Introduction

Un thermomètre infrarouge détermine la température de surface d'un objet en détectant le rayonnement infrarouge qu'il émet. La mesure s'effectue donc sans contact.

Cela ne signifie toutefois pas que les conditions ambiantes sont sans influence sur le résultat.

Lorsqu'un thermomètre infrarouge passe directement d'un environnement froid à un atelier chaud, ou lorsqu'il est exposé à de forts courants d'air, à un rayonnement thermique intense ou à des variations rapides de température, son détecteur infrarouge, son système optique et son dispositif de compensation thermique peuvent ne pas être immédiatement en équilibre thermique.

Pendant cette phase de transition, les mesures répétées sur une même cible peuvent dériver avant de se stabiliser.

Pour les applications nécessitant une bonne précision et une excellente répétabilité, des conditions ambiantes relativement stables sont donc importantes.

Points essentiels

● L'état thermique du thermomètre infrarouge lui-même peut influencer la stabilité de la mesure.
● Une variation rapide de la température ambiante peut perturber temporairement la compensation thermique interne.
● Les courants d'air importants, les sources de chaleur proches et le rayonnement solaire direct peuvent augmenter l'incertitude de mesure.
● Après un changement important de température ambiante, l'instrument doit disposer d'un temps d'acclimatation suffisant.
● Un environnement stable ne signifie pas une température parfaitement constante, mais l'absence de variations brutales pendant la mesure.

Pourquoi les variations de l'environnement influencent-elles la mesure infrarouge ?

Un thermomètre infrarouge ne se contente pas de recevoir un rayonnement et d'afficher directement une température.

Il comprend généralement un détecteur infrarouge, un système optique, un capteur de température interne ou ambiante et des circuits électroniques de compensation.

Le calcul de température tient compte à la fois de l'énergie infrarouge détectée et de l'état thermique de l'instrument.

Lorsque la température ambiante varie fortement en peu de temps, le boîtier, l'optique, l'électronique et le détecteur ne se réchauffent ou ne se refroidissent pas nécessairement à la même vitesse. L'appareil peut alors se trouver temporairement hors équilibre thermique.

Par exemple, un thermomètre resté plusieurs heures dans un véhicule froid reste lui-même froid lorsqu'il est immédiatement introduit dans un atelier chauffé.

Une certaine dérive de mesure peut apparaître jusqu'à ce que l'instrument se stabilise.

Quel est l'effet d'une variation rapide de la température ambiante ?

La plupart des thermomètres infrarouges disposent d'une compensation de température ambiante et sont conçus pour fonctionner normalement dans une plage de température spécifiée.

Une variation normale de la température ambiante n'entraîne donc pas automatiquement une mesure incorrecte.

Le principal problème concerne les changements importants sur une courte période.

Les situations courantes comprennent :

● Le passage direct d'un local climatisé à un environnement extérieur chaud ;
● Le passage d'un environnement hivernal froid à un atelier chauffé ;
● Le déplacement d'une zone réfrigérée vers une zone de production chaude ;
● L'utilisation immédiate d'un appareil resté longtemps dans un véhicule ;
● Les déplacements fréquents entre des équipements à haute température et des zones à température ambiante normale.

Dans ces situations, il est préférable de laisser l'instrument s'acclimater avant d'effectuer des mesures exigeant une grande précision.

Les forts courants d'air peuvent-ils affecter la mesure ?

Les mouvements d'air ne modifient pas directement le principe de la mesure infrarouge. Ils peuvent cependant influencer indirectement le résultat en modifiant la température de surface de la cible ou la température de l'instrument.

À proximité d'une bouche de ventilation, d'un ventilateur industriel ou d'un flux d'air rapide, un courant d'air continu peut refroidir ou réchauffer la surface mesurée.

Le thermomètre peut alors mesurer correctement la température réelle de cette surface, mais cette valeur représente les conditions actuelles sous l'effet du flux d'air. Elle ne correspond pas nécessairement à la température interne de l'équipement ni à celle qui existerait sans courant d'air.

Un flux d'air chaud ou froid dirigé directement vers le thermomètre peut également modifier rapidement la température de l'appareil et prolonger son temps de stabilisation.

Pourquoi faut-il tenir compte des sources de chaleur proches ?

Dans l'industrie, les fours, appareils de chauffage, conduites chaudes, moteurs et autres équipements peuvent produire un rayonnement thermique important.

Une exposition prolongée à ces sources peut progressivement chauffer le boîtier, l'optique et les composants internes du thermomètre.

De plus, une surface brillante ou à faible émissivité peut réfléchir le rayonnement infrarouge provenant d'objets chauds situés à proximité. La température affichée peut alors être supérieure à la température réelle de la surface cible.

Dans un environnement chaud, il est recommandé de :

● Éviter une exposition prolongée de l'instrument à un rayonnement thermique intense ;
● Éviter que le soleil ou une forte source de chaleur ne rayonne directement sur l'optique ;
● Tenir compte des réflexions infrarouges lors de la mesure de surfaces métalliques ou à faible émissivité ;
● Effectuer la mesure depuis une position aussi stable que possible ;
● Répéter les mesures importantes afin d'en vérifier la cohérence.

Le rayonnement solaire direct peut-il influencer la mesure ?

Lors des mesures en extérieur, le rayonnement solaire constitue un facteur important.

Le soleil peut chauffer directement la surface de l'objet. La température mesurée peut donc être sensiblement plus élevée que celle du même objet placé à l'ombre.

Dans ce cas, le thermomètre infrarouge ne fournit pas nécessairement une valeur erronée. La température réelle de la surface a effectivement été modifiée par le rayonnement solaire.

Une exposition directe du boîtier ou de l'optique au soleil peut également augmenter progressivement la température de l'instrument.

Pour comparer des mesures effectuées à différents moments ou sur différents objets, il est donc préférable de conserver des conditions d'éclairage et d'environnement similaires.

Combien de temps faut-il laisser le thermomètre s'acclimater ?

Il n'existe pas de durée d'acclimatation universelle applicable à tous les thermomètres infrarouges.

Le temps nécessaire dépend notamment :

● De l'écart de température entre l'environnement précédent et l'environnement actuel ;
● De la conception et de l'inertie thermique de l'instrument ;
● De la présence de courants d'air ou de rayonnement thermique important ;
● Des recommandations du fabricant concernant l'acclimatation et les conditions d'utilisation.

Si l'instrument est déjà utilisé dans des conditions normales et que la température ambiante varie peu, aucune période d'attente spécifique n'est généralement nécessaire.

Après un changement important de température, il convient en revanche de laisser l'appareil dans le nouvel environnement jusqu'à sa stabilisation thermique.

Pour les mesures exigeant une précision élevée, les recommandations du fabricant doivent toujours être respectées.

Comment vérifier que l'instrument est stabilisé ?

Une série de mesures répétées constitue une méthode simple.

Choisissez une cible dont la température et l'état de surface sont relativement stables. Conservez la même distance de mesure, la même zone visée, la même position et le même réglage d'émissivité pendant plusieurs mesures consécutives.

Si les valeurs évoluent d'abord progressivement puis deviennent stables, l'instrument était probablement encore en phase d'acclimatation.

Si les variations restent importantes, vérifiez également :

● Si la température de la cible elle-même évolue ;
● Si la distance de mesure reste constante ;
● Si la cible couvre entièrement la zone de mesure de l'instrument ;
● Si le réglage d'émissivité est adapté ;
● Si la surface est fortement réfléchissante ;
● Si l'optique présente de la poussière, de l'huile ou de la condensation ;
● Si des sources de chaleur ou des courants d'air importants sont présents.

Quelles applications nécessitent des conditions particulièrement stables ?

Toutes les mesures infrarouges ne nécessitent pas un environnement strictement contrôlé.

Pour les inspections courantes d'équipements, une méthode cohérente et une utilisation dans les conditions de fonctionnement spécifiées sont généralement suffisantes.

La stabilité devient plus importante pour :

● Le suivi de l'évolution thermique d'un même équipement dans le temps ;
● La comparaison de faibles écarts de température entre composants similaires ;
● Les mesures de laboratoire ou de contrôle qualité ;
● Les procédés industriels exigeant une bonne répétabilité ;
● Les mesures effectuées entre des environnements froids, chauds, intérieurs ou extérieurs ;
● Les applications visant à détecter des écarts de seulement quelques degrés ou moins.

Dans ces situations, la constance de l'environnement, de la distance, de l'angle, de l'émissivité et de l'état de l'instrument est particulièrement importante.

FAQ

Un thermomètre infrarouge doit-il être utilisé dans une pièce à température contrôlée ?

Non. La plupart des thermomètres peuvent fonctionner normalement dans leur plage de température ambiante spécifiée. Un environnement stable signifie avant tout éviter des variations rapides et importantes.

Puis-je mesurer immédiatement après avoir ramené l'appareil de l'extérieur ?

Si l'écart de température est faible, l'effet sera généralement limité. En cas de différence importante, il est préférable de laisser l'appareil s'acclimater avant toute mesure exigeant une précision élevée.

Un environnement instable provoque-t-il toujours des mesures erronées ?

Non. L'influence dépend de l'ampleur et de la vitesse des changements, de la conception de l'instrument et de la précision recherchée.

Pourquoi la valeur change-t-elle progressivement lorsque je mesure plusieurs fois le même objet ?

La température de la cible peut elle-même évoluer, ou le thermomètre peut être encore en phase d'acclimatation. Il convient également de vérifier la distance, l'émissivité, la zone de mesure et les éventuelles réflexions thermiques.

Peut-on utiliser un thermomètre infrarouge dans un atelier à haute température ?

Oui, tant que les conditions restent dans la plage de fonctionnement spécifiée par le fabricant. Il faut toutefois éviter une exposition prolongée à un rayonnement thermique intense et être particulièrement attentif aux réflexions sur les surfaces à faible émissivité.

Conclusion

Un environnement relativement stable est important pour la mesure infrarouge, car des changements rapides peuvent affecter l'équilibre thermique de l'instrument, son système de compensation interne et la température réelle de la surface mesurée.

Les applications industrielles courantes ne nécessitent pas une température ambiante strictement contrôlée. En revanche, après un changement important d'environnement ou en présence de forts courants d'air, de rayonnement thermique intense ou d'exigences élevées en matière de répétabilité, une période d'acclimatation suffisante est recommandée.

La fiabilité d'une mesure infrarouge dépend à la fois de la stabilité des conditions, d'un réglage d'émissivité correct, d'une distance appropriée et d'une méthode de mesure cohérente.