Introduction

Lorsque deux thermomètres infrarouges mesurent le même objet, leurs indications ne sont pas toujours strictement identiques. Par exemple, un appareil peut afficher 82,3°C et l’autre 84,0°C.

Cela ne signifie pas nécessairement que l’un des instruments est défectueux. La mesure infrarouge dépend non seulement de la température réelle de la surface, mais aussi de l’émissivité, de la zone mesurée, de la distance, de l’angle de visée, du rayonnement ambiant réfléchi et des caractéristiques de précision de l’instrument.

Il ne faut donc pas juger l’état de deux thermomètres uniquement à partir d’un écart constaté lors d’une mesure. Il convient d’abord de vérifier que les deux instruments sont utilisés dans des conditions identiques et appropriées.

Points essentiels

● Un faible écart entre deux thermomètres infrarouges n’est pas nécessairement anormal.
● Des réglages d’émissivité différents constituent une cause fréquente d’écart.
● Des rapports D:S (Distance-to-Spot Ratios) différents impliquent des zones de mesure différentes.
● La distance, l’angle de visée, l’état de surface et le rayonnement ambiant réfléchi influencent la mesure.
● Deux modèles peuvent différer par leur précision, leur réponse spectrale, leur temps de réponse et leur état d’étalonnage.
● Pour une comparaison fiable, l’émissivité, la distance, l’angle, le point de mesure et l’environnement doivent être aussi similaires que possible.

Pourquoi un même objet peut-il donner des températures différentes ?

Un thermomètre infrarouge ne mesure pas directement la température interne de l’objet. Il détecte le rayonnement infrarouge provenant de la surface cible, puis le convertit en valeur de température en fonction des réglages et du traitement interne de l’appareil.

Ainsi, même sur un objet identique, des conditions radiatives différentes au niveau du détecteur peuvent produire des valeurs différentes.

Ce phénomène est particulièrement visible sur les métaux, les surfaces brillantes, les petites cibles, les surfaces présentant une température non uniforme et dans les environnements thermiques complexes.

Des réglages d’émissivité différents modifient directement le résultat

L’émissivité est l’un des paramètres essentiels de la thermométrie infrarouge.

Si les deux appareils permettent son réglage, mais que l’un est réglé sur 0,95 et l’autre sur une valeur différente, les températures indiquées peuvent différer même si les deux thermomètres visent exactement le même point.

L’effet est particulièrement important pour les matériaux à faible émissivité, notamment :

● L’acier inoxydable poli ;
● L’aluminium ;
● Le cuivre ;
● Les surfaces chromées ;
● Les autres métaux brillants.

Avant toute comparaison, il convient de vérifier que les deux instruments utilisent la même valeur d’émissivité et que celle-ci est adaptée au matériau mesuré.

Si les thermomètres utilisent une émissivité fixe, il faut également vérifier que leurs valeurs fixes sont identiques.

Les deux appareils ne mesurent pas nécessairement la même zone

Un thermomètre infrarouge ne mesure pas uniquement le point laser. Il reçoit le rayonnement d’une zone circulaire ou approximativement circulaire de la surface.

La taille de cette zone dépend du rapport D:S (Distance-to-Spot Ratio) et de la distance de mesure.

Par exemple :

● Premier appareil : rapport D:S de 12:1 ;
● Deuxième appareil : rapport D:S de 50:1.

Même placés à la même distance, ces deux instruments peuvent donc couvrir des surfaces de dimensions très différentes.

Si la cible présente un gradient thermique, par exemple un centre plus chaud et une périphérie plus froide, les deux thermomètres peuvent afficher des valeurs différentes parce qu’ils intègrent le rayonnement provenant de zones différentes.

Deux appareils peuvent donc sembler viser le même point tout en mesurant des surfaces réellement différentes.

La distance de mesure peut également influencer le résultat

Lorsque la distance entre le thermomètre infrarouge et la cible augmente, le diamètre du spot de mesure augmente généralement lui aussi.

Si la cible est petite et que le spot dépasse ses limites, le thermomètre reçoit également du rayonnement provenant de l’environnement situé autour de la cible.

Par exemple, lors de la mesure d’une conduite chaude devant un mur plus froid, une distance excessive peut entraîner la détection simultanée de :

● La conduite chaude ;
● La paroi environnante ;
● D’autres zones de fond.

La valeur affichée peut alors représenter l’influence combinée de plusieurs zones plutôt que la température réelle de la conduite seule.

Si les deux appareils possèdent des rapports D:S différents, cet effet peut être encore plus marqué.

Un angle de mesure différent peut modifier la lecture

Il est généralement préférable de mesurer aussi perpendiculairement que possible à la surface cible.

À un angle important, la forme et la surface du spot changent, tandis que les conditions de réflexion peuvent également évoluer.

Cela est particulièrement important pour les métaux brillants. Une légère modification de l’angle peut permettre au détecteur de recevoir un rayonnement infrarouge réfléchi provenant de :

● Personnes ;
● Luminaires ;
● Équipements de chauffage ;
● Plafonds ;
● Objets chauds à proximité.

Deux thermomètres visant la même cible sous des angles différents peuvent donc afficher des températures différentes.

La température de la surface cible peut ne pas être uniforme

Mesurer le « même objet » ne signifie pas que chaque point de sa surface possède exactement la même température.

De nombreuses cibles réelles présentent des gradients thermiques, par exemple :

● Différentes zones d’un carter de moteur ;
● Raccords de tuyauterie ;
● Centre et bord d’une plaque chauffante ;
● Composants électroniques ;
● Zones proches de roulements mécaniques.

Un décalage de seulement quelques millimètres ou centimètres entre les deux points visés peut suffire à produire des mesures différentes.

Plus la cible est petite et plus la variation thermique est importante, plus cet effet devient sensible.

Pour une comparaison correcte, il est donc préférable de définir un point de mesure précis.

Les spécifications de précision peuvent être différentes

Tout instrument de mesure possède une précision ou une erreur admissible spécifiée.

Deux thermomètres infrarouges peuvent différer par :

● Leur précision de mesure ;
● Leur plage de température ;
● Leur résolution d’affichage ;
● Leur répétabilité ;
● Leur plage de réponse spectrale ;
● Leur temps de réponse ;
● Leur compensation de température ambiante.

Même lorsque les deux appareils fonctionnent correctement, leurs indications ne sont donc pas nécessairement identiques.

Il convient de comparer les résultats avec les spécifications de précision indiquées dans la documentation de chaque instrument.

Si l’écart observé reste compatible avec les tolérances spécifiées des deux appareils, il ne suffit pas à conclure qu’un thermomètre est défectueux.

Les conditions ambiantes et le rayonnement réfléchi peuvent également créer des écarts

Le thermomètre infrarouge détecte le rayonnement propre de la cible, mais le rayonnement infrarouge provenant de l’environnement et réfléchi par la surface peut également influencer la mesure.

Cet effet est particulièrement important sur les matériaux à faible émissivité.

Lors de la mesure d’une surface brillante en acier inoxydable, le résultat peut par exemple être influencé par le rayonnement provenant de :

● Équipements chauds ;
● Fours ou chauffages ;
● Rayonnement solaire ;
● Luminaires ;
● Opérateurs.

Si les deux thermomètres sont placés différemment ou utilisés sous des angles différents, ils peuvent recevoir des niveaux différents de rayonnement ambiant réfléchi.

L’état de l’optique et de l’étalonnage doit également être vérifié

La poussière, l’huile, la condensation ou d’autres contaminations sur l’optique infrarouge peuvent modifier la quantité d’énergie reçue par le détecteur.

Deux appareils ayant des historiques d’utilisation différents peuvent également présenter des états d’entretien ou d’étalonnage différents.

Avant une comparaison formelle, il convient de vérifier :

● La propreté de l’optique infrarouge ;
● L’état de la batterie ;
● La présence éventuelle de chutes ou de chocs antérieurs ;
● Une exposition prolongée à une température ou une humidité élevée ;
● Le respect de l’intervalle recommandé de vérification ou d’étalonnage.

Après un choc important ou en présence d’un écart systématique important et stable, une vérification ou un étalonnage à l’aide d’une source de référence appropriée est recommandé.

Comment comparer correctement deux thermomètres infrarouges ?

Pour déterminer si l’écart entre deux appareils est raisonnable, les conditions de mesure doivent être maîtrisées aussi rigoureusement que possible.

Il est recommandé de :

● Utiliser une même cible stable et présentant une température de surface uniforme ;
● Régler les deux appareils sur la même émissivité appropriée ;
● Maintenir une distance de mesure aussi similaire que possible ;
● Mesurer aussi perpendiculairement que possible à la surface ;
● Viser exactement la même zone ;
● Vérifier que la cible est nettement plus grande que le spot de mesure des deux appareils ;
● Éviter les réflexions provenant du soleil, de radiateurs ou d’autres sources thermiques intenses ;
● Attendre que la température de la cible soit relativement stable ;
● Effectuer plusieurs mesures plutôt que de comparer une seule lecture.

Pour une vérification plus rigoureuse de la précision, il convient d’utiliser une source de rayonnement de référence ou un calibrateur corps noir présentant une température connue et des caractéristiques radiatives appropriées.

Pourquoi ne faut-il pas utiliser l’un des thermomètres comme « référence » pour l’autre ?

Les deux thermomètres infrarouges possèdent chacun leur propre erreur de mesure. La valeur affichée par l’un d’eux ne peut donc pas être considérée automatiquement comme la température réelle.

Par exemple, si un thermomètre affiche 100°C et l’autre 102°C, ces deux valeurs ne permettent pas à elles seules de déterminer lequel est le plus exact.

Pour connaître l’erreur réelle, les instruments doivent être comparés à une source ou à un système de référence présentant une température traçable.

La comparaison directe de deux thermomètres peut aider à identifier une anomalie évidente, mais elle ne remplace pas une vérification métrologique ou un étalonnage approprié.

FAQ

Un écart de 1 à 2°C entre deux thermomètres infrarouges est-il normal ?

Il n’est pas possible de répondre uniquement à partir de l’écart. Il faut tenir compte de la température mesurée, des spécifications de précision des deux appareils et des conditions réelles de mesure. Si l’écart reste compatible avec les tolérances spécifiées, il ne traduit pas nécessairement un défaut.

Pourquoi les deux appareils sont-ils plus proches sur une surface noire que sur du métal ?

De nombreuses surfaces noires et non métalliques ont une émissivité relativement élevée et sont généralement moins sensibles au rayonnement ambiant réfléchi. Les métaux brillants présentent souvent une faible émissivité et une forte réflectivité, ce qui augmente l’influence du réglage d’émissivité et du rayonnement réfléchi.

Pourquoi les valeurs diffèrent-elles alors que les deux points laser sont au même endroit ?

Le laser sert principalement à la visée et ne représente pas la zone de mesure réelle. Celle-ci dépend de l’optique, du rapport D:S et de la distance de mesure. Les points laser peuvent donc coïncider alors que les spots réellement mesurés sont différents.

Comment savoir quel thermomètre infrarouge est le plus précis ?

Une simple comparaison entre les deux instruments ne permet pas de le déterminer de manière fiable. Il faut utiliser une source de rayonnement de référence de température connue, présentant un champ thermique stable et des caractéristiques radiatives appropriées, tout en tenant compte des spécifications de chaque appareil.

Faut-il réparer les thermomètres s’ils présentent toujours un écart important ?

Il convient d’abord d’éliminer les causes liées à l’émissivité, à la distance, à l’angle, à la taille de la cible, au rayonnement réfléchi et à la contamination de l’optique. Si un écart important et stable subsiste dans des conditions contrôlées ou face à une source de référence appropriée, une vérification professionnelle ou un étalonnage est recommandé.

Conclusion

Il est courant que deux thermomètres infrarouges donnent des valeurs différentes lorsqu’ils mesurent le même objet. L’origine de l’écart peut être liée aux instruments eux-mêmes ou aux conditions de mesure.

L’émissivité, le rapport D:S, la distance, l’angle de mesure, la répartition de température sur la surface, le rayonnement réfléchi, la précision et l’état d’étalonnage peuvent tous influencer le résultat.

Un écart entre deux valeurs ne doit donc pas être interprété automatiquement comme un défaut. La comparaison doit être réalisée dans des conditions cohérentes et évaluée en fonction des spécifications de précision des deux instruments.

Pour vérifier la précision réelle d’un thermomètre infrarouge, il faut utiliser une source de rayonnement de référence appropriée ou un équipement professionnel d’étalonnage plutôt qu’un second thermomètre infrarouge comme référence.