Thermographie, de l’audit à la validation en passant par le diagnostic et le contrôle

Usages de la thermographie en sciences, expériences, réceptions, humidité, isolations, médical, infiltrations, panneaux solaires voire en art.

Petite synthèse des usages de l’imagerie thermique actuellement

L’imagerie thermique et les forces de sécurité

Nous commencerons par les sources, la thermographie est une technique mise au point à l’origine par l’armée pour détecter à distance, puis voir et enfin guider vers une cible.

Actuellement, la thermographie infrarouge est utilisée plus dans le civil que dans les forces armées ou de police mais ceux-ci vont néanmoins en plus de leurs besoins en guidage, détection, investigation et vision adopter les utilisations civiles pour la maintenance, construction ou réception.

Traque en thermographie infrarouge de Tsarnaev suite aux attentats de Boston
Image thermographique de la finale de la traque de Tsarnaev dans le cadre des attentats de Boston.

Exemple ici: </>Les usages en thermographie infrarouge par les forces de police

À noter que les services de sécurité privés utilisent également la thermographie pour la surveillance en rue ou dans des lieux privés par exemple:
Vue thermographique de personnes en rue

Thermographie et bâtiment

Les usages y sont si nombreux et si vastes qu’il est quasiment impossible d’en faire le tour.

On peut faire un audit thermographique des bâtiments, général ou spécialisé sur l’isolation, les humidités, les machines, les systèmes électriques, le chauffage, …

Globalement, la thermographie sert souvent à déterminer l’état d’un isolant ancien ou la qualité d’un nouveau, déterminer les sources d’humidité et d’infiltration, rechercher les problèmes de circuits ou de tableaux électriques, vérifier les chauffages et le chaudières, diagnostiquer les tuyauteries, explorer l’historique des modifications de structures des bâtiments, rechercher les cavités, vérifier la qualité des cheminées, chercher les condensations, trouver les traces des courants d’air, …

On peut aussi vérifier l’état des châssis, des portes et fenêtres, des étanchéités diverses, la présence de gaz ou non dans les doubles vitrages, qualité des revêtements, trouver des ponts thermiques, …

Ce n’est pas compliqué, le guide pratique de thermographie du bâtiment   édité chez Eyrolles par Pajani, Favre, Guillermo et Marty fait 120 pages bien tassées et on trouve encore tous les jours des usages en combinant les méthodes comme dans les recherches de fuite ou les niveaux des cuves et citernes non enterrées.
Quelques exemples en images:
Thermogramme d'un bâtiment avec chaudière classique et souffrant de problèmes d'humidité sur le coin
Thermogramme  d’une maison ancienne manifestement équipée d’une chaudière traditionnelle et avec un fameux problème d’humidité à son coin avec la corniche.
Thermographie des dégâts des rongeurs dans une isolation de toit
Thermographie d’une isolation consciencieusement attaquée par des rongeurs.
Examen thermographique d'un mur rénové d'une habitation ancienne
Cette imagerie infrarouge permet de discerner les modification de structure qui ont été apportés dans cette habitation

Vous aurez ici: </>Une base d’articles variés sur la thermographie du bâtiment pour débuter

La thermographie et les panneaux solaire photovoltaïques

Au départ, cela n’était évidemment pas prévu mais, de plus en plus, on découvre comment vérifier l’état des panneaux solaires grâce à l’imagerie thermique.

Que ce soit pour détecter les cellules mortes, les panneaux mal connectés, les problèmes électriques ou le niveau de souillure, les caméras thermiques répondent présentes.
Thermographie de panneaux photovoltaïques rangés en deux tstrings distincts et aux performances acceptables

Thermographie de panneaux photovoltaïques rangés en deux strings distincts et aux performances acceptable.

Observez ici l’harmonie de fonctionnement que la plupart des panneaux ont entre eux.

Ci-dessous par contre, ça ne va plus tout et des cellules mortes apparaissent çà et là:
Thermogramme de cellues défectueuses dans un panneau photovoltaïque
Par facilité, on dit souvent que ces panneaux ont des cellules mortes.

Bien sûr, chaque cellule ne fait qu’un seul dm² et un panneau comme celui-ci en compte 150. Cependant, une cellule défectueuse peut entraîner d’autres cellules, selon le câblage du panneau et la positions des diodes by-pass.

Avec de la malchance, vous pouvez plomber l’ensemble de votre production de plusieurs dizaines de 10% avec seulement quelques cellules mortes mal placées.

Songez-y bien tant que votre garantie court toujours et que votre installateur n’a pas encore fait faillite (la garantie constructeur est parfois strictement théorique, faute de relais locaux).

L’exemple de la fiche: Vérification thermographique de cellules de panneaux solaires photovoltaïques

La thermographie et le chauffage

Cette évidence n’en est pas une, la thermographie y est très utile pour visualiser des homogénéité de flamme, de température, des états d’isolation, de condensation, … mais, bien souvent, la puissance d’une chaudière est telle que la caméra est plus là pour confirmer et préciser que réellement diagnostiquer.

Chaudière à condensation
Ici, une chaudière à condensation mise à nu

Un exemple: Audit thermographique d’une chaudière

Thermographie des systèmes électriques

Cette application est là par contre essentielle tant pour des raisons de rapidité que de précision ou de sécurité.

En effet, à distance, l’on peut rapidement inspecter beaucoup de systèmes simplement en balayant et l’on peut quantifier, avec de bonnes compétences, une anomalie.

Bien entendu l’état d’oxydation et la nature des conducteurs électriques rend la précision de mesure illusoire, on se laissera donc bien souvent guider par des écarts de températures significatifs et pas par des détails.
Fusibles en thermographie

Que ce soit des court-circuits, des surcharges, des problèmes de répartition de charge, de panne de circuits, de serrages, d’oxydation, d’usure, …

Les caméras infrarouges sont précieuses mais il y a une ironie à connaître néanmoins, le diagnostic électrique, en dehors de la haute tension très puissante et aux câbles épais, exige parmi les meilleures caméras si l’on ne veut pas se ballader en permanence à quelques dizaines de cm des objets ce qui n’est vraiment pas l’intérêt d’utiliser la thermographie dans ce cas (et encore, les petites caméras de base, ne sont pas assez précises du tout, il vaut mieux commencer avec des cellules 320×240).

Thermographie et minéralogie

La minéralogie n’a pas essentiellement besoin de la thermographie sauf que c’est une technique non destructive qui permet d’analyser des pièces afin de détecter les faux et les montages.

Elle permet aussi de discerner très vite des minéraux similaires entre eux sauf qu’il faut toujours légèrement les chauffer pour les différencier.

Image thermographique d'un diamant et d'un zircon

Différenciation en infrarouge d’un zircon et d’un diamant.

Sinon, pour plus d’exemples: </>Discerner des minéraux par infrarouge

Imagerie thermique et médecine

Que ce soit pour les hommes ou mieux encore pour les animaux qui, eux, ne parlent pas, la thermographie permet de visualiser des douleurs, des inflammations, des irritations, des fractures parfois voire même des cancers.

Cependant, cela y reste une technique très délicate avec des conditions de prestation draconienne pour ne pas fausser ou polluer les résultats.

Un petit résumé ici: </>Quelques conditions à l’imagerie médicale en infrarouge

Cependant, sur ce genou, les résultats visualisent exacte ce que les médecins et kinés n’arrivent à percevoir que par palpation:
Thermographie d'un genou accidenté

Thermographie dans l’agriculture et l’élevage

Il faut se souvenir que la thermographie travaille sur les écarts de température donc tous les animaux à sang froid n’émettront que des reflets ou seront à l’équilibre avec leur milieu et les plantations seront essentiellement soumises au rayonnement extérieur.

Donc, en gros, on peut les utiliser vis à vis des animaux à sang chaud mais également pour déterminer les écarts d’humidité entre des parcelles aussi bien au niveau de la terre que des plantes entre elles en se basant sur l’endothermie de l’évaporation de l’eau.

On fait donc parfois aussi des thermographies aériennes pour recenser les animaux en plaine ou en prairie ou alors pour déterminer les différences d’irrigation entre des parcelles.

La science et la spectroscopie infrarouge

La recherche a régulièrement besoin de la thermographie mais les besoins y sont alors impossible à lister car vraiment spécifique.

Ici, un exemple d’expérience amusant consistant à verser de l’eau bouillante sur de l’eau froide dans une assiette ce qui conduit à créer un cyclone spontané:
Un cyclone dans une assiette

L’ensemble de l’expérience du </>Vue thermographique du faïençage de l’eau

Utiliser la thermographie pour détecter les faux en arts

Que ce soit pour des tableaux, des billets de banque, des sculptures, …

La thermographie permet de confondre les faux mais il faut parfois changer de longueur d’onde et passer en ondes courtes pour discerner des points spécifiques mais ce n’est pas la technique la plus simple néanmoins, elle requiert là des connaissances, compétences et matériel spécifique.

Le matériel standard permet déjà de voir un peu mais très vite les limites apparaissent: Vision en ultraviolet et en infrarouge du nouveau billet de 5 euros 2013

La thermographie et l’art

Les images thermiques sont avant tout des représentations graphiques, il est donc naturel de les faire dériver vers l’art, la seule limite actuelle étant que les caméras numériques thermiques ont des résolutions encore réduites, généralement, en 2013, plafonnées en 800×600 pixels ce qui limite un peu l’expression ou impose les collages:

Paysage thermique de l’Ardenne belge:
Thermographie de paysage de l'E411 à hauteur de l'Euro Space Center vers Libramont
Image thermique recomposée de portraits:
Palettes des couleurs les plus courantes pour les caméras thermiques FLIR

Sinon, un site qui commence à collectionner thermogrammes et images thermiques à orientation artistique : </>Galerie Weonart

En artistique, l’on dépouille d’ailleurs souvent les images des échelles thermiques qui n’y ont pas souvent d’utilité esthétique.

Conclusions:

Le champ d’application de la thermographie, sans pour autant être infini n’est reste pas moins très large.

Cependant, cela reste une technique complexe et jouant sur beaucoup de facteurs ainsi que de conditions.

Ce n’est donc en rien du corporatisme que de prévenir que c’est une discipline qui ne souffre pas de partir au hasard sans réflexion ni formation sinon les désillusions seront au rendez-vous.

Il existe également un wikiprojet en français dédié à la thermographie et où il est possible de s’inscrire pour y devenir contributeur: La librairie de thermographie

Il contient une  fiche de synthèse qui fait également « article-fleuve » pour une bonne partie du site:ABC de la thermographie infrarouge

Si vous être en Région Bruxelles-Wallonie ou sur la frontière Franco-Belge et que vous cherchez un service de thermographie, n’hésitez pas à contacter: Imagerie du Centre

Merci de votre attention et bonne continuation.

Hugues CREPIN

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