Introduction

Les thermomètres infrarouges sont couramment utilisés pour l’inspection d’équipements en extérieur, le diagnostic des bâtiments, la maintenance HVAC, les contrôles électriques et la maintenance industrielle. Une question revient donc fréquemment : peuvent-ils fonctionner correctement sous une forte luminosité ou en plein soleil ?

En règle générale, un thermomètre infrarouge peut être utilisé sous une lumière intense et en extérieur. La lumière visible ne constitue pas le signal de mesure principal de la plupart des thermomètres infrarouges portatifs.

Cependant, le soleil peut modifier les conditions de mesure. Il peut chauffer la surface de la cible, créer des écarts de température, augmenter l’influence des rayonnements réfléchis sur certaines surfaces et réduire la visibilité du laser de visée.

Il convient donc de distinguer deux questions : l’appareil est-il capable d’effectuer la mesure, et la température affichée correspond-elle réellement à l’état thermique que l’on souhaite évaluer ?

Points essentiels

● La plupart des thermomètres infrarouges portatifs peuvent être utilisés sous une luminosité extérieure normale et en plein soleil.
● La lumière visible n’est généralement pas le signal principal utilisé pour la mesure infrarouge.
● Le soleil peut chauffer directement la surface mesurée.
● Les surfaces à faible émissivité et fortement réfléchissantes sont davantage influencées par le rayonnement thermique environnant.
● Une forte luminosité peut rendre le point laser difficile à voir, sans pour autant empêcher la mesure infrarouge.
● En extérieur, il faut également tenir compte de la distance de mesure, du rapport distance/diamètre de cible D:S, de l’émissivité, de l’angle de mesure et de la plage de température ambiante admissible de l’appareil.

Une forte luminosité perturbe-t-elle directement un thermomètre infrarouge ?

Pour la plupart des thermomètres infrarouges portatifs sans contact, une forte lumière visible n’empêche normalement pas la mesure de température.

L’appareil capte le rayonnement infrarouge émis par la surface de la cible. Son système optique concentre ce rayonnement sur un détecteur infrarouge, puis l’électronique et les algorithmes internes convertissent le signal en température.

De nombreux appareils destinés aux applications industrielles et techniques courantes fonctionnent dans une plage spectrale infrarouge définie, souvent dans l’infrarouge à grande longueur d’onde, et non dans le domaine visible.

L’éclairage d’un atelier, l’éclairage intérieur ou la lumière du jour ne produisent donc généralement pas un effet comparable à la surexposition d’une caméra classique.

Il existe toutefois différents types de pyromètres infrarouges utilisant des bandes spectrales différentes. Les instruments à courte longueur d’onde destinés aux températures élevées peuvent se comporter différemment dans certaines conditions optiques. Les spécifications du fabricant restent donc la référence.

Pourquoi la mesure peut-elle malgré tout changer au soleil ?

Même si la lumière solaire ne perturbe pas directement le détecteur, elle peut modifier fortement l’état thermique de la cible.

L’effet le plus évident est l’échauffement solaire.

Par exemple, une face d’un boîtier métallique peut être exposée directement au soleil alors qu’une autre reste à l’ombre. Les deux surfaces peuvent alors présenter des températures sensiblement différentes.

Une différence de lecture ne signifie donc pas nécessairement que le thermomètre est imprécis. Les températures de surface peuvent réellement être différentes.

Ce phénomène est fréquent sur les façades, les toitures, les véhicules, les canalisations extérieures, les armoires électriques et les machines industrielles.

Si l’objectif consiste à identifier un échauffement produit par le fonctionnement d’un équipement, le chauffage solaire doit être considéré comme un apport thermique supplémentaire. Dans le cas contraire, une élévation de température due au soleil pourrait être interprétée à tort comme une surchauffe de l’équipement.

Pourquoi les surfaces métalliques réfléchissantes sont-elles plus difficiles à mesurer ?

L’acier inoxydable, l’aluminium, le cuivre, les surfaces galvanisées et les métaux polis présentent souvent une faible émissivité et une forte réflectivité.

Le rayonnement reçu par le thermomètre ne provient donc pas nécessairement uniquement de la cible elle-même.

Une surface à faible émissivité peut réfléchir vers l’appareil une partie importante du rayonnement infrarouge provenant de son environnement.

En extérieur, le ciel, les bâtiments, les machines, les personnes ainsi que d’autres objets chauds ou froids peuvent faire partie de cet environnement radiatif.

La température affichée sur un métal réfléchissant peut alors être plus élevée ou plus basse que prévu, ou varier avec l’angle de mesure, même si le thermomètre fonctionne correctement.

● Éviter autant que possible les surfaces miroir ou fortement polies.
● Privilégier, lorsque c’est possible, une zone oxydée, peinte ou présentant une émissivité plus élevée.
● Pour des mesures nécessitant une meilleure fiabilité, un ruban à forte émissivité, un revêtement adapté ou une préparation de surface validée peut être utilisé sur une zone de référence, si la température le permet.
● Éviter de modifier arbitrairement l’émissivité pour compenser un rayonnement réfléchi inconnu.

Pourquoi le point laser est-il difficile à voir en plein soleil ?

Il s’agit de l’une des difficultés les plus courantes lors de mesures en extérieur.

De nombreux thermomètres infrarouges utilisent un laser rouge pour indiquer approximativement la zone visée.

En intérieur, ce point est généralement bien visible. Sous un soleil intense, la luminosité ambiante réduit fortement le contraste visuel du laser.

Il s’agit essentiellement d’un problème de visibilité de la visée, et non nécessairement d’un problème de mesure infrarouge.

Il faut également rappeler que le point laser ne correspond généralement pas à toute la zone réellement mesurée.

Le diamètre de la zone de mesure dépend du système optique, de la distance et du rapport D:S.

Lorsque la distance augmente, la zone mesurée devient généralement plus grande. Même si le laser est correctement placé sur la cible, des surfaces voisines peuvent contribuer à la lecture si la cible est plus petite que le spot de mesure réel.

La température mesurée en plein soleil est-elle une température réelle ?

Cela dépend de ce que l’on cherche à déterminer.

Si un objet est exposé au soleil depuis un certain temps, le rayonnement solaire fait partie de son équilibre thermique. Le thermomètre peut alors mesurer correctement sa température de surface réelle dans ces conditions.

En revanche, si l’objectif est de connaître la température qu’aurait l’objet sans apport solaire, le soleil devient un facteur supplémentaire.

C’est notamment le cas pour :

● Rechercher une surchauffe anormale sur un équipement électrique.
● Comparer l’échauffement de deux machines.
● Évaluer l’état thermique d’un matériau de construction.
● Contrôler la température de surface d’une canalisation.

Dans ces situations, il est préférable d’effectuer les comparaisons dans des conditions d’éclairage et d’environnement similaires ou de choisir une zone à l’ombre.

Masquer brièvement une surface auparavant chauffée par le soleil ne permet pas d’obtenir immédiatement sa température « sans soleil », car l’énergie thermique déjà absorbée reste présente dans le matériau.

Comment améliorer la fiabilité des mesures en extérieur ?

Une mesure infrarouge fiable en extérieur nécessite de maîtriser simultanément l’environnement, la surface mesurée et les conditions d’utilisation de l’appareil.

● Vérifier si la cible est exposée directement au soleil et déterminer si cet échauffement est pertinent pour l’objectif de la mesure.
● Comparer autant que possible des cibles placées dans des conditions d’éclairage, d’environnement et de mesure similaires.
● Pour les métaux et autres surfaces à faible émissivité, tenir compte de l’émissivité et du rayonnement de fond réfléchi.
● Mesurer autant que possible perpendiculairement à la surface et éviter les angles très obliques.
● Respecter le rapport D:S et choisir une distance permettant à la cible de couvrir largement le spot de mesure.
● Si le laser est difficile à voir, réduire la distance peut faciliter la visée et diminuer la taille du spot.
● Vérifier que l’appareil reste dans sa plage de température ambiante de fonctionnement spécifiée.
● Éviter de laisser longtemps le thermomètre en plein soleil ou dans un véhicule fortement chauffé.
● Pour les mesures comparatives ou de tendance, conserver autant que possible la même distance, le même angle, la même position, le même réglage d’émissivité et des conditions environnementales similaires.

L’exposition du thermomètre lui-même au soleil peut-elle influencer la mesure ?

Oui.

Utiliser un thermomètre infrarouge à l’extérieur et laisser l’appareil lui-même chauffer longuement au soleil sont deux situations différentes.

Un thermomètre infrarouge contient un détecteur, des circuits de compensation thermique et d’autres composants électroniques. Il est conçu pour fonctionner dans une plage de température ambiante spécifiée.

Une exposition prolongée au soleil, dans un véhicule chaud ou dans un autre environnement à température élevée peut augmenter fortement la température interne de l’appareil. Cela peut réduire la stabilité de la mesure ou dépasser les conditions de fonctionnement prévues.

Lorsqu’un instrument vient d’être déplacé entre deux environnements présentant une différence importante de température, il est également recommandé de lui laisser le temps de s’acclimater avant une mesure exigeant une bonne précision.

Une forte luminosité fait-elle toujours afficher une température trop élevée ?

Non.

Si le soleil a réellement chauffé la surface, une température plus élevée peut être parfaitement correcte.

Pour une surface réfléchissante à faible émissivité, le rayonnement infrarouge réfléchi peut entraîner une indication trop élevée ou trop basse.

L’effet dépend notamment de la température de la cible, de la température apparente du fond réfléchi, de l’état de surface, de l’angle de mesure et des réglages de l’appareil.

En cas de variation d’une lecture au soleil, il convient de vérifier :

● La surface a-t-elle réellement été chauffée par le soleil ?
● Le matériau présente-t-il une faible émissivité ?
● L’angle de mesure a-t-il changé ?
● La cible couvre-t-elle entièrement le spot de mesure ?
● Les zones au soleil et à l’ombre sont-elles réellement à des températures différentes ?

Ces points permettent de distinguer une variation thermique réelle d’un changement lié aux conditions de mesure.

FAQ

Peut-on utiliser un thermomètre infrarouge en extérieur en plein soleil ?

Oui. La plupart des thermomètres infrarouges portatifs peuvent fonctionner normalement en extérieur, à condition de tenir compte de l’échauffement solaire, des réflexions, de la visibilité du laser et de la température de l’appareil.

Le soleil perturbe-t-il directement le capteur infrarouge ?

Pour les thermomètres infrarouges portatifs à grande longueur d’onde, la lumière visible n’est généralement pas le signal principal. Les effets indirects, notamment l’échauffement de la cible et le rayonnement réfléchi, sont généralement plus importants.

Pourquoi le laser est-il presque invisible au soleil ?

La forte luminosité ambiante réduit le contraste du point laser rouge. Cela ne signifie pas nécessairement que la mesure infrarouge est perturbée, mais la visée devient plus difficile.

Pourquoi la température diffère-t-elle entre une zone au soleil et une zone à l’ombre ?

Le rayonnement solaire fournit directement de l’énergie à la surface. La zone exposée peut donc être réellement beaucoup plus chaude.

La mesure d’un métal est-elle plus difficile au soleil ?

Oui. Les métaux réfléchissants comme l’acier inoxydable poli, l’aluminium ou le cuivre présentent souvent une faible émissivité et sont donc plus sensibles aux rayonnements infrarouges réfléchis.

Faut-il réduire la distance de mesure en extérieur ?

Lorsque le laser est difficile à distinguer, une distance plus courte peut faciliter la visée et réduire le diamètre du spot. Le rapport D:S de l’appareil doit néanmoins toujours être respecté.

Conclusion

Les thermomètres infrarouges peuvent généralement être utilisés sous une forte luminosité et en plein soleil. La lumière visible, à elle seule, n’empêche normalement pas la mesure infrarouge.

L’élément essentiel est de comprendre comment le soleil modifie les conditions de mesure.

Le rayonnement solaire peut chauffer la cible, les surfaces à faible émissivité peuvent réfléchir le rayonnement de l’environnement, le laser de visée peut devenir difficile à voir et l’appareil lui-même peut surchauffer s’il reste longtemps exposé.

Pour obtenir des mesures fiables en extérieur, il convient donc de tenir compte de l’échauffement solaire, de l’émissivité, du rayonnement de fond réfléchi, de la distance, de la taille du spot, de l’angle de mesure et de la plage de température de fonctionnement de l’appareil.

Lorsque ces paramètres sont maîtrisés, un thermomètre infrarouge peut être utilisé de manière fiable dans la plupart des environnements extérieurs fortement éclairés.