distinguer les objets assez éloignés du système optique.
  • Le champ de visée instantané ou IFOV : Il représente le plus petit signal que la caméra peut détecter. Plus l’IFOV est petit, plus la résolution de la caméra est élevée.
  • La résolution : La résolution d’une caméra est indiquée par le nombre de pixels du capteur. Plus celui-ci est élevé, meilleure est la résolution. À l’image d’une caméra numérique, les matériels à haute résolution sont à privilégier. Ils reproduisent un maximum de détails sur l’image thermique.
  • La sensibilité thermique : Elle concerne la capacité de la caméra à détecter les différences de températures, avec la plus grande précision possible. Plus la sensibilité de la caméra est faible, meilleure est la capacité de détection des variations.
  • La plage de température : L’efficacité d’un imageur thermique se détermine selon sa capacité à couvrir un large éventail de niveaux de température. Pour un usage industriel, les caméras doivent être capables de mesurer des températures très élevées, pouvant dépasser les 1 000 °C.
  • La netteté de l’image : Elle dépend du système de mise au point de la caméra thermique. Avec les modèles à mise au point fixe, l’utilisateur réalise l’ajustement selon sa position par rapport à la scène à étudier. Les versions manuelles peuvent être réglées manuellement depuis l’appareil.
  • Le système optique : Pour commencer, il est essentiel de bien choisir le système optique, avec lequel fonctionne la caméra. Il peut s’agir d’un objectif standard, grand-angle, macro ou d’un téléobjectif. Les équipements dotés d’un objectif interchangeable sont conseillés. Ils offrent un niveau de polyvalence optimal, en adaptant le champ de vision à l’utilisation.
  • Le système d’enregistrement des données : La mémoire interne du matériel peut parfois s’accompagner d’un support externe, comme une carte SD amovible ou une clé USB. Il arrive que le dispositif d’analyse thermographique ne dispose pas d’un module de stockage intégré.

Comment Interpréter les Images Thermiques

Le principe d’une caméra thermique est de mesurer et d’enregistrer les différentes ondes de chaleur, rayonnements infrarouges, émis par un corps ou un objet. Elle reproduit une image représentant l’intensité du rayonnement, ce qui permet d’évaluer la température. En effet, plus la température d’un corps ou d’un objet est élevée, plus le rayonnement est important.

Ce sont ces données qui permettent aux caméras thermiques de restituer une cartographie spatiale des températures, appelée thermographe. Pouvant détecter les corps chauds, comme les corps froids, elle applique à chaque température une couleur et indique celle-ci en degrés Celsius ou en degrés Fahrenheit. Le plus généralement les températures froides sont dans des teintes de bleus, et les températures chaudes, dans des teintes de rouges.

Quelques Marques Reconnues

Testo , Flir et Fluke sont les grandes marques incontournables de la caméra thermique.

Exemple d'un Détecteur Thermique: L'Universal Temp Bosch

La marque Bosch est en grande partie renommée pour ses outils et équipements qui allient innovation, performance et solidité. Reconnue aussi pour la précision de ses produits, elle propose actuellement son détecteur thermique Universal Temp Bosch, un modèle qui permet de finir avec les approximations lors de la mesure des températures de surface et la détection des ponts thermiques, humidité, déperdition de chaleur, etc.

  • Il permet de mesurer avec précision la température ambiante et de surface ainsi que le taux d'humidité de l'air n’importe où et en totale liberté.
  • Polyvalent, il offre une plage de mesure importante allant de -30 °C à + 500 °C pour convenir à toutes les applications courantes.
  • Son pointeur laser infrarouge permet de cibler de manière exacte la zone à contrôler pour une grande facilité de mesure.
  • Il détecte en peu de temps les ponts thermiques, les performances d’un chauffage et les sources de perte de chaleur d’un foyer pour économiser de l’énergie.
  • Il présente l’avantage de disposer d’une analyse automatique et d’une interprétation des données permettant de localiser les risques de moisissure pour vivre dans un environnement plus sain.
  • Il garantit une précision de +/- 1,8 °C pour la fiabilité des mesures.

D’après nos tests, le détecteur thermique Universal Temp Bosch est la solution efficace pour savoir facilement et en peu de temps si sa maison présente des ponts thermiques, des zones propices à la formation de moisissures et des défauts d’isolation. Sa capacité à mesurer et interpréter automatiquement les températures ambiantes, des surfaces et le taux d’humidité de l’air est un atout indéniable pour réaliser des économies d’énergie et éviter de vivre dans un environnement malsain.

Tableau Récapitulatif des Caractéristiques Techniques

Caractéristique Description
Champ de visée (FOV) Angle de visée de la caméra
Champ de visée instantané (IFOV) Plus petit signal détectable
Résolution Nombre de pixels du capteur
Sensibilité thermique Capacité à détecter les différences de température
Plage de température Éventail de températures mesurables

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