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09/11/2018 - PAUL DE SCHEPPER

LA THERMOGRAPHIE COMME SIXIEME SENS

UNE BONNE INTERPRETATION EST CRUCIALE: NE VOUS LAISSEZ PAS PRENDRE AU PIEGE!

Commençons par dissiper un malentendu: une caméra infrarouge ne mesure pas de températures, mais bien une quantité de rayonnement. Moyennant un réglage correct, l’appareil peut toutefois calculer la température à partir de cette quantité de rayonnement et la convertir en une couleur. Mais un mauvais réglage implique aussi directement une mauvaise interprétation. Il incombe au thermo­graphe de réaliser un bon réglage et donc aussi une bonne interprétation.

LES MATERIAUX DE CONSTRUCTION EMETTENT FACILEMENT DE LA CHALEUR

Propriétés de rayonnement

Chaque matériau a la propriété d’émettre une quantité de rayonnement. Ce rayonnement dépend de la température (les corps plus froids émettent moins de rayonnement que les corps chauds) et du matériau même. Cette propriété de rayonnement est exprimée par le coefficient d’émission. Les matériaux de con­struction ont un coefficient d’émission élevé et émettent donc relativement facilement de la chaleur.

Cela signifie aussi que ces matériaux perdent assez facilement leur chaleur par une transmission thermique avec rayonnement. Un objet noir est la source ultime de rayonnement thermique. C’est pourquoi, avant, les poêles étaient souvent noirs. L’aluminium a, par contre, un faible coefficient d’émission et émet donc plus difficilement de la chaleur.

Exemple 1

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Tasse en aluminium contenant de l'eau
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Nous prenons comme exemple une tasse en aluminium contenant de l’eau. Lors de la mesure, nous lisons au point 1 ou Sp1 une température de 25,8 °C. Le Sp2 donne une température de 53,5 °C. Le coefficient d’émission était fixé à 0,95. On ne peut hélas pas sentir quelle tempé­rature est correcte. Dans ce cas spécifique, la température affichée au point 2 est la bonne.

Nous avons collé sur ce gobelet en aluminium un adhésif noir. Ce ruban adhésif a une valeur d’émission connue de 0,95. Par conséquent, la température de point sur ce ruban adhésif noir est la seule tempé­rature correcte. Prêtez-y donc attention lors de la comparaison de photos IR. Il y a bien sûr encore l’influence de la réflexion envi­ronnante, mais elle n’influencera pas la conclusion.

Absorption

Dans le cas idéal, le niveau d’absorption d’un objet ou sa capacité à absorber de la chaleur est égal à la mesure dans laquelle il émet du rayonnement. Cela signifie qu’un objet noir absorbe beaucoup de rayonnement, mais en émet à la fois aussi beaucoup. C’est la raison pour laquelle nous portons souvent des couleurs foncées en hiver et plus claires en été. Dans le cas des panneaux PV et des capteurs solaires pour fournir de la chaleur, le but est que beaucoup de rayonnement soit absorbé par le panneau ou le capteur et que peu de rayonnement soit émis.

Un thermographe est une personne capable d’interpreter des images IR et cherchant surtout des anomalies dans une certaine zone delimitee

THERMOGRAPHE ET INTERPRETATION DES VALEURS MESUREES

Comme nous l’avons dit, une caméra infrarouge ne mesure pas de température, mais un rayonnement. Un thermographe est une per­sonne capable d’interpréter des images IR et cherchant surtout des anomalies dans une certaine zone délimitée. Il va et vient constamment avec sa caméra, et utilise des isothermes pour détecter les points au-delà ou en-deçà d’une température de référence. Il peut p.ex. repérer des zones d’humidité ou localiser le chauffage par le sol. Tout dépend toutefois de la bonne interprétation des images.

Exemple 2

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Anomalie au niveau du rayonnement

Sur l’image on voit clairement une anomalie au niveau du rayonnement en haut. Comme on peut le voir sur l’échelle de valeur, ce rayonnement a été converti via un calcul en une température. Le thermographe conclura très probablement qu’il manque de l’isolation ou que l’isolation a pourri. On remarque très clairement que beaucoup de froid entre par là. Ce mur connaîtra certainement aussi des pro­blèmes d’humidité. On peut le déduire de la température basse du mur.

Exemple 3

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Réservoir rempli de liquide - prise le soir

Autre exemple du monde des thermographes. Nous voyons sur la photo un réservoir rempli de liquide. Un liquide a une capacité thermique élevée. Cela signifie qu’il faut longtemps avant que ce liquide soit chauffé, mais qu’il faut longtemps aussi avant qu’il soit refroidi. Ce, contrairement à l’air, qui a une faible capacité thermique. L’air chauffe très rapidement et refroidit aussi très rapidement. Sachant cela, il est clair que la photo a été prise le soir. Supposant que les réglages sont corrects, on voit à la couleur que le liquide est plus chaud que la couche d’air au-dessus. Le soleil a eu toute la journée le temps de chauffer le liquide et le soir, quand le soleil s’est couché, l’air refroidit très rapidement, mais le liquide conserve sa chaleur bien plus longtemps.

Exemple 4

Un panneau PV est composé d’un grand nombre de cellules montées en série. Les panneaux PV sont, en outre, généralement aussi montés en série. S’il y a quelque part une cellule défectueuse, cela générera donc une perte de performance énorme du système. Dans des conditions normales, le rendement d’un panneau PV n’est déjà pas terrible. Il est dès lors évident que les propriétaires de panneaux PV ont tout intérêt à être certains qu’il n’y ait pas de cellule défectueuse. Une cellule défectueuse convertit, par ailleurs, toute l’énergie solaire entrante en chaleur et donne donc lieu à une augmentation de la température, ce qui entraîne en soi aussi un risque d’incendie. Mais justement en raison de cette augmentation de température, une cellule défectueuse peut tout à fait être détectée avec une caméra IR.

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Panneau PV 

En règle générale, les problèmes au niveau du fonctionnement d’une installation PV peuvent être évalués rapidement à partir d’un rayonnement solaire d’environ 600 W/m² par temps sec. Ici non plus, il ne faut pas se focaliser sur la température, car une caméra infrarouge ne mesure, en effet, pas une température, mais un rayonnement. On regarde donc surtout les différences de température pour détecter des problèmes. Les cellules solaires défectueuses sont reconnues par la caméra comme un ‘hot spot’, une augmentation de température locale. Il s’agit souvent d’une augmentation de température d’environ 15 °C par rapport à la température moyenne.

 Un hot spot n’indique cependant pas toujours une cellule défectueuse. Un expert spécialisé en infrarouge peut constater quelle est la raison de la perte de performance de l’installation PV. La saleté, l’ombre et/ou des points de contact rongés par la corrosion peuvent, en effet, aussi altérer les performances. Il est nécessaire de tester les panneaux solaires régulièrement afin de garantir un rendement opti­mal. Dans le cas d’une nouvelle installation de panneaux PV, on conseille dès lors de faire effectuer une mesure directement après la livraison.

Des erreurs peuvent alors encore être résolues et les résultats de mesure offrent une bonne référence de comparaison pour des mesures ultérieures. Il est également conseillé de faire exé­cuter une mesure juste avant la fin de la période de garantie afin que les panneaux défectueux puissent encore être remplacés sous garantie.

Exemple 5

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L'empreinte thermique

Pour chercher une fuite via la méthode thermique, il faut d’abord chercher les conduites pour savoir où elles passent exactement. La zone à inspecter est ainsi réduite, tout comme le temps nécessaire pour repérer la fuite. L’installateur peut donc se concentrer sur les zones intéressantes. Les caméras thermiques sont par conséquent l’outil idéal pour localiser les conduites d’eau chaude. Les photos montrent comment la caméra thermique est utilisée pour détecter des conduites en éclaircissant clairement l’empreinte thermique.

Exemple 6

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La photo à gauche a été prise pendant un examen thermique réalisé dans le cadre d’une fuite d’eau supposée dans la maison. Elle montre le sol d’une cuisine cassé pour localiser les conduites du chauffage par le sol et détecter la fuite. Il a fallu ici plus de trois jours pour casser le sol et mettre les conduites à nu pour en conclure ensuite que la méthode ne donnait rien.

Les coûts étaient assez importants: plus de trois jours d’heures de travail, plus des heures de travail supplémentaires et le matériel pour la réparation du sol, une fois la fuite trouvée et réparée. La question est: quelles sont d’autres méthodes prenant moins de temps et ne causant pas de dégâts? La caméra thermique est un instrument utilisé à distance. Elle est, de ce fait, l’outil idéal pour repérer des obstructions ou des fuites, sans causer de dégâts. Dans cet exemple, on devait démontrer comment des fuites peuvent être détectées avec une caméra thermique, alors que des méthodes conventionnelles s’avèrent être inefficaces.

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Un hot spot est indication d'une fuite possible

L’utilisation d’une caméra thermique a permis de localiser les conduites du chauffage, même aux endroits où le sol n’était pas encore cassé. A la grande frustration des installateurs concernés, la caméra a rapidement détecté un hot spot et un peu plus tard, il commençait à s’amplifier. C’était sans aucun doute une bonne indication d’une fuite possible. Après avoir localisé la fuite, l’installateur a pu mettre un petit bout des conduites à nu et de cette façon, la fuite a été trouvée, comme vous pouvez le voir clairement sur la photo. La fuite a été détectée avec succès, rapidement et sans gros dégâts.

INTERREG-PROJET 'SEE2DO'

interregCet article a été rédigé grâce au projet See2do! See2do! est un projet du programme Interreg VA Flandre-Pays-Bas. Il est soutenu par le Fonds Européen de Développement Régional et a pour but de montrer, via des projets de démonstration et un trajet d’accompagnement pour les citoyens et les entreprises, des techniques novatrices pour la rénovation énergétique et de stimuler leur utilisation. Le principe appliqué est celui de ‘Voir pour Faire’.

Les partenaires du projet veulent encourager les citoyens à procéder à la rénovation énergétique de leur habi­tation, en montrant la perte d’énergie, en présentant des techniques novatrices dans des bâtiments publics et en soutenant aussi les citoyens et les entreprises.

Dix-sept partenaires de Flandre et des Pays-Bas collaborent au sein de See2Do!: villes et communes, provinces, accords de coopération intercommunaux et instituts de connaissance. Le projet a débuté le 1er mai 2016 et se poursuivra jusqu’au 30 avril 2019. Pour voir les pertes d’énergie, l’utilisation d’une caméra infrarouge est idéale. Un cours a donc été mis en place afin de familiariser les partenaires du projet avec les mesures infrarouges. Les choses à faire ou pas ont été expliquées et les participants ont été préparés pour effectuer des mesures sur le terrain.

Pour en savoir plus sur le fonctionnement d’une caméra IR, un cours d’un jour dans le cadre du projet See2do! fournit les bases sur les mesures IR. Il est toutefois idéal de travailler ensuite par soi-même et de participer quelques semaines plus tard à une nouvelle journée pour présenter et interpréter ses propres photos.