Introduction

Un thermomètre infrarouge détermine la température en détectant le rayonnement infrarouge émis par la surface d’un objet. Cette technologie permet des mesures rapides et sans contact, particulièrement utiles pour la maintenance industrielle, le génie climatique, les contrôles de processus et les inspections de température.

Avec le temps, les performances du détecteur infrarouge, du système optique, des circuits de compensation thermique et de certains composants électroniques peuvent toutefois évoluer.

La nécessité d’un étalonnage dépend donc de l’application, du niveau de précision requis, des conditions d’utilisation et des exigences de gestion des instruments de mesure.

Points essentiels

● Un thermomètre infrarouge ne doit pas être étalonné après chaque utilisation, mais une dérive peut apparaître avec le temps.
● Les applications de contrôle de processus, de contrôle qualité ou nécessitant une traçabilité des mesures peuvent justifier un programme d’étalonnage défini.
● Après une chute, un choc important, une forte variation environnementale ou des mesures durablement anormales, une vérification est recommandée.
● L’étalonnage professionnel utilise généralement une source corps noir stable dont la température et les caractéristiques radiométriques sont connues.
● L’étalonnage ne corrige pas toutes les erreurs de mesure. L’émissivité, la distance, la taille de la cible, son état de surface et l’environnement restent déterminants.
● Il n’existe pas de périodicité universelle. Celle-ci doit être adaptée à l’utilisation, à l’environnement, à la précision requise et à l’historique de l’appareil.

Un thermomètre infrarouge doit-il être étalonné ?

Oui, mais cela ne signifie pas que tous les thermomètres infrarouges doivent être étalonnés fréquemment.

Les appareils sont généralement réglés et contrôlés lors de leur fabrication et peuvent être utilisés directement dans les conditions spécifiées. Avec le temps, le détecteur infrarouge, le système de compensation thermique, l’optique ou certains composants électroniques peuvent cependant présenter une légère dérive.

Pour des contrôles de maintenance courants, des interventions en génie climatique ou des vérifications générales de température, un étalonnage professionnel fréquent n’est généralement pas nécessaire lorsque les résultats restent stables.

En revanche, pour le contrôle de production, les essais en laboratoire, le contrôle qualité ou toute application exigeant une précision élevée, une périodicité d’étalonnage définie est préférable.

Pourquoi un étalonnage peut-il devenir nécessaire avec le temps ?

Un thermomètre infrarouge intègre plusieurs éléments qui interviennent directement dans la mesure : détecteur infrarouge, système optique, capteur de température ambiante et électronique de traitement du signal.

Les causes fréquentes de dérive comprennent :

● Le vieillissement ou la dérive progressive du détecteur infrarouge ;
● Une exposition prolongée à des températures très élevées ou très basses ;
● Des variations rapides et répétées de température ambiante ;
● Des chutes, chocs ou fortes sollicitations mécaniques ;
● L’encrassement, le vieillissement ou l’endommagement du système optique ;
● Une évolution des performances de la compensation thermique interne ;
● La dérive progressive de composants électroniques ;
● Une remise en service après une longue période de stockage.

Ces évolutions ne provoquent pas toujours immédiatement une erreur évidente. Une vérification périodique permet de détecter les changements avant qu’ils n’affectent des mesures importantes.

Dans quels cas l’étalonnage est-il recommandé ?

Il n’est pas nécessaire d’attendre une panne manifeste.

Un étalonnage ou une vérification des performances est conseillé lorsque :

● La période d’étalonnage définie a été atteinte ;
● Les mesures diffèrent durablement de celles d’un instrument de référence fiable ;
● Des dérives inhabituelles apparaissent sur une cible stable ;
● L’appareil a subi une chute ou un choc important ;
● Il a été utilisé longtemps dans un environnement chaud, humide, poussiéreux ou agressif ;
● Une réparation ou le remplacement d’un composant interne important a été effectué ;
● Il est remis en service après une longue période de stockage ;
● Les mesures doivent être documentées ou traçables dans le cadre d’un système qualité.

Si les résultats anormaux sont dus à de la poussière, de l’huile ou de la condensation sur l’optique, il convient d’abord de nettoyer correctement la lentille.

Comment étalonne-t-on un thermomètre infrarouge ?

L’étalonnage professionnel est normalement réalisé à l’aide d’une source corps noir stable, plutôt que par simple comparaison avec un thermomètre à contact classique.

La procédure comprend généralement :

● Le réglage du corps noir à une température définie et l’attente de sa stabilisation ;
● Le réglage de l’émissivité et des autres paramètres requis sur le thermomètre ;
● Le positionnement de l’instrument à la distance et selon l’angle spécifiés, afin que le spot de mesure reste entièrement dans la zone utile du corps noir ;
● L’enregistrement de la température affichée et de la valeur de référence ;
● La répétition de la mesure sur un ou plusieurs points de température ;
● Le calcul de l’écart à chaque point et sa comparaison avec les spécifications de précision ;
● Si l’appareil le permet et que cela est nécessaire, son ajustage, suivi d’une nouvelle vérification.

Pour un appareil couvrant une large plage de température, un seul point d’essai est rarement suffisant. Plusieurs points représentatifs sont donc généralement utilisés.

Étalonnage et ajustage sont-ils la même chose ?

Non.

L’étalonnage consiste principalement à déterminer l’écart entre l’indication de l’instrument et une valeur de référence fiable dans des conditions définies.

Si l’écart dépasse la limite admissible et si l’appareil permet un réglage interne, ses paramètres peuvent ensuite être modifiés afin de ramener ses performances dans les spécifications. Cette opération correspond à un ajustage.

Un thermomètre infrarouge peut donc être étalonné sans nécessiter d’ajustage.

À quelle fréquence faut-il étalonner un thermomètre infrarouge ?

Il n’existe pas de périodicité unique applicable à tous les instruments.

La fréquence appropriée doit être définie en fonction de l’application, de la fréquence d’utilisation, de l’environnement, du niveau de précision requis et de l’historique des étalonnages.

Il est notamment utile de prendre en compte :

● Une utilisation quotidienne ou occasionnelle ;
● Des conditions environnementales difficiles ou fortement variables ;
● L’influence directe des mesures sur la qualité du produit ou le procédé ;
● Le niveau de précision exigé ;
● La stabilité des résultats d’étalonnages précédents ;
● Les procédures internes de gestion des équipements de mesure.

Si l’historique montre une bonne stabilité, la périodicité peut être réévaluée selon les règles internes de gestion métrologique. En cas de dérive répétée, une fréquence plus courte peut être préférable.

Une mesure incorrecte signifie-t-elle toujours qu’un nouvel étalonnage est nécessaire ?

Non.

Avant de conclure à une dérive de l’instrument, les conditions de mesure doivent être vérifiées. De nombreuses erreurs apparentes proviennent de la méthode de mesure.

Les principales causes sont :

● Émissivité incorrecte : les matériaux n’émettent pas tous le même niveau de rayonnement infrarouge.
● Distance excessive : avec le rapport D:S, le diamètre du spot augmente avec la distance.
● Cible trop petite : si elle ne remplit pas entièrement le champ de mesure, l’arrière-plan influence le résultat.
● Surface très réfléchissante : les métaux brillants à faible émissivité peuvent réfléchir le rayonnement thermique environnant.
● Optique contaminée : poussière, huile, humidité ou condensation peuvent réduire le rayonnement reçu par le détecteur.
● Variation rapide de température ambiante : l’instrument peut nécessiter un temps de stabilisation thermique.
● Mesure à travers une vitre : un thermomètre infrarouge standard mesure généralement la surface du verre plutôt que l’objet situé derrière.

Ces facteurs doivent être éliminés avant de décider d’un nouvel étalonnage.

Peut-on vérifier soi-même la précision d’un thermomètre infrarouge ?

Une vérification simple est possible, mais elle ne remplace pas un étalonnage professionnel.

Une cible stable, présentant une émissivité relativement élevée, peut être mesurée à plusieurs reprises puis comparée à un instrument de référence fiable.

Cette méthode permet de détecter une anomalie importante, mais elle ne constitue pas un étalonnage formel et ne permet pas d’établir précisément l’erreur ou l’incertitude de mesure.

Lorsqu’une traçabilité ou des résultats d’étalonnage documentés sont nécessaires, il convient d’utiliser un équipement corps noir approprié ou de faire appel à un laboratoire compétent.

Comment limiter la dérive des mesures ?

De bonnes pratiques d’utilisation et de maintenance peuvent réduire le risque de dérive anormale.

● Éviter les chutes, les chocs et les vibrations importantes ;
● Ne pas stocker durablement l’appareil en dehors des conditions de température et d’humidité spécifiées ;
● Maintenir l’optique propre et éviter tout contact avec des objets durs ou abrasifs ;
● Après un changement important d’environnement, laisser l’appareil se stabiliser thermiquement avant une mesure précise ;
● Utiliser une émissivité, une distance de mesure et une taille de cible appropriées ;
● Conserver un historique d’utilisation et d’étalonnage pour les instruments importants ;
● En cas de mesures durablement anormales, ne pas utiliser l’appareil pour une décision critique avant vérification.

FAQ

Un thermomètre infrarouge neuf doit-il être étalonné immédiatement ?
En règle générale, non. Un appareil correctement fabriqué est normalement réglé et contrôlé avant sa livraison.

Un thermomètre infrarouge doit-il être étalonné tous les ans ?
Pas nécessairement. La périodicité dépend de l’utilisation, de l’environnement, de la précision requise, de l’historique de l’appareil et des procédures internes.

Faut-il réétalonner l’appareil après une chute ?
Après un choc important, une vérification des performances est recommandée. Pour les mesures critiques, un contrôle professionnel ou un étalonnage est préférable.

Une différence entre un thermomètre infrarouge et un thermocouple signifie-t-elle que le thermomètre infrarouge est faux ?
Pas nécessairement. Les deux technologies mesurent différemment. Le point de mesure, le contact thermique, l’émissivité, la surface et le temps de réponse peuvent expliquer l’écart.

Peut-on utiliser de l’eau glacée ou de l’eau bouillante pour étalonner un thermomètre infrarouge ?
Ces méthodes ne conviennent pas à un étalonnage infrarouge rigoureux. L’état de la surface du liquide, la vapeur, les réflexions et l’émissivité influencent le résultat. Une source corps noir est normalement utilisée.

Un thermomètre infrarouge étalonné mesure-t-il correctement tous les matériaux ?
Non. L’étalonnage valide les performances de l’instrument dans des conditions définies. En utilisation réelle, l’émissivité, la surface, la taille de la cible, la distance et l’environnement continuent d’influencer la mesure.

Conclusion

Un thermomètre infrarouge peut nécessiter un étalonnage, mais sa fréquence doit être adaptée à l’application. Pour les contrôles de température courants, une vérification périodique peut être suffisante lorsque l’appareil reste stable. Pour le contrôle de processus, la qualité ou les mesures nécessitant une traçabilité, un programme d’étalonnage structuré est préférable.

Une mesure anormale ne signifie pas automatiquement que l’appareil est mal étalonné. L’émissivité, le rapport D:S, la taille du spot, l’état de l’optique, les surfaces réfléchissantes et la température ambiante doivent d’abord être vérifiés.