UTILISATION DE LA THERMOGRAPHIE INFRAROUGE EN MAINTENANCE PREVENTIVE CONDITIONNELLE

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1 UTILISATION DE LA THERMOGRAPHIE INFRAROUGE EN MAINTENANCE PREVENTIVE CONDITIONNELLE

2 -1- Quelques rappels de physique Différence entre température et chaleur Température Échange de chaleur et équilibre thermique La chaleur Le rayonnement Le rayonnement infrarouge

3 -1-4- Transmission, émission, absorption et réflexion de l'énergie thermique Principe de conservation de l'énergie :

4 -2-1- Visible, invisible et imaginaire... (ou comment est élaboré un thermogramme) Dans le visible nous savons faire des photographies. Dans l'infrarouge thermique, grâce à un imageur ou une caméra, nous savons faire des thermogrammes. Un thermogramme est une image qui donne la température des différents corps qui la constituent. Avant de voir comment ces températures sont obtenues, allons faire un tour dans l'imaginaire... Je vous demande donc de faire un effort d'imagination.

5 Ci-dessous une photo de la rue qui passe au pied d'un immeuble. La photo est prise du cinquième étage.

6 Imaginons que nous possédons une boîte noire capable de nous donner en plus sur la photo : - le sens du déplacement, - la vitesse de chaque véhicule (mesurée par notre boîte), nous obtenons "l'autogramme" ci-dessous... Dans l'imaginaire notre boîte noire mesure directement la vitesse des voitures.

7 Que fait l'imageur infrarouge? Il ne mesure pas les températures, il mesure des flux de chaleur rayonnée... Regardons comment est le flux de chaleur dans différents cas :

8 En fonction de ce flux de chaleur et de trois paramètres (que l'opérateur doit fournir à l'imageur) notre appareil est capable de calculer les températures des différents corps présents sur le thermogramme. Nous fournirons donc à la caméra les trois paramètres - l'émissivité ε - la température ambiante - La température réfléchie d'environnement Remarques : -1- S'il n'y a pas flux de chaleur, l'appareil est incapable de donner la température des corps. -2- Une erreur sur l'un des trois paramètres et les températures fournies par l'imageur seront fausses...

9 Conséquences : Avec une caméra infrarouge il est impossible de faire une mesure exacte de température. Si une caméra affiche des températures fausses c'est que l'opérateur l'a mal réglée!

10 -2-2- Hypothèse faite en maintenance Nous admettrons que les corps sont opaques, donc que leur transmission est nulle. Du principe de conservation de l'énergie il nous reste: EMISSION + REFLEXION = 1

11 Conséquence 1 : Il ne faut jamais interposer entre la caméra et la scène dont nous voulons obtenir le thermogramme, un obstacle (exemple : un hublot) qui, inévitablement perturbe la mesure. Conséquence 2 : On ne peut faire que des mesures de température de surface.

12 -3- Comment utiliser correctement une caméra : Évaluer correctement l'émissivité ε du corps dont on veut connaître la température Mesurer la température ambiante Effet "miroir" et erreur possible de diagnostic Pour les infrarouges les métaux sont des miroirs imparfaits mais ils viendront perturber nos thermogrammes Mesurer la température réfléchie d'environnement

13 Thermogramme 1 Il semble qu'il y a un point chaud... Thermogramme 2 Ce n était qu un «effet miroir»

14 -3-5- Comment mesurer la température des métaux Prenons une plaque de cuivre neuve, assez brillante et propre, son émissivité est voisine de 0,2. Collons sur cette plaque un morceau d'adhésif noir. Son émissivité est connue, elle est de 0,95. La température mesurée sur la plaque de cuivre serait fausse, mesurée sur l adhésif noir, elle sera correcte

15 Réglage de l étendue de la température et de la sensibilité Revenons à "l'autogramme". Vitesse en km/h Nous savons que le véhicule rouge roule à plus de 40 km/h, mais respecte-t'il la limitation de vitesse de 50 km/h? Nous ne pouvons pas le savoir.

16 Réglage de l étendue de la température et de la sensibilité Maintenant nous savons qu'il est en excès de vitesse... De même qu'ici il nous a fallu choisir correctement la gamme des vitesses à coloriser, pour l'imageur il nous faudra choisir correctement l étendue de la température et la sensibilité

17 Réglage de l étendue de la température et de la sensibilité Sensibilité : 35 C Sensibilité : 35 C Étendue de la température : Étendue de la température : 0 à 35 C 20 à 55 C

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20 Mise en évidence de l effet «miroir»

21 Mise en évidence de l effet «miroir»

22 Mise en évidence de l effet «miroir»