THESE. présentée à l'université Paris XII Val de Marne en vue de l'obtention du titre de. DOCTEUR de L'UNIVERSITE PARIS XII VAL de MARNE

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1 HESE présentée à l'unversté Pars XII Val de Marne en vue de l'obtenton du ttre de DOCEUR de L'UNIVERSIE PARIS XII VAL de MARNE Spécalté: hermque et Systèmes Energétques QUANIFICAION DES DEPERDIIONS HERMIQUES DES BÂIMENS PAR HERMOGRAPHIE INFRAROUGE par Stefan DACU Soutenance prévue le 9 décembre devant la Commsson d'eamen: M r Jean-Mare BUCHLIN Rapporteur M r Dens MAILLE Rapporteur M r Jean-Luc BODNAR Eamnateur M r Yves CANDAU Codrecteur de thèse M me Iolanda COLDA Eamnateur M r Jean-Claude FRICHE Eamnateur M me Smone MAEÏ Drecteur de thèse Centre d'etude et de Recherches en hermque, Energétque et Systèmes, IU de Crétel, Unversté Pars XII Val de Marne, 6, avenue du Général de Gaulle, 94 Crétel Cede Copyrght EDF

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3 Copyrght EDF A mon étole,

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7 Sommare Chaptre : Etat de l'art en quantfcaton par thermographe nfrarouge. Etat de l'art en thermographe nfrarouge 3.. Quantfcaton du flu de chaleur 3.. Détermnaton des dmensons des défauts Modélsaton des thermogrammes des objets 3D 7..4 Conclusons 7. Bblographe 8 Chaptre : Maquette d'étude. Introducton 3. Consttuton 3.3 Instrumentaton 4.4 Comportement thermque 3.5 Bblographe 35 3 Chaptre 3 : Mesure par thermographe nfrarouge Introducton 4 3. La caméra nfrarouge Fcher Proprétare Flr Equaton fondamentale de la radométre Prncpe Courbe d'étalonnage de la caméra nfrarouge Caractérsaton du brut Dérves spatale et temporelle Aberratons Foncton de transfert optque Foncton de transfert optque de la dffracton Foncton de transfert géométrque Foncton de transfert du détecteur Foncton de transfert de l'échantllonnage Détermnaton de la PSF Une étude bblographque Une méthode de mesure Le théorème central lmte pour l'optque Identfcaton paramétrque de la PSF Restauraton des thermogrammes Avant-propos Dscrétsaton Influence des perturbatons De l'équaton ntégrale de Fredholm à la régularsaton de khonov Restauraton d'mage 87 Copyrght EDF

8 3.8 Conclusons Bblographe 9 4 Chaptre 4 : Correcton en température des thermogrammes par estmaton du flu radatf ambant Problématque Recherche d'une soluton De l'écran perlé à l'alumnum Dunod Mesure de la réflectvté hémsphérque drectonnelle de l'alumnum Dunod 4. Modèle physque Segmentaton d'mage Approches vers la segmentaton Un premer pas - approche contours Approche régon Applcaton de la méthode de correcton du champ de température Bblographe 38 5 Chaptre 5 : Calcul des coeffcents d'échange en convecton naturelle Problématque Calcul du coeffcent de transfert de chaleur : corrélatons sem-emprques et soluton von Karman Pohlhausen Modélsaton Fluent de la maquette Modèle géométrque Modèles physques Analyse comparatve Conclusons Bblographe 77 6 Chaptre 6 : Résultats & Estmaton de l'ncerttude Analyse comparatve des valeurs de flu Estmaton de l'ncerttude Généraltés Approche détermnste Estmaton de l'ncerttude pour la courbe d'étalonnage caméra Estmaton de l'ncerttude sur la valeur de la réflectvté Estmaton de ld'ncerttude sur les valeurs corrgées de température 6..6 Estmaton de l'ncerttude sur les valeurs de flu Méthodologe Bblographe 6 7 Annees 7. Annees Chaptre 7. Annees Chaptre 3 6 Copyrght EDF

9 7.3 Annees Chaptre Annees Chaptre Annees Chaptre 6 48 Copyrght EDF

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11 Introducton La mesure du flu de chaleur échangé à une nterface paro-flude a donné leu au développement de nombreu types de capteurs, qu peuvent attendre des performances très satsfasantes. Cependant, ces capteurs ne peuvent fournr de soluton dans le cas où le flu à mesurer est le flu total échangé par une surface mportante ; ls sont également en défaut dans le cas où les surfaces sont dffclement accessbles. Ces deu contrantes sont par eemple celles rencontrées lors de la mesure des déperdtons thermques des bâtments. Une soluton prometteuse dans cette stuaton semble pouvor être fourne par la thermographe nfrarouge. La thermographe nfrarouge a progressvement évolué, compte tenu des besons, vers la mesure des températures de surface et leurs varatons spato-temporelles en donnant ans une trosème dmenson à la mesure; l'mage est la forme la plus concentrée de transmsson de l'nformaton que l'homme connaît. Aujourd'hu, personne ne peut ner que la thermographe nfrarouge sot la plus effcace technologe dsponble permettant de vsualser les performances thermques locales et nstantanées d'un système et de localser les problèmes qu pourront provoquer une défallance. Cette technque présente l'etrême avantage de permettre des mesures à dstance, par conséquent sans ntruson et sans perturbaton du système étudé. Pourtant, malgré une apparente faclté d'utlsaton, la thermographe nfrarouge mplque deu types de problèmes: le premer lé à la détecton d'un rayonnement par un dspostf complee (caméra nfrarouge) qu ntrodut une dstorson de l'nformaton qu'l est nécessare de connaître afn de la maîtrser et le second, relatf au transferts radatfs entre la scène thermque, dans son envronnement, et le détecteur, qu'l faut modélser afn de passer de la mesure des flu rayonnants au températures. Cette étude veut proposer des solutons à ces deu problèmes et veut donner une autre dmenson à la mesure par thermographe nfrarouge. L'objectf est la quantfcaton des déperdtons thermques des bâtments par thermographe nfrarouge. Un regard physque approfond de l'objectf lasse déjà entrevor une problématque complee, parfos trop complee pour proposer une soluton adaptée au contete A partr de la mesure de la température à l'nterface solde-flude on peut espérer quantfer le flu échangé comme la somme entre le flu radatf et le flu convectf. Le flu radatf dépend de certanes proprétés radatves de la surface analysée, de la température de la surface et évdement de l'envronnement radatf de la surface. Le flu convectf est dérvé de la relaton de Newton, ce qu mplque la nécessté d'évaluer le coeffcent de transfert local de la chaleur et la température de l'ar à l'nfn, au-delà de ce que Prandtl a appelé la couche lmte. Pour compléter le cadre de l'étude, on dot précser que la méthode de quantfcaton du flu de chaleur dot s'nscrre dans la phlosophe du contrôle non destructf. La quantfcaton du flu par thermographe IR dot être décomposée en pluseurs étapes, nécesstant l'emplo d'outls dvers tels que: le tratement du sgnal et de l'mage, les méthodes nverses et la modélsaton des transferts de chaleur. Copyrght EDF 7

12 L'étude débute par un aperçu rapde sur l'état de l'art en thermographe nfrarouge quanttatve. L'objectf de cette analyse, présentée dans le chaptre, est d'essayer de répondre à la queston d'estence d'une soluton et d'entrevor déjà le squelette d'une méthodologe de traval afn d'attendre la soluton. Notre étude nécesstat un support epérmental de laboratore afn d étuder les problèmes et de valder les méthodes proposées. L'étude epérmentale a été menée sur la maquette d'une paro. La descrpton ehaustve de la maquette (géométre, comportement thermque, nstrumentaton) est donnée dans le chaptre. Les mesures par thermographe nfrarouge sont réalsées à l'ade d'une caméra nfrarouge. L'utlsaton d'une caméra nfrarouge nécesste une connassance profonde du comportement statque et dynamque de l'apparellage. Dans l'approche classque, adoptée également dans cette étude, on mesure le champ de température sur la surface vsée à l'ade de la caméra. Cec mplque un étalonnage en température de la caméra et la caractérsaton de la réponse de la caméra à une dynamque spatale de la dstrbuton de l'éclarement sur la scène thermque vsée. Le deuème aspect nous amène à une analyse spectrale de la réponse de la caméra, pus à la défnton d une foncton de transfert. Cette foncton de transfert permet d'envsager une restauraton des mages nfrarouges, par des technques de déconvoluton et de régularsaton. La restauraton apporte une améloraton effectve de la mesure du champ de température. C'est l'objet du chaptre 3. La scène thermque est noyée dans un envronnement radatf. Evdemment, on retrouve dans la mesure de température par thermographe nfrarouge l'nfluence du rayonnement ssu de cet envronnement et réfléch par la surface vsée. C'est un facteur perturbateur et on montre dans le chaptre 4 que l'ampltude de la perturbaton est d'autant plus mportante que l'envronnement a un nveau d'énerge sensblement égal ou supéreur à l'énerge radatve émse par la surface vsée. Une méthode de quantfcaton de l'énerge radatve moyenne de l'envronnement ncdent sur la surface, utlsant une température moyenne de l'envronnement, est proposée dans le même chaptre. Ensute la mesure est corrgée du rayonnement réfléch sur la surface vsée et le champ de température résultant est comparé au mesures ponctuelles de la température de surface par thermocouples. Un deuème sujet abordé dans le chaptre 4 est l'etracton des dfférentes régons présentes dans une mage thermographque. Il s'est avéré nécessare dans la correcton de la mesure de température de pouvor soler les dfférentes surfaces présentes dans la scène (flumètre, surface de la maquette, mror, etc.). Pour cette tâche ardue, des méthodes dérvées du tratement d'mage ont été utlsées. La problématque du transfert de chaleur par convecton est tratée dans le chaptre 5. L'analyse est orentée sur les phénomènes de convecton naturelle (qu gouvernent généralement les échanges convectfs à l'ntéreur des bâtments). Afn de valder cette hypothèse de convecton naturelle, une modélsaton de la maquette et de l'encente epérmentale a été réalsée sous Fluent. Les smulatons (en régme statonnare) ont été valdées par les mesures de température par thermographe nfrarouge. Les nformatons apportées par les smulatons ont perms de développer un modèle smplfé pour le transfert de chaleur dont la soluton est obtenue par la méthode ntégrale de von Karman-Pohlhausen. Dans ce chaptre, on utlse également quelques corrélatons sem-emprques pour le calcul du coeffcent de transfert de chaleur par convecton. Les valeurs prédtes par ces corrélatons et par le modèle smplfé montrent un bon accord avec les valeurs obtenues par smulaton sous Fluent. Copyrght EDF 8

13 Le derner chaptre, le chaptre 6, est dédé au calcul du flu total sur une surface à partr des mages nfrarouges et à une estmaton de l'ncerttude sur les valeurs de température et de flu obtenues en utlsant par les dverses solutons proposées. Etant donné la fnalté applquée de cette étude, une méthodologe est également présentée. L'étude a ms en évdence pluseurs problèmes en parte résolus. La concluson de cette analyse est consacrée au perspectves ouvertes par ce traval et en partculer à la proposton de solutons au problèmes non résolus à ce jour ans qu'à la présentaton de nouvelles approches qu permettraent d'amélorer encore les résultats obtenus. Copyrght EDF 9

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15 Chaptre : Etat de l'art en quantfcaton par thermographe nfrarouge Etat de l'art en quantfcaton par thermographe nfrarouge Confucus

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17 . Etat de l'art en thermographe nfrarouge Les études actuelles, dans l approche quanttatve, sont orentées vers: la quantfcaton du flu ssu de la surface vsée, avec ou sans défaut, la détermnaton des dmensons des défauts, la reconstructon des champs de température surfacque pour les objet 3D à partr des thermogrammes (qu sont des mages D)... Quantfcaton du flu de chaleur Depus quelques années, au laboratore Lawrence Berkeley, Grffth et al [] utlsent la thermographe afn d étuder le transfert de chaleur dans les composants d un bâtment. Les thermogrammes sont utlsés pour détermner le champ de température sur la surface chaude de l objet à étuder. La quantfcaton du flu est fate à partr du calcul du flu rayonnant et du flu convectf (le coeffcent de convecton est détermné à l ade de formules emprques). Ils utlsent deu chambres clmatques pour mantenr le régme permanent. La méthodologe chose mpose l utlsaton d émetteurs de référence (corps nors), une correcton des nfluences de l envronnement, des repères spatau pour la localsaton spatale et des thermocouples de type fournssant les températures qu sont comparées au mesures réalsées avec la caméra nfrarouge. La température contrôlée, drectement mesurée à partr des émetteurs de référence est utlsée pour la correcton des données de chaque thermogramme. Les correctons de température dues à l envronnement sont fates à partr des matrces de température obtenues en regardant des mrors en alumnum qu reflètent le rayonnement thermque éms par l envronnement. L obtenton des matrces est due au fat que la talle des mrors est de l ordre de pluseurs pels. Les ncerttudes calculées sont de,5 C pour les températures et de 3 mm pour la résoluton spatale. Les températures calculées sont utlsées pour valder les modèles obtenus avec des logcels CFD (logcels de smulaton de la dynamque des fludes). Les températures sont utlsées également pour l étude de la convecton naturelle. Les températures mesurées par thermographe nfrarouge, et celles obtenues à l ade des smulatons sont proches, mas l este des écarts qu sont dus, d après l auteur, à une mperfecton du code de calcul numérque. Au laboratore CNR IEF, Itale, Grnzato et al. [] font des études quanttatves des défauts en régme dynamque. La méthodologe de traval est fondée sur la soluton du problème nverse du transfert de chaleur en régme transtore. Les varatons de température en temps et en espace sont enregstrées à l ade d une caméra nfrarouge et chaque pont qu appartent à la surface vsée est analysé du pont de vue quanttatf. Les données de température sont utlsées pour donner une représentaton des éléments consttuant des défauts de la paro. Les dfférents défauts sont étudés à partr de la dstrbuton de température et de la connassance de leurs proprétés thermo-physques. Ils modélsent la maquette contenant le défaut à l ade d un modèle smplfé à partr de la dstrbuton de température obtenue avec la caméra nfrarouge. Les auteurs donnent quelques eemples d applcatons de la thermographe quanttatve dans le but de dagnostquer des défauts. Ils présentent l étude des défauts tels que : décrochement du plâtre, humdté, défauts d solaton, Copyrght EDF 3

18 ponts thermques. Le régme dynamque permet, d après les auteurs, une melleure détecton des défauts car dans ce régme, ls obtennent au nveau du défaut un écart de température plus grand qu en régme statonnare. L nconvénent majeur pour une telle méthode est la crossance consdérable du temps de tratement. L utlsaton des modèles numérques permet de dmensonner l ampltude des sources de chaleur et le temps d eposton des maquettes à ces sources pour pouvor détecter avec précson les défauts. D après l auteur, la détecton des défauts profonds, tels que les défauts d solaton caractérsés par un fable sgnal thermque nécesstent encore des études. Goldsten [3] est le seul auteur rencontré dans cette étude bblographque qu fat une quantfcaton du flu à l etéreur des bâtments. Il essae de mesurer les déperdtons de chaleur par le tot et d évaluer la résstance thermque de la structure en utlsant une caméra IR aérenne. Les études sont fates pendant la nut pour évter l nfluence du rayonnement solare. En effet, pendant la nut, la température du tot n est pas trop affectée par l ensolellement au cours de la journée et est due unquement au transfert de chaleur dans le tot. Les hypothèses smplfcatrces consdérées pour le calcul du flu de chaleur sont : le flu de chaleur est supposé undrectonnel, le régme est supposé quas-permanent, l n'y a n absorpton, n émsson, n dsperson dans l atmosphère, la surface du tot est consdérée grse et dffusante ; le cel et les éléments rayonnant autour de la surface sont supposés des corps nors, la caméra est consdérée parfate (le sgnal de sorte de la caméra est proportonnel à l énerge totale radante par unté de temps et de surface, dans la bande spectrale de fonctonnement de la caméra). Le calcul du flu ssu par la surface du tot est fat en tenant compte des échanges par convecton avec l ar entourant la surface et par rayonnement avec le cel. Le coeffcent de convecton est calculé pour des vtesses du vent comprses entre ms - (convecton naturelle) et 9 ms - (convecton forcée) à l ade de relatons emprques. Le flu radatf échangé entre la surface et le cel est calculé comme la dfférence entre le flu éms et le flu reçu. La dépendance entre l énerge rayonnée par le cel pendant la nut et la température de l ar est auss quantfée à l ade de relatons emprques. A partr de ces relatons on défnt une température spectrale du cel. On l appelle température spectrale parce qu elle est calculée pour la bande de longueur d onde de la caméra. Fnalement, on remarque que la température mesurée avec la caméra (température apparente) de la surface du tot est une foncton de la température réelle de la surface, des facteurs de formes radatfs : surface / cel et surface / éléments entourant, de l émssvté de la surface, de la température spectrale du cel, et de la température rayonnante des éléments envronnants. Les nombreu paramètres peuvent perturber les résultats et condure à des nterprétatons ambguës. Un paramètre mportant détermnant la température de la surface des tots est la vtesse du vent. Une autre varable est la température du cel. Ces varables peuvent dmnuer l nfluence de la résstance thermque de la structure du tot sur la température de la surface du tot. Une pette varaton de l émssvté de la surface provoque une grande varaton de la température mesurée avec la caméra (une varaton de % de l émssvté provoque une varaton de,5 C sur cette température). Même avec les hypothèses choses, la mesure des déperdtons de chaleur par le tot par thermographe nfrarouge reste dffcle à réalser. Copyrght EDF 4

19 Au laboratore DEEC, en Itale, Cardone [4] applque la thermographe pour évaluer le coeffcent convectf de transfert de chaleur. Des mesures de températures et de coeffcent de convecton sont réalsées pour deu types d écoulements : l écoulement de l ar dans un canal de secton rectangulare mun d un coude de 8, l écoulement de l ar autour d un cylndre de secton crculare dans un tunnel aérodynamque. Les températures sont quantfées à l ade d une caméra nfrarouge. On remarque que la procédure de mesure du coeffcent convectf dépend du nombre de Mach de l écoulement. Pour un nombre de Mach très nféreur à, la dfférence de température entre le courant d ar et la surface vsée, créée à cause de l écoulement (aerodynamc heatng), ne peut pas être mesurée par thermographe. Pour un nombre de Mach supéreur à, l énerge cnétque contenue dans le courant d ar détermne un écart de température entre la surface vsée (ntalement à la température ambante) et le courant d ar. Dans le cas de l écoulement subsonque, l est nécessare de créer une dfférence de température entre la surface vsée et l écoulement par une méthode actve: on peut chauffer sot l ar, sot la maquette par l ntermédare d un flm chauffant en mode dynamque ou statque (la méthode heated-thn-fol). La précson des mesures d un coeffcent de convecton, à l ade d une caméra nfrarouge, dépend de la connassance des éventuelles sources d erreurs lées à la maquette, au mleu envronnant et au système d acquston. L auteur met en évdence les erreurs provoquées par la méconnassance: du flu de chaleur par conducton perdu dans la drecton tangente à la surface vsée, du flu échangé par rayonnement entre la surface vsée et l ambance, de la foncton de transfert de la caméra et de la converson analogque / dgtale du sgnal (échantllonnage). Pour le tratement des données l utlse une applcaton qu, en général, mplque pour chaque thermogramme la réducton du brut par fltrage numérque, le calcul de la température, l évaluaton des pertes par rayonnement et des pertes latérales par conducton et le calcul du coeffcent de convecton. Les ncerttudes de mesure au nveau du champ de température sont de 3,5% dans le cas de la premère epérmentaton et de 5% dans le cas de la deuème epérmentaton... Détermnaton des dmensons des défauts. Okamoto et al [5] font une analyse des défauts dus à des couches d ar ou d eau par l étude de la dstrbuton anormale de la température de surface, en utlsant deu technques de chauffage d une maquette test. Les températures de la surface c et s (respectvement température avec et sans défaut) sont obtenues epérmentalement et analysées numérquement par la quantfcaton du flu par conducton autour du défaut. La dstrbuton anormale de température surfacque est lée à la propagaton de la chaleur dans les mleu possédant des proprétés thermques dfférentes. Pour la détecton du défaut nterne, ls utlsent deu méthodes de chauffage : la méthode de chauffage vertcal : le flu de chaleur est normal à la surface (c est le cas du rayonnement solare vers un bâtment ou d un corps de chauffe qu se trouve dans la promté d une paro). La maquette est solée sur les côtés et sur la face arrère pour mnmser les déperdtons de chaleur. La modfcaton de la température de surface au-dessus du défaut par rapport à celle sans défaut est générée par la Copyrght EDF 5

20 modfcaton du flu de chaleur surfacque, du coeffcent de transfert de chaleur, de la conductvté et de la dffusvté, la méthode horzontale : on crée une varaton de température autour du défaut. La maquette est mune à drote et à gauche de deu sources de chaleur, une chaude et une frode. Le flu de chaleur passe dans la maquette de la source chaude vers la source frode en contournant le défaut. Le gradent de température sur la surface autour du défaut est non unforme et dscontnu (stepwse). Les dfférences de températures entre c et s mesurées et calculées pour dfférentes dmensons et profondeurs d emplacement du défaut présentent des écarts. Ces écarts sont d autant mons grands que les dmensons du défaut sont plus pettes et la profondeur d emplacement est plus mportante. Une méthode largement répandue pour la caractérsaton des défauts est l analyse thermographque après applcaton d un pulse de chaleur (Vdeo Pulsed hermography). Cernusch et al. [6] essaent de détermner les dmensons d un défaut crculare par le calcul de la FWHM (largeur à m-hauteur) de la dfférence des températures entre la régon avec défaut et celle sans défaut. Ils analysent la varaton spatale de la dfférence de température sur la surface vsée entre la zone du défaut et la zone sans défaut. L analyse est réalsée en régme dynamque. La FWHM obtenue à partr de ces courbes de température est représentée en foncton du temps. L allure de la courbe, qu représente, conformément au modèle mathématque, une foncton lnéare de la racne carrée du temps, est trouvée plutôt parabolque. Les causes d écart entre résultats epérmentau et technques sont encore, à ce jour, neplquées. Boras et al. [7] veulent évaluer la profondeur du défaut en applquant une méthode nverse. Le problème de la détecton des défauts est résolu en combnant les epérmentatons et les méthodes numérques. La méthode epérmentale est fondée sur des mesures thermographques de la dstrbuton de température sur la surface vsée de la maquette. L équaton de la conducton est résolue en mono dmensonnel, bdmensonnel ou trdmensonnel et en régme dynamque. La méthode numérque est celle du volume fn. La smulaton thermque est obtenue avec un flu de chaleur constant. La maquette consste en une plaque en acer dans laquelle sont crées pluseurs défauts cylndrques de damètres égau localsés à dfférentes profondeurs. La maquette est solée sur les côtés et à l arrère pour évter les pertes latérales de chaleur. Les proprétés thermophysques des défauts sont très dfférentes des proprétés thermophysques du reste de la maquette, cette dfférence crée des modfcatons de la température de la surface. L étude prélmnare de la dstrbuton de température permet la localsaton du défaut et la détermnaton de sa talle (la talle de la projecton du défaut sur la surface vsée). L nconnue est la dmenson du défaut perpendcularement à la surface vsée. Cette dmenson peut être évaluée en utlsant la méthode nverse par analyse de la dstrbuton de la température surfacque. Dans ce cas la méthode numérque emploe une récursvté par rapport à la dmenson nconnue, en se basant sur la dfférence entre la température calculée et celle mesurée. Copyrght EDF 6

21 ..3 Modélsaton des thermogrammes des objets 3D En Pologne les études portent sur le tratement des thermogrammes des objets 3D, permettant une représentaton correcte des températures sur les surfaces D de l objet. Au laboratore du Mltary Unversty of echnology, Dulsk et al. [8] essaent de mettre au pont un logcel qu modélse l émsson nfrarouge d objets 3D. La méthode du rayon traceur est utlsée pour détermner les projectons D de l objet dans le plan de la vsée. L objet nécesste d abord une décomposton en surfaces D à l ade du logcel Autocad (le logcel professonnel utlsé dans les actvtés de concepton de dessns technques). Il s agt de décrre les objets comme un ensemble de surfaces à température et émssvté unformes. Le mleu envronnant est modélsé comme un seul plan ayant une dstrbuton complee de température et d émssvté. Les données d entrée ncluent la dstrbuton de températures et d émssvtés des surfaces de l objet modèle (obtenues en Autocad) détermnées à l ade des thermogrammes sur l objet réel, la géométre de l observaton, les condtons atmosphérques et les paramètres du système de détecton. L applcaton permet la détermnaton des mages D de l objet et du mleu entourant pour tout angle de vue (FOV) et pour toute drecton d observaton et toute localsaton du système de détecton par rapport à l objet observé. La méthode nécesste une connassance eacte de l objet de pont de vue sgnature nfrarouge et est applcable seulement dans le cas où le rayonnement solare nflue très peu. Au laboratore du echncal Unversty of Lodz, Wecek et al. [9] ont développé un logcel appelé hermovson qu trate smultanément des thermogrammes et des mages vdéo. Des procédures de tratement d mages ont été mplémentées parm lesquelles l égalsaton de l hstogramme, les fltres passe-bas et passe-haut, l etracton des contours, le changement d échelle (zoomng) sont les plus mportants. Le logcel permet l'améloraton des mages thermographques...4 Conclusons Il semble être possble de fare des mesures de température à l ade des références thermques pour corrger la dérve et l nfluence de l envronnement. Pour les géométres complees, l faut ajouter des références géométrques pour la correcton de la perspectve. Les mesures dovent être corrgées à l ade d un tratement d mage qu dmnue le brut, qu permet la prse en compte de dfférences d émssvté sur la surface vsée et la localsaton des défauts par des processus tels que la segmentaton. Pour quantfer les déperdtons, l faudra modélser l'écoulement de l'ar autour de la surface vsée. Cette modélsaton dot cbler des modèles smples des échanges convectfs de chaleur dans la couche lmte. Une valdaton des modèles sera réalsée par l'étude des échanges thermques dans une confguraton dont on connaît les caractérstques géométrques, les proprétés thermophysques et les paramètres radatfs. Copyrght EDF 7

22 . Bblographe []. B.. GRIFFIH and D. ARASEH, Buldng research usng nfrared magng radometers wth laboratory thermal chambers, Proceedng of the SPIE, Vol. 37, avrl 999 []. E. GRINZAO, V. VAVILOV,. KAUPPINEN, "Quanttatve nfrared thermography n buldngs", Energy and Buldngs 9 (998) -9, jun 997 [3]. G. GOLDSEIN, "Applcaton of aeral nfrared thermography to the measurement of buldng heat loss", ASHRAE rans., Vol. 84, 978 [4]. G. CARDONE, "Quanttatve nfrared thermography n thermo-flud-dynamcs", QIR 998, 8- [5]. Y. OKAMOO, A. KAMOI,. ISHII, "hermal analyss on nternal and surface flaws by means of an nfrared radometer", QIR 998, 7-76 [6]. F. CERNUSCHI, N. LUDWIG, P. ERUZZI, "Statstc based procedure for detect szng and epermental evaluaton of convecton phenomena by usng Vdeo Pulsed hermography", QIR 998, 3-35 [7]. I. BORAS, S. SVAIC, A. GALOVIC, "Mathematcal model for smulaton of defects under a materal surface appled to thermographc measurement", QIR 998, [8]. R. DULSKI, Z. SIKORSKI,. NIEDZIELA, "Modellng of nfrared magng for 3D objects", QIR 998, -4 [9]. B. WIECEK, S. ZWOLENIK, "Multchannel thermography systems for real-tme and transent thermal process applcaton", QIR 998, 3-36 Copyrght EDF 8

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25 Chaptre : Maquette d'étude Maquette d'étude Confucus

26 Nomenclature température, K t temps, s M pont appartenant à la frontère du domane de calcul k conductvté thermque, W m - K - h coeffcent de transfert par convecton, W m - K - abscsse, suvant l'épasseur de la maquette, m c chaleur massque, J kg - K - p Symboles grecs Φ flu thermque, W.m - Ω domane de calcul ρ masse volumque, kg m -3. opérateur dérvée partelle, frontère dfférence fne Indces et eposants o objet Copyrght EDF

27 . Introducton L'étude des déperdtons thermques nécesste le développement d'un modèle de transfert thermque radatf et convectf à la surface des paros des bâtments. Cela nécesste une connassance ehaustve de la géométre et des proprétés thermques et radatves des matérau composant les paros d'un bâtment, faute de quo une étude n stu n'est pas possble. La parte epérmentale de l'étude a donc été réalsée sur la maquette smplfée d'une paro présentant un défaut d'solaton. Cette maquette devat être conçue de telle sorte qu'une modélsaton smplfée de son comportement thermque sot possble. Le cho s'est orenté vers une closon solante plutôt que vers une paro porteuse en brques ou en parpangs qu aurat pu nous confronter à des problèmes lés au transfert de chaleur dans les mleu poreu et à une forte hétérogénété et ansotrope de la conductvté thermque de la paro.. Consttuton On utlse comme référence une paro multcouche de dmensons, m, m,7 m (cf. fgure..). La paro est composée de: cm de plâtre cartonné, cm de polystyrène epansé contenant au centre un défaut de cm cm rempl de plâtre (map), un flm chauffant couvrant la secton transversale de la paro (, m, m) et 4 couches de polystyrène epansé de 6 cm d'épasseur. La paro est solée sur les côtés etéreurs grâce à 8 cm de polystyrène etrudé. La surface vsée avec la caméra est la surface en plâtre cartonné. fgure..: composton de la maquette L'solaton arrère permet de drger 9 % du flu thermque total produt par le flm chauffant vers la face avant afn de mettre en évdence le défaut d'solaton. L'épasseur de cette solaton est obtenue sute à un calcul prélmnare du transfert de chaleur en conducton mono-dmensonnelle en régme statonnare. Les proprétés thermophysques des matérau Copyrght EDF 3

28 utlsés dans la constructon de la maquette ont les valeurs classques trouvées dans la lttérature. Les valeurs du coeffcent conducto-convectf global à la surface de la maquette sont celles ndquées dans le DU []. ableau..: proprétés thermodynamques Matérel Conductvté thermque Masse volumque Chaleur massque (-) (W.m -.K - ) (kg.m -3 ) (J.kg -.K - ) Map, Plâtre, Polystyrène epansé, Polystyrène etrudé,35 4 Le comportement de la maquette a été étudé pour deu valeurs de la pussance du flm chauffant. Dans le premer cas (fgure.3.) la pussance du flm chauffant est de 4 W/m² et dans le deuème cas (fgure.3.) la pussance du flm est de 48 W/m²..3 Instrumentaton L'nstrumentaton de la maquette est réalsée au moyen d'un flumètre et de pluseurs thermocouples. Un thermocouple de type K est utlsé pour mesurer la température du flm chauffant. La mesure de cette température permet d'un part d'évter de porter l'solant (polystyrène) à une température trop élevée et d'autre part d'avor un pont de comparason avec les smulatons. Deu autres mesures ponctuelles de température sur la face avant de la maquette sont réalsées à l'ade de thermocouples de surface de type K : une mesure dans la régon du défaut (ndquée dans les fgures.3. et.3. par une flèche nore) et une mesure dans la parte supéreure de la surface (ndquée dans les fgures.3. et.3. par une flèche blanche). Le flumètre mesure le flu total dans deu postons: au nveau du défaut (fgure.3.) et dans la parte supéreure de la maquette (fgure.3.). flumètre fgure.3.: mages nfrarouge de la maquette dans le cas d'une pussance du flm chauffant de 4W/m²; la poston des thermocouples ans que celles du flumètre sont ndquées sur l'mage par des flèches fgure.3.: mages nfrarouge de la maquette dans le cas d'une pussance du flm chauffant de 48W/m²; la poston des thermocouples ans que celles du flumètre sont ndquées sur l'mage par des flèches Copyrght EDF 4

29 Deu autres mesures de température sont réalsées toujours à l'ade de thermocouples de type K. On mesure la température de l'ar à envron cm d'écart par rapport à la surface latérale de la maquette. Afn d'effectuer une mesure correcte de la température de l'ar, le thermocouple est entouré par un cylndre en alumnum pour mnmser les échanges radatfs entre le thermocouple et l'envronnement. La température ans mesurée est consdérée comme la température de l'ar à l'nfn prse en compte dans les calculs d échange convectf. Enfn, une mesure ponctuelle de la température d'une des paros de l'encente epérmentale est mesurée à l'ade d'un thermocouple de type K. Cette température permet d'avor une estmaton de la température moyenne de l'envronnement (prse en compte dans les échanges radatfs). Paro de l encente epérmentale Vers la chaîne d acquston flm chauffant (K rouge) zone sans défaut (K vert) zone défaut (K orange) paro (K jaune) ar (K bleu) fgure.3.3: nstrumentaton de la maquette (emplacement des capteurs) Ces thermocouples sont drectement relés à des modules de condtonnement (Analog Devces, ref. 5B37-K-) qu condtonnent le sgnal électrque ssu du thermocouple en un sgnal analogque comprs entre et 5 V. L échelle de température mesurable avec un tel dspostf est [ C ; 35 C]. Pour réalser une mesure de flu sur la surface de la maquette, un flumètre Captec de dmensons 5 mm 5mm mm a été utlsé. La sensblté du flumètre, donnée par le Copyrght EDF 5

30 fabrcant, est de 5µ V (W m ). Le flumètre est relé à un module de condtonnement de tenson (Analog Devces, ref 5B3). Ce module amplfe le sgnal en entrée (comprs entre 5 mv, + 5mV 5 V, + 5V. [ ] dans un sgnal comprs entre [ ] fgure.3.4: chaîne de mesure: modules de condtonnement L'acquston des tensons fournes par les modules de condtonnement est réalsée à l'ade d'une carte d'acquston (PCI 635E) de Natonal Instrument plotée sous LabVew. Cette carte possède 6 entrées analogques dfférentelles et deu sortes analogques pouvant être utlsées en tant que voes de commande. La carte permet une fréquence d'échantllonnage mamale de ksamples/s (khz) et la numérsaton du sgnal analogque se fat sur une dynamque de 6 bts (sot nveau de quantfcaton). La plage de mesure (mamale [ V, + V] ) peut être ajustée afn d'amélorer la résoluton de l'échantllonnage. La plage,5v, +,5V ce qu correspond à une résoluton de,57µv. mnmale possble est [ ] fgure.3.5: chaîne de mesure: carte d'acquston / commande Copyrght EDF 6

31 Les caractérstques des modules d'acquston et de la carte sont données dans l'annees (vor Annees Chaptre ). Les mesures de température et de flu sont réalsées d'une façon smultanée (6 mesures smultanées). La fréquence d'échantllonnage peut être modfée à l'ade de l'applcaton LabVew. L'nterface utlsateur de l'applcaton que nous avons développée est présentée dans la fgure.3.6. Cette nterface permet la spécfcaton des voes d'acquston du sgnal ans que la plage de mesure. A travers l'nterface, l est possble de spécfer la fréquence (par défaut Hz). Les mesures sont présentées dans tros graphques: un graphque pour les 5 mesures de température et deu graphques pour la mesure du flu. Un des deu graphques permet d'observer l'évoluton des échanges sur un pett laps de temps (s); le deuème permet d'observer l'évoluton sur un laps de temps plus mportant (36s). fgure.3.6: IHM de l'applcaton d'acquston et tratement des données Afn de rédure le brut de mesure, les mesures sont moyennées par un fltre moyenneur dont la talle de fenêtre est spécfée par l'utlsateur à l'ade de l'ihm (dans le cas présenté dans la fgure.3.6, on fltre avec une fenêtre de ponts). En ce qu concerne la parte programmaton, LabVew est un envronnement de développement RAD qu propose un framework très rche en composants. Une applcaton LabVew est réalsée par l'utlsaton des composants en tant que prmtves de développement, la programmaton étant graphque (fgure.3.7). LabVew offre les moyens d'une programmaton structurée qu approche le concept de programmaton objet, pusque chaque VI (applcaton LabVew Vrtual Instrument) peut être défn comme un composant Copyrght EDF 7

32 qu pourra être ntégré dans un autre VI. Une llustraton de la mse en place de ce concept est présentée dans le dagramme de structure hérarchque de l'applcaton (fgure.3.8). fgure.3.7: le code de l'applcaton réalsé par une programmaton graphque fgure.3.8: dagramme hérarchque de l'applcaton Copyrght EDF 8

33 Avant d'être utlsés, les thermocouples ont été étalonnés dans l'eau entre C et 8 C (fgures.3.9 à.3.3). La référence en température utlsée est un thermomètre à mercure. Pour l'acquston des thermosgnau, la même chaîne d'acquston a été utlsée afn d'évter des écarts des courbes d'étalonnage par une permutaton des composants de la chaîne. ( C) Etalonnage thermocouple rouge Mesure Ajustement (mv) fgure.3.9: étalonnage des thermocouples (thermocouple rouge) ( C) Etalonnage thermocouple bleu Mesures Ajustement (mv) fgure.3.: étalonnage des thermocouples (thermocouple bleu) Copyrght EDF 9

34 ( C) Etalonnage thermocouple vert Mesures Ajustement (mv) fgure.3.: étalonnage des thermocouples (thermocouple vert) ( C) Etalonnage thermocouple orange Mesure Ajustement (mv) fgure.3.: étalonnage des thermocouples (thermocouple orange) Copyrght EDF 3

35 ( C) Etalonnage thermocouple jaune Mesure Ajustement (mv) fgure.3.3: étalonnage des thermocouples (thermocouple jaune) La dsperson des valeurs de température calculées à l'ade de la courbe d'étalonnage attent un mamum de,5 C. Pourtant, on estme une valeur de l'ncerttude 9 fos plus pette sur les valeurs de température mesurées sur la maquette, obtenues par la moyenne de 6 mesures réelles. Le fondement de cette estmaton est le théorème central lmte qu condut à une hypothèse de dstrbuton gaussenne des mesures..4 Comportement thermque Un calcul de la constante de temps de la maquette peut être fat à partr de la modélsaton des transferts thermques mono-dmensonnels. Il faut précser que c est un calcul appromatf parce qu'on ne tent pas compte des effets des pertes latérales sur le gradent de température sur les surfaces correspondantes. On consdère le transfert conductf monodmensonnel de chaleur en régme transtore. La température ntale de la maquette est égale à la température atmosphérque. Les phénomènes de transfert de chaleur par convecton et par rayonnement sur la surface de la maquette sont prs en compte par un coeffcent global de transfert de chaleur dont on mpose a pror la valeur. Le problème s écrt de la façon suvante : Copyrght EDF 3

36 Copyrght EDF 3 [ ] [ ] [ ] Ω Ω Φ Ω Ω Ω Ω t M t M h t M k t M t M k M M t M t M k t t M c p,, ), ), ( ( ), (,,, ), (,,) (,,, ), ( ), ( ρ (.4.) On a : Ω Ω Ω Polystyrène Plâtre h C fgure.4.: modélsaton de la maquette Φ K m W h W C (.3.) Le problème est résolu par dscrétsaton en volumes fns. On chost un mallage unforme d m,. L ncrément de temps, t, est calculé à partr des contrantes mposées par les prncpes de la thermodynamque [,3] : Ω + Ω c p k a t M k h t a t M t a ρ ), (, ) ( ), (, ) ( (.3.3) Les résultats de la smulaton et des mesures sont présentés sur les fgures.4. et.4.3.

37 La fgure.4. présente l évoluton de température de surface de la maquette après la mse en route du chauffage (Pussance de chauffe 3,5 Wm ) : empérature ( C) flm mesure flm modèle surface modèle surface mesure temps (s) fgure.4.: évoluton de température du flm chauffant et de la surface de la maquette dans la régon sans défaut; la température de la surface de la maquette est mesurée dans la parte supéreure (la poston du thermocouple est ndquée dans les fgures.3. et.3.) La fgure.4.3 présente l évoluton temporelle du flu total de chaleur: densté de flu (W/m²) Flu total mesure Flu conductf mesure Flu total modèle Flu conductf modèle temps (s) fgure.4.3: évoluton du flu total échangé au nveau de la surface de la maquette dans la régon sans défaut; le flu est mesuré mesurée dans la parte supéreure (la poston du thermocouple est ndquée dans la fgure.3.) Copyrght EDF 33

38 Ces courbes correspondent au flu de chaleur calculé dans l hypothèse où l accumulaton de la chaleur dans la paro est néglgeable. Dans ce cas, on peut supposer que le flu de chaleur transféré est égal au flu par conducton. Ces courbes représentent le flu "réel". La fgure.4.3 permet de comparer le flu mesuré à la surface de la paro et le flu calculé par le modèle D. Cette comparason est également effectuée en temps réel par le programme d acquston sous LabVew. On remarque que la durée du régme transtore est ben prédte par le modèle de transfert monodmensonnel de chaleur par conducton qu est dans ce cas d'envron 3h. Ce modèle nous a perms d'estmer la durée du régme transtore dans les dfférents cas d'étude. Copyrght EDF 34

39 .5 Bblographe []. DU "Règles h-k, règles de calcul des caractérstques thermques utles des paros de constructon", CSB, févrer 997 []. J.P. Holman : "Heat ransfer", Mc Graw Hll, 997 [3]. S. V. Patankar : "Numercal Heat ransfer and Flude Flow", Mc Graw Hll Copyrght EDF 35

40 Copyrght EDF 36

41 3 Chaptre 3 : Mesure par thermographe nfrarouge Mesure par thermographe nfrarouge hngs whch we see are not by themselves what we see. It remans completely unknown to us what the objects may be by themselves and form the receptvty of our senses. We known nothng but our manner of percevng them. Immanuel Kant

42 Copyrght EDF 38

43 Nomenclature p sgnal numérsé, mesurée par un détecteur, u.a.l mgpel valeur corrgée de la non-lnéarté du sgnal, u.a.l globalgan, offset et gan utlsés pour fare la compensaton du sgnal par rapport à la globaloffset température nterne de la caméra abspel valeur compensée du sgnal mesuré par un détecteur, u.a.l H O quantté des vapeur d'eau, % relhum humdté relatve de l'ar, % t température, C α coeffcent d'atténuaton pour une atmosphère sans vapeur d'eau, β coeffcent d'atténuaton pour une atmosphère avec vapeur d'eau, X facteur d'amplfcaton pour l'atténuaton, ε émssvté de la surface cble, τ transmttvté de la couche d'ar, R, B, F paramètre de la courbe d'étalonnage en température (Flr), température, K objectsgn al sgnal corrgé, u.a.l f rλ dstrbuton spatale spectrale, L lumnance, W/(m².sr) ' θ angle détermné par la normale à la surface et la drecton du rayonnement, ' Ω,Ω angle solde, sr R ( λ) sensblté spectrale du détecteur, l dstance caméra cble, m l dstance d'étalonnage de la caméra, m γ sensblté du détecteur, V/(Lumn) V tenson fourne par le detecteur, V A, B, C, D paramètre de la courbe d'étalonnage en température de la caméra, q échelon de quantfcaton, n valeur numérque du sgnal quantfé, b brut, u.a. N dynamque du sgnal, N nombre d'mages utlsées dans le calcul d'une mage moyenne, σ écart-type, u.a. ξ, η coordonnées normalsées dans le plans du doptre de sorte,, y coordonnées normalsées dans le plans mage, φ foncton d'aberraton, γ sensblté du détecteur, V/(Lumn) a erreur de fermeture M, N dmensons de l mage, pels g vecteur représentant l mage dstordue, u.a. f vecteur représentant l mage réelle, u.a. f vecteur représentant l mage restaurée n vecteur représentant le brut H matrce de la foncton de transfert de la caméra P matrce du Laplacen Q opérateur dérvé Copyrght EDF 39

44 G ~ F ~ F H ~ N ~ mage dstordue dans l espace de Fourer mage réelle dans l espace de Fourer mage restaurée dans l espace de Fourer noyau dans l espace de Fourer brut dans l espace de Fourer Symboles grecs Φ flu thermque, W.m - σ écart type α multplcateur de Lagrange δ mpulson de Drac I opérateur de Fourer Indces et eposants atmosphère, ar atm a o λ ' λ m λ e η envronnement radatf corps nor objet longueur d'onde drectonnel (rayonnement) hémsphérque (rayonnement) bande de longueur d'onde (rayonnement) mage moyenne le -ème terme bande de longueur d'onde (rayonnement) transposé espérance brut Copyrght EDF 4

45 3. Introducton L'énerge nfrarouge est une fracton du rayonnement appelé spectre électromagnétque. Le spectre électromagnétque content les rayons gamma, les rayons X, l'ultravolet, le vsble, l'nfrarouge, les mcro-ondes et les ondes rado. L'nfrarouge est la fracton du spectre électromagnétque comprse entre le vsble et les mcro-ondes. Donc, les ondes nfrarouges ont une longueur d'onde (µm-mm) plus grande que le vsble (45nm-7nm) et plus pette que les mcro-ondes (mm-m). La source prmare du rayonnement nfrarouge est le rayonnement thermque, autrement dt, la chaleur. En thermographe nfrarouge unquement deu partes du spectre nfrarouge sont généralement utlsées. Il s'agt, d une part, de ce qu'on appelle le proche nfrarouge (dans la bande 3µm-5µm) ce qu correspond au domane de traval des caméras nfrarouges à courte longueur d'onde (Short Wave), et d autre part, l'nfrarouge lontan, domane où les caméras travallent dans la bande 7,5µm-3µm (Long Wave). Les caméras nfrarouges fournssent une mage thermque. Le contraste dans une mage nfrarouge est proportonnel au contraste thermque de l'objet observé. Il est ben évdemment que l'observaton est d'autant plus ntéressante que le système caméra est capable de dscrmner des écarts de température fables. Cette capacté est lée à la résoluton thermque du système nfrarouge. La résoluton spatale défnt la dmenson des détals de l'objet qu sont à la lmte de la percepton, et l'éclarement équvalent au brut représente l'énerge mnmale à fournr au système pour qu'l délvre un sgnal au mons égal à son brut propre. Ans un objet de dmenson angulare supéreure à celle correspondant à la résoluton spatale du système émettant une énerge nfrarouge, telle que l'éclarement produt au nveau de la puplle d'entrée est supéreur à l'éclarement équvalent au brut du système, a toutes les chances d'être resttué correctement s la dfférence de température apparente entre lu-même et son envronnement est supéreure à la résoluton thermque. La température apparente est celle qu'aurat un corps nor placé dans le vde au même endrot que l'objet et produsant le même effet sur le capteur de rayonnement le détecteur. Il este alors une correspondance unque entre le sgnal électrque délvré et la température apparente de l'objet. D'autres crtères dans la caractérsaton radométrque des systèmes nfrarouges, et mplctement de la qualté de la mesure, forcément lés à ceu mentonnés précédemment, sont la réponse spectrale qu défnt les longueurs d'onde de fonctonnement (l s'agt de la bande passante du système, généralement défne par un ntervalle de longueur d'onde), la correspondance température-sgnal (donnée par la courbe d'étalonnage du système), la foncton de transfert optque, drectement lée à la résoluton spatale et qu agt sur la résoluton thermque du système, et la dérve. Copyrght EDF 4

46 3. La caméra nfrarouge Il este deu grandes catégores de caméras nfrarouges : les caméras à balayage et les caméras à matrce de détecteurs. Les systèmes à balayage sont des systèmes qu utlsent un pett nombre de détecteurs (un seul pour la plupart), ls comportent des mrors et un dspostf de balayage afn de "déplacer" le champ de vson du détecteur dans l'espace bdmensonnel et produre ans une mage. Les caméras à matrce de détecteurs ont des mllers de détecteurs rangés dans une grlle bdmensonnelle. Chacun des détecteurs vot une parte de la scène thermque et l n'y a donc beson d'aucun dspostf mécanque de balayage. Le sgnal fourn par chacun des détecteurs est traté par des multpleeurs électronques; le sgnal résultant sera soums à dvers tratements afn de créer une mage thermographque. Indfféremment de la catégore dont elle fat parte, une caméra nfrarouge présente toujours tros composants essentels : le détecteur, le système optque et le crcut électronque. Un détecteur de rayonnement transforme un sgnal optque ncdent, foncton de paramètres d'espace et de temps (qu peut être un flu, un éclarement ou toute autre grandeur tradusant une énerge électromagnétque) en sgnal électrque. Il este deu utlsatons des détecteurs []: en récepteurs de flu (l s agt alors de radométre) qu réalsent l'ntégraton spatale du sgnal optque et donnent une réponse foncton du temps, et en récepteurs d'mages pour lesquels l'ntégraton du sgnal porte sur le temps, la réponse étant foncton des varables d'espace. La lmtaton de la détecton des bas nveau de rayonnement est due à la superposton d'une composante aléatore le brut du sgnal de sorte. L'évaluaton du rapport entre le sgnal de sorte et le brut permet de donner un crtère de qualté de la détecton. Ce rapport dot être auss élevé que possble. Du pont de vue fonctonnement, les détecteurs appartennent à deu grandes classes : les détecteurs quantques et les détecteurs thermques. Les détecteurs quantques répondent à des quanta d'énerge. La courbe de réponse spectrale de ce type de détecteur est très peu étalée (surtout dans le cas d'un détecteur quantque ntrnsèque). Les détecteurs quantques sont très rapdes (pas d'nerte thermque) mas ls ont beson d'être refrods à des températures cryogénques (au alentours de 7K 9K) afn d'avor une bonne sensblté. Pour réalser le refrodssement, les caméras modernes utlsent des réfrgérateurs à cycle Strlng. On note qu'l y a tros types de détecteurs quantques: les détecteurs photoémssfs, les détecteurs photoconducteurs et les détecteurs photovoltaïques. Les détecteurs thermques ont une température qu vare s ls sont soums à un rayonnement nfrarouge et fournssent un sgnal foncton de leur propre température. Leur réponse spectrale est beaucoup plus étalée que dans le cas des détecteurs quantques. Ces détecteurs répondent mons vte que les détecteurs quantques mas travallent à la température ambante et ont beson seulement d'un stablsateur thermoélectrque pour ben fonctonner. Leur rapdté de réponse peut être amélorée en dmnuant leur talle. Parm les prncpau types de détecteurs on trouve les mcro-bolomètres, les détecteurs pyroélectrques et les thermoples. Les caractérstques essentelles des détecteurs (thermques ou quantques) sont leur sensblté, qu tradut le rapport de transformaton d'un sgnal optque en sgnal électrque et leur constante de temps (ou temps de réponse) qu représente le temps nécessare pour que le sgnal électrque en sorte du détecteur attegne 63% de sa valeur fnale lorsqu'l est soums à un changement brusque d'éclarement. Copyrght EDF 4