Introduction

Un thermomètre infrarouge mesure sans contact la température de surface d’un objet en détectant le rayonnement infrarouge qu’il émet. Une mesure ne prend généralement que quelques secondes, mais l’état thermique de l’appareil lui-même peut avoir une influence directe sur le résultat.

Lorsqu’un thermomètre infrarouge est transféré d’un environnement extérieur froid vers un local chauffé, ou inversement d’un environnement chaud vers un espace beaucoup plus frais, sa propre température ne s’adapte pas instantanément. Le détecteur infrarouge, le système optique et la compensation thermique peuvent encore être en phase de transition. Il est donc préférable de ne pas réaliser immédiatement des mesures exigeant une grande précision.

Points essentiels

● Après un changement important de température ambiante, le thermomètre infrarouge a besoin d’un certain temps pour atteindre un état thermique stable.
● Une variation rapide de la température de l’appareil peut temporairement affecter le détecteur infrarouge et la compensation interne.
● Le passage d’un environnement froid vers un environnement chaud et humide peut provoquer de la condensation sur la lentille ou la fenêtre infrarouge.
● Une mesure effectuée avant stabilisation peut présenter un décalage, une dérive ou une répétabilité réduite.
● Le temps d’acclimatation dépend notamment de l’écart de température, de la conception de l’appareil et des recommandations du fabricant.

Pourquoi un changement d’environnement influence-t-il un thermomètre infrarouge ?

Un thermomètre infrarouge ne reçoit pas uniquement le rayonnement provenant de la surface mesurée. Son détecteur infrarouge, son système optique et ses composants électroniques possèdent eux aussi leur propre température. Le système de mesure doit donc compenser les effets associés à l’état thermique de l’instrument.

Si l’appareil est resté longtemps dans un environnement extérieur froid, sa température globale peut devenir proche de celle de l’air extérieur. Lorsqu’il est ensuite introduit dans un local plus chaud, le boîtier commence à se réchauffer, tandis que le détecteur, la carte électronique et les éléments optiques peuvent évoluer à des vitesses différentes.

Pendant cette phase, des gradients thermiques temporaires peuvent apparaître à l’intérieur de l’appareil. Le système de compensation a également besoin d’un certain temps pour s’adapter aux nouvelles conditions. Immédiatement après le changement d’environnement, le thermomètre peut donc ne pas encore se trouver dans un état de mesure totalement stable.

Que signifie l’équilibre thermique pour un thermomètre infrarouge ?

Dans ce contexte, l’équilibre thermique ne signifie pas que tous les composants internes doivent être exactement à la même température. Il signifie que l’appareil s’est suffisamment adapté à son nouvel environnement et que les variations de température internes sont devenues suffisamment faibles pour permettre un fonctionnement normal.

Par exemple, un thermomètre infrarouge ayant séjourné à 5 °C et transféré dans une pièce à 25 °C n’atteint pas immédiatement une température interne de 25 °C. Sa température augmente progressivement.

Après une période suffisante, les différents composants internes deviennent plus stables, ce qui permet aux capteurs de température internes et aux fonctions de compensation de fonctionner dans des conditions plus constantes.

Attendre après un changement important d’environnement revient donc à laisser l’appareil atteindre un nouvel état de stabilité thermique.

Pourquoi la compensation interne de température est-elle importante ?

L’énergie infrarouge détectée par l’appareil peut être relativement faible, tandis que la température propre de l’instrument peut elle aussi influencer le système de détection. Les thermomètres infrarouges utilisent donc généralement des capteurs internes et des algorithmes de compensation afin de corriger ces effets.

Cette compensation ne signifie cependant pas que l’appareil peut conserver immédiatement ses meilleures performances spécifiées dans toutes les situations de variation rapide de la température ambiante.

Lors d’un changement brusque de température :

● Le boîtier et les composants internes peuvent se trouver à des températures différentes.
● La température du détecteur infrarouge peut continuer à évoluer.
● Les composants optiques peuvent ne pas encore être stabilisés.
● Des écarts temporaires peuvent exister entre le capteur de température interne et les éléments essentiels à la mesure.

Ces phénomènes peuvent temporairement réduire l’efficacité de la compensation et augmenter l’erreur de mesure.

Pourquoi faut-il être particulièrement vigilant en passant d’un environnement extérieur froid à un local chaud ?

Lors du passage du froid vers le chaud, l’appareil doit non seulement se réchauffer, mais il peut également être exposé à un phénomène de condensation.

Si la température de surface du thermomètre infrarouge est inférieure au point de rosée de l’air intérieur, l’humidité peut se condenser sur ses surfaces froides. La lentille ou la fenêtre optique infrarouge peut elle aussi se couvrir de buée ou de fines gouttelettes.

Cette couche d’humidité peut absorber, diffuser ou modifier le rayonnement infrarouge entrant dans l’appareil, ce qui modifie l’énergie réellement reçue par le détecteur.

L’afficheur peut donc fonctionner normalement alors que la mesure n’est pas encore fiable.

Si de la buée ou de la condensation apparaît sur la lentille ou la fenêtre infrarouge, il convient d’attendre sa disparition naturelle et la stabilisation de l’ensemble de l’appareil avant d’effectuer une mesure importante.

Que peut-il se passer si l’on mesure immédiatement ?

Une mesure réalisée immédiatement après un changement important d’environnement ne produit pas nécessairement une erreur importante à chaque fois. Elle augmente cependant généralement l’incertitude de mesure.

Les phénomènes les plus courants sont :

● Une évolution progressive de la valeur mesurée sur une même cible.
● Une différence entre les premières mesures et celles réalisées quelques minutes plus tard.
● Une répétabilité moins bonne entre des mesures successives.
● Un décalage systématique lorsque l’écart de température ambiante est important.
● Des valeurs anormales en présence de condensation sur l’optique.

Pour une simple vérification de tendance, ces effets peuvent parfois rester limités. Ils sont en revanche plus importants dans les contrôles d’équipements, l’assurance qualité, les essais en laboratoire ou les mesures destinées à comparer de faibles écarts de température.

Combien de temps faut-il attendre ?

Il n’existe pas de durée d’acclimatation unique applicable à tous les thermomètres infrarouges et à toutes les situations.

Le temps nécessaire dépend principalement :

● De la différence de température entre l’ancien et le nouvel environnement.
● De la durée pendant laquelle l’appareil est resté dans son environnement précédent.
● Des dimensions et de la conception interne de l’instrument.
● De la masse thermique du boîtier et des composants.
● De la circulation d’air autour de l’appareil.
● De la température et de l’humidité du nouvel environnement.
● Du temps d’acclimatation indiqué par le fabricant.

En règle générale, plus l’écart de température est important, plus la stabilisation demande du temps.

Pour les mesures nécessitant une bonne précision, il convient de respecter en priorité les conditions d’utilisation et le temps de stabilisation précisés dans la documentation du fabricant plutôt que d’appliquer une durée fixe universelle.

Comment savoir si le thermomètre infrarouge est stabilisé ?

Si aucun temps d’acclimatation précis n’est indiqué, plusieurs contrôles pratiques peuvent servir de repères.

● Vérifier que la lentille ou la fenêtre infrarouge ne présente plus de buée ni de condensation.
● Laisser l’appareil reposer naturellement dans l’environnement réel de mesure.
● Éviter les radiateurs, sorties de climatisation et autres sources locales de chaleur ou de froid.
● Effectuer plusieurs mesures sur une cible thermiquement stable présentant une surface homogène.
● Commencer les mesures critiques lorsque les valeurs successives sont devenues suffisamment stables.

La stabilité des valeurs constitue uniquement un indicateur supplémentaire. Si le fabricant indique un temps d’acclimatation ou des conditions d’utilisation spécifiques, ces recommandations doivent être prioritaires.

Quelle est la bonne méthode d’utilisation ?

Après avoir déplacé un thermomètre infrarouge entre deux environnements présentant une différence de température importante, il est recommandé de :

● Laisser l’appareil reposer dans l’environnement réel où les mesures seront effectuées.
● Ne pas utiliser de chauffage, d’air chaud ou d’autres moyens pour accélérer artificiellement sa mise en température.
● Si l’appareil est transporté dans un étui ou un emballage fermé, lui permettre de s’adapter progressivement aux nouvelles conditions lorsque cela est approprié.
● Vérifier l’absence d’humidité, de salissures ou de condensation sur la fenêtre infrarouge.
● Attendre la stabilisation thermique avant toute mesure de précision.
● Pendant la mesure, éviter l’exposition directe au soleil, aux flux d’air chaud et aux courants d’air froid importants.

Ces précautions permettent de réduire les erreurs supplémentaires causées par une variation rapide de la température propre de l’instrument.

Une fois l’appareil acclimaté, la mesure est-elle forcément exacte ?

Non. La stabilisation thermique de l’appareil n’est qu’une des conditions nécessaires à une mesure infrarouge fiable.

Il faut également tenir compte de plusieurs autres facteurs :

● L’émissivité de la surface mesurée.
● Une distance de mesure compatible avec le rapport distance/diamètre de cible D:S.
● Un spot de mesure entièrement contenu dans la zone cible.
● Les précautions particulières requises pour les surfaces métalliques très réfléchissantes.
● Un angle de mesure approprié.
● La propreté de l’optique infrarouge.
● L’absence, autant que possible, de vapeur, de fumée ou d’autres perturbations dans le trajet optique.

L’acclimatation permet uniquement de s’assurer que l’instrument lui-même fonctionne dans un état suffisamment stable. Elle ne supprime pas les autres sources d’erreur propres à la thermométrie infrarouge.

FAQ

Peut-on allumer immédiatement un thermomètre infrarouge après être entré à l’intérieur ?

Oui, généralement. Toutefois, le fait de pouvoir l’allumer ne signifie pas qu’il soit immédiatement prêt pour une mesure de haute précision. En cas d’écart important entre la température intérieure et extérieure, il faut d’abord le laisser s’acclimater.

Faut-il également attendre lorsque l’on passe d’un intérieur chaud à un extérieur froid ?

Oui. Qu’il s’agisse d’un passage du froid vers le chaud ou du chaud vers le froid, un changement important de température oblige l’appareil à retrouver un nouvel état de stabilité thermique.

Pourquoi la valeur mesurée peut-elle évoluer progressivement lors des premières mesures ?

Une cause possible est que la température de l’appareil continue à évoluer et que le détecteur ainsi que la compensation thermique interne ne sont pas encore totalement stabilisés. Il faut également vérifier la stabilité de la cible, l’émissivité, la distance de mesure et les autres paramètres.

Peut-on simplement essuyer la condensation sur la lentille et mesurer immédiatement ?

Ce n’est pas recommandé pour une mesure précise. La condensation indique généralement que l’appareil est encore nettement plus froid que son environnement. Il est préférable de laisser sécher l’optique et de permettre à l’ensemble de l’instrument de poursuivre son acclimatation.

Peut-on utiliser un sèche-cheveux pour réchauffer plus rapidement le thermomètre ?

Non. Un chauffage local rapide peut accentuer les gradients thermiques entre le boîtier, l’optique, le détecteur et l’électronique interne, ce qui nuit à la stabilisation.

Plus on attend, plus la mesure devient-elle précise ?

Non. L’attente sert uniquement à permettre à l’appareil d’atteindre un état thermique suffisamment stable. Une fois les conditions de stabilisation requises atteintes, prolonger davantage l’attente n’améliore généralement pas la précision.

Conclusion

Lorsqu’un thermomètre infrarouge passe de l’extérieur à l’intérieur, il faut lui laisser un temps d’acclimatation afin qu’il s’adapte à la nouvelle température ambiante.

Pendant une variation rapide de température, le détecteur infrarouge, le système optique et les composants électroniques peuvent évoluer à des vitesses différentes. La compensation thermique interne peut également ne pas encore fonctionner dans des conditions parfaitement stables. En outre, le passage d’un appareil froid dans un environnement chaud et humide peut provoquer de la condensation sur l’optique et perturber le rayonnement infrarouge reçu.

En présence d’un écart important de température entre deux environnements, il est donc préférable de ne pas réaliser immédiatement de mesures critiques. Il faut laisser l’appareil se stabiliser naturellement dans l’environnement réel de mesure, vérifier l’absence de condensation et s’assurer que les valeurs sont devenues stables. Pour connaître le temps d’acclimatation requis, les spécifications et instructions du fabricant restent la référence.