La thermographie infrarouge permet d'observer la chaleur d'un objet : Tout objet chaud échange de la chaleur avec son environnement plus froid :

• par contact, c'est la conduction,
• par circulation du fluide qui l'entoure et se met en mouvement en étant réchauffé par l'objet, c'est la convection,
• par émission de rayons (ondes électromagnétiques) visibles ou invisibles à l'œil nu : c'est la radiation.

C'est cette dernière que l'on observe en thermographie en utilisant des outils qui permettent de visualiser le rayonnement infrarouge à la surface d'un objet de façon instantanée et sans le toucher. Cependant, le rayonnement est un phénomène fortement influencé par la surface qui l'émet : un transformateur peint en vert, un autre en blanc et une porte d'armoire en plastique tous trois à la même température n'émettront pas le même rayonnement.

Les bases

Aujourd'hui, des caméras spéciales permettent de mesurer la température en plusieurs points d'une surface (un point tous les 2.5mm environ). A chaque température ainsi mesurée est attribuée une "fausse couleur" On visualise alors sur un écran des points de couleur formant une image de l'objet observé : les plages d'une même couleur sont à la même température. On détecte ainsi des zones de surchauffe.

Les clefs de la qualité des observations

• Pour pouvoir déterminer précisément une température il faut avant tout étalonner la caméra, ce que l'on fait à l'aide d'un corps noir, outil qui n'émet aucun rayonnement et dont on connaît la température.
• Les radiations émises dépendent de la surface observée (matériaux, état…), il faut connaître ses caractéristiques : son émissivité.
• L'opérateur doit veiller à éviter tous les parasites (réflexion de rayons venant d'une autre source, fumée ou particules volantes, et analyser des objets suffisamment grands pour que plusieurs points de mesures soient réalisés à leur surface (>2.5mm si on est à 2 m de distance).
• Il faut savoir détecter les variations de température normales et celles signifiant une anomalie pour un fonctionnement normal de l'objet observé : en effet, à 30 degrés de température ambiante, la caméra permet de visualiser des variations de température de surface de 0.1 °C ! La règle qui transforme les températures en couleurs est fixée par l'opérateur qui doit donc être un expert compétent sachant distinguer le normal de l'anormal.

Exemple : Bornier ayant une connexion déficiente
Photo R. Gouttebessis

Photo rayonnement InfraRouge
visualisé en noir (froid) et blanc (chaud)

En maintenance, la connaissance des vraies températures n'est pas toujours nécessaire et on travaille souvent en relatif. Deux diagnostics peuvent ainsi être faits :

• Recherche les points qui sont en surchauffe par rapport à leur entourage.
• Réalisation d'images à pas de temps réguliers du même objet avec les mêmes réglages de la caméra : on peut ainsi observer des défauts en train d'apparaître en les comparant à la situation précédente qui était correcte. Les thermogrammes (images) associés aux conditions de prises de mesures (réglage de la caméra et conditions de fonctionnement de l'objet étudié) doivent donc être stockés comme références pour les mesures suivantes.

La thermographie IR peut-être un outil d'aide à la maintenance préventive. Elle permet de diagnostiquer certains défauts et certaines dérives mais elle ne remplacera pas le suivi classique des installations.

Cet article a été rédigé d'après le contenu d'une formation organisée pour la Chambre d'Agriculture et l'Association des ASA du Tarn en relation avec l'Ecole des Mines d'Albi.