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Caméras thermiques : Mesurer facilement les températures de surface avec le rayonnement infrarouge
Une caméra thermique est une caméra infrarouge qui, comme un thermomètre infrarouge, permet de mesurer la température des surfaces sans contact. Le résultat de la mesure est émis sous forme d'image thermique.
Les caméras thermiques sont utilisées par exemple dans l'industrie, le bâtiment et la chasse.
Pour savoir ce qui caractérise concrètement ces appareils et ce à quoi vous devez faire attention lors de l'achat, consultez notre guide.
Plus un corps ou un objet est chaud, plus le rayonnement infrarouge émis par le corps ou l'objet est intense. C'est cette propriété qu'exploite une caméra thermique. Les caméras thermiques sont des appareils de mesure par imagerie, similaires aux caméras numériques traditionnelles, qui permettent de mesurer la température sans contact. Elles rendent le rayonnement thermique visible et affichent la température de surface des objets sous forme d'image. Le terme technique pour cette méthode est la thermographie.
Comme une caméra numérique, une caméra thermique est équipée d'une lentille, d'un capteur, d'un écran intégré et d'un système électronique. Toutefois, à la différence d'une caméra numérique, le capteur n'est pas un capteur d'image, mais un détecteur qui enregistre le rayonnement infrarouge. Le système électronique rend le rayonnement visible sur l'écran intégré en convertissant les signaux correspondants en signaux électriques et en affichant la température de l'environnement enregistré sous forme d'image colorée. L'orange et le rouge représentent les températures chaudes, le bleu et le vert les températures froides. Comme l'image thermique représente exclusivement l'environnement thermique, il est parfois difficile de savoir à quel objet concret se rapporte la mesure. C'est pourquoi certains appareils sont également équipés d'un appareil photo numérique, de sorte que l'environnement ou l'objet sont photographiés en même temps que l'image thermique.
Les caméras thermiques sont disponibles sous forme d'appareils mobiles, de caméras infrarouges de conception plus complexe avec accessoires et de pyromètres. Les appareils mobiles, appelés caméras de poche, sont utilisables sans autres accessoires et sont utilisés dans le domaine privé. Pour l'utilisation professionnelle, on utilise des caméras infrarouges plus grandes et plus puissantes, pour lesquelles on trouve des accessoires tels que différentes lentilles ou des logiciels pour la thermographie. Par pyromètre, on entend un thermomètre infrarouge doté d'un écran sur lequel s'affiche non seulement la température mesurée, mais aussi une image thermique. La batterie d'une caméra thermique peut être rechargée via micro-USB ou USB-C. La caméra thermique peut également être utilisée en tant qu'appareil de mesure.
Les caméras thermiques ont été développées à l'origine pour l'armée et sont utilisées par l'armée, la police et les pompiers pour localiser des personnes.
Dans le domaine de la chasse, les caméras thermiques sont utilisées pour repérer les animaux cachés dans les sous-bois ou déjà abattus.
Dans l'industrie, les caméras thermiques permettent de contrôler les pièces à usiner. Dans le bâtiment, les caméras thermiques permettent de détecter des fuites ou des défauts d'étanchéité.
Les pompiers utilisent des caméras thermiques pour trouver des foyers d'incendie difficiles à détecter.
En médecine, une caméra thermique permet de diagnostiquer des inflammations ou des troubles de la circulation sanguine.
Chez les particuliers, les caméras sont surtout utilisées comme gadgets.
Mais du point de vue des économies d'énergie, une caméra thermique est également utile chez les particuliers pour détecter les fenêtres et les portes non étanches, car la température est moins élevée à un endroit exposé aux courants d'air.
Une caméra thermique dispose d'une mémoire interne sur laquelle sont stockées les images enregistrées.
L'espace de stockage peut souvent être étendu à l'aide d'une carte SD.
La plupart des caméras peuvent être connectées à une imprimante ou à un ordinateur via un port USB, ce qui permet d'imprimer ou de traiter les images.
Pour les documentations professionnelles, il existe un logiciel spécial de thermographie.
Celui-ci permet, outre l'enregistrement chronologique des images, une analyse des images, une représentation sous forme de diagramme et une création simple de rapports.
Il est également possible de suivre et d'évaluer des enregistrements en direct de la caméra thermique via un logiciel.
En règle générale, les solutions logicielles sont compatibles avec Windows, Mac et Linus.
Critères d'achat des caméras thermiques - qu'est-ce qui est important ?
Avec une caméra thermique, une mesure précise et un grand nombre de pixels sont essentiels pour obtenir une image pertinente et détaillée. La sensibilité thermique indique la plage dans laquelle une caméra thermique peut détecter les températures. Elle est également appelée résolution thermique, exprimée en millikelvin (mk) et indique la plus petite différence de température possible que l'appareil de mesure est capable de détecter. Plus les différences de température détectées sont fines, plus la mesure est précise. À titre indicatif, les appareils haut de gamme ont une résolution thermique inférieure à 15 mk.
Les caméras thermiques simples peuvent détecter des températures comprises entre -20 °C et 120 °C. Les appareils plus sophistiqués sont capables de détecter des températures allant jusqu'à -40 °C dans la zone négative. En ce qui concerne les températures supérieures au point de congélation, certains appareils de mesure peuvent détecter jusqu'à 400 °C, et même 3 000 °C pour les appareils haut de gamme.
Plus la résolution et le nombre de pixels de l'image sont élevés, plus il est possible de distinguer des détails tels que des fils chauds sur l'image thermique. Le nombre de pixels est déterminé par le détecteur. Le nombre de pixels n'est pas comparable à celui d'un appareil photo numérique et est nettement inférieur. Les caméras thermiques simples n'ont que 80 x 80 pixels. Les caméras thermiques les plus courantes sont celles de 160 x 120 pixels, 320 x 240 pixels ou 640 x 480 pixels. Toutefois, les caméras industrielles haut de gamme sont également disponibles avec 1280 x 960 pixels.
Outre la résolution du détecteur, la résolution géométrique a une influence sur la qualité de l'image. Il s'agit d'une part de la distance à laquelle la caméra peut prendre des photos et d'autre part de la partie de l'image qui est indiquée comme angle d'ouverture. Plus la portée de la caméra est élevée, plus la distance à laquelle vous pouvez prendre des photos est grande. Un angle d'ouverture de 56° x 42° permet un cadrage plus large qu'un angle d'ouverture de 20° x 20°.
Notre conseil pratique : Caméras thermiques pour smartphone
Pour l'utilisation privée ou mobile d'une caméra thermique, il est pratique d'utiliser l'appareil de mesure avec le smartphone. Il existe pour cela des caméras dites "plug-in", qui se connectent au smartphone via un port USB-C ou Lightning. Les caméras enfichables ont moins de pixels et une sensibilité thermique plus faible que les caméras thermiques autonomes, mais elles sont souvent suffisantes pour un usage occasionnel. La prudence est de mise avec les applications utilisées comme caméras thermiques. Il s'agit le plus souvent d'une simple simulation d'images thermiques, où les photos sont affichées dans les couleurs des images thermiques. Un smartphone ne dispose en général que de capteurs d'images et pas des détecteurs infrarouges nécessaires.
Qu'est-ce que Focal Plane Array ?
Focal Plane Array est un autre nom pour un détecteur thermique tel qu'il est utilisé dans les caméras infrarouges, mais aussi dans les appareils astronomiques ou médicaux, ainsi que dans les bolomètres.
Existe-t-il des objets qui ne peuvent pas être détectés par une caméra thermique ?
La capacité d'un objet à être détecté par une caméra thermique dépend non seulement de la qualité de la caméra thermique, mais aussi de la mesure dans laquelle il émet et rayonne de la chaleur. Le rayonnement infrarouge est particulièrement bien visible sur les objets lisses et brillants. Cependant, il n'est pas possible de voir un objet à travers une feuille d'or, du polystyrène, du verre ou des murs avec une caméra thermique.
Pourquoi existe-t-il des caméras thermiques de refroidissement ?
Dans les caméras thermiques de refroidissement, le détecteur de la caméra est refroidi. Cela permet d'obtenir un résultat de mesure particulièrement précis, qui n'est pas faussé par la chaleur propre des mains ou la température ambiante.