Introduction

Lors de l’utilisation d’un thermomètre infrarouge, la température affichée peut parfois être nettement supérieure ou inférieure à la valeur attendue. Des mesures successives sur le même objet peuvent également donner des résultats différents. Ces écarts sont souvent interprétés à tort comme un dysfonctionnement de l’appareil.

Un thermomètre infrarouge mesure cependant la température de surface sans contact, à partir du rayonnement infrarouge émis par la cible. Le résultat dépend donc notamment des propriétés de la surface, de la distance de mesure, de l’émissivité, des conditions ambiantes et de la méthode de mesure.

Lorsqu’une valeur paraît anormale, il convient donc de vérifier en priorité les conditions de mesure avant de conclure à une défaillance de l’instrument.

Points essentiels

● Un thermomètre infrarouge détermine la température de surface à partir du rayonnement infrarouge et non par contact direct.
● Un réglage incorrect de l’émissivité constitue l’une des causes les plus fréquentes d’erreur.
● La cible doit être suffisamment grande pour couvrir entièrement la zone de mesure de l’instrument.
● Les métaux brillants, les surfaces polies et les matériaux fortement réfléchissants sont plus difficiles à mesurer avec précision.
● Les variations rapides de température ambiante, la vapeur, la poussière, le verre et une optique contaminée peuvent perturber la mesure.
● Le laser sert principalement au pointage et ne représente pas l’ensemble de la zone réellement mesurée.
● Si une erreur importante persiste après élimination des facteurs liés à l’utilisation et à l’environnement, une vérification ou un étalonnage peut être nécessaire.

Réglage incorrect de l’émissivité

Le thermomètre infrarouge calcule la température en détectant l’énergie infrarouge émise par la surface d’un objet. La capacité d’un matériau à émettre ce rayonnement est caractérisée par son émissivité.

De nombreux matériaux non métalliques, tels que le bois, le caoutchouc, les plastiques, les surfaces peintes, le béton et la plupart des matériaux organiques, présentent une émissivité relativement élevée. Pour ce type de surface, un réglage élevé ou une valeur proche de 0,95 permet souvent d’obtenir des résultats stables.

Les métaux nus, l’aluminium poli, l’acier inoxydable et d’autres surfaces métalliques brillantes peuvent en revanche présenter une émissivité beaucoup plus faible. Si le réglage de l’instrument diffère sensiblement de l’émissivité réelle de la cible, la température calculée peut être fortement faussée.

● Sur un modèle à émissivité réglable, adapter la valeur au matériau mesuré.
● Lorsque l’émissivité est inconnue, consulter des données fiables ou effectuer une comparaison avec une température de référence connue.
● Ne pas appliquer automatiquement aux métaux très réfléchissants les mêmes réglages qu’aux surfaces non métalliques courantes.

Distance de mesure excessive ou cible trop petite

Un thermomètre infrarouge ne mesure pas uniquement le petit point indiqué par le laser. Il détecte le rayonnement infrarouge moyen provenant d’une zone déterminée.

Lorsque la distance entre l’instrument et la cible augmente, le diamètre de la zone de mesure augmente généralement lui aussi. Cette relation est définie par le rapport D:S, c’est-à-dire le rapport distance/diamètre du spot.

Par exemple, avec un rapport D:S de 12:1, une distance d’environ 1200 mm correspond théoriquement à un diamètre de spot d’environ 100 mm dans des conditions idéales.

Si la cible est plus petite que le spot de mesure, le thermomètre peut également recevoir le rayonnement des surfaces environnantes. La valeur affichée peut alors ne plus représenter correctement la température réelle de la cible.

● Veiller à ce que la cible soit nettement plus grande que le spot de mesure.
● Réduire la distance pour les petites cibles.
● Ne pas utiliser la taille du point laser pour estimer la taille réelle de la zone mesurée.

Confusion entre le point laser et la zone réellement mesurée

De nombreux thermomètres infrarouges sont équipés d’un laser de visée, ce qui peut laisser penser que seule la zone correspondant au point laser est mesurée.

En réalité, le laser sert uniquement au pointage. La mesure de température porte sur la zone couverte par le système optique infrarouge.

Même si le laser est parfaitement centré sur une petite cible, l’environnement situé autour de celle-ci peut influencer le résultat si le spot infrarouge dépasse les dimensions de la cible.

Le pointage laser doit donc toujours être interprété en tenant compte du rapport D:S et de la distance réelle de mesure.

Surface fortement réfléchissante

Les métaux brillants, les surfaces polies et les matériaux à effet miroir figurent parmi les cibles les plus difficiles pour la mesure infrarouge.

Ces surfaces présentent souvent une faible émissivité et une forte réflectivité dans l’infrarouge. L’énergie détectée par l’instrument peut alors provenir non seulement de la cible elle-même, mais également de sources thermiques environnantes réfléchies par sa surface.

Par exemple, lors de la mesure d’une surface métallique brillante à proximité d’un équipement chaud, une partie du rayonnement de cet équipement peut être réfléchie vers le thermomètre. La température affichée peut ainsi être supérieure à la température réelle de la surface.

Les surfaces à faible émissivité ou fortement réfléchissantes doivent donc être mesurées avec une méthode adaptée.

Angle de mesure inadapté

Dans la mesure du possible, le thermomètre infrarouge doit être orienté aussi perpendiculairement que possible par rapport à la surface de la cible.

Un angle trop oblique modifie la zone réellement observée et peut renforcer l’influence des réflexions.

Ce phénomène est particulièrement important pour les petites cibles et les surfaces métalliques lisses.

● Orienter l’instrument aussi directement que possible vers la surface mesurée.
● Éviter les angles très obliques pour les petites zones.
● Lors de mesures comparatives, conserver autant que possible la même distance et le même angle.

Variation rapide de la température ambiante

Le capteur infrarouge et l’électronique interne du thermomètre peuvent eux aussi être influencés par la température ambiante.

Lorsqu’un appareil passe directement d’un environnement froid à un local chaud, ou inversement, sa température interne peut ne pas être encore stabilisée par rapport au nouvel environnement. Des écarts temporaires peuvent alors apparaître.

Par exemple, un thermomètre conservé à l’extérieur en hiver puis utilisé immédiatement dans un atelier chauffé peut afficher des valeurs temporairement décalées.

Il est préférable de laisser l’instrument s’acclimater avant de reprendre les mesures. Les conditions exactes d’utilisation doivent être vérifiées dans la documentation du modèle concerné.

Lentille ou fenêtre infrarouge contaminée

La lentille optique ou la fenêtre infrarouge située à l’avant de l’appareil permet au rayonnement thermique d’atteindre le capteur.

La poussière, l’huile, la condensation ou d’autres contaminants peuvent atténuer ou modifier le rayonnement reçu et entraîner des valeurs incorrectes.

Cette situation est particulièrement fréquente dans les environnements industriels.

● Vérifier régulièrement la propreté de la partie optique avant.
● Nettoyer l’optique conformément aux recommandations du fabricant.
● Éviter toute méthode susceptible de rayer ou d’endommager chimiquement la lentille.
● Éviter de toucher directement la surface optique ou le capteur infrarouge.

Mesure à travers du verre ou un matériau transparent

Un thermomètre infrarouge standard n’est généralement pas adapté à la mesure de la température réelle d’un objet situé derrière une vitre ordinaire.

Les thermomètres infrarouges fonctionnent dans des bandes de longueurs d’onde différentes de la lumière visible. Un matériau transparent pour l’œil humain n’est donc pas nécessairement transparent au rayonnement infrarouge utilisé par l’instrument.

Lorsqu’un thermomètre est dirigé vers une cible située derrière du verre, il mesure souvent principalement la température de surface du verre lui-même.

Le même phénomène peut se produire avec certains plastiques transparents, fenêtres de protection ou autres matériaux. La transparence visible ne garantit pas la transparence dans l’infrarouge.

Vapeur, fumée ou poussière sur le trajet optique

Pour réaliser une mesure fiable, le rayonnement infrarouge doit pouvoir se propager entre la surface de la cible et le capteur.

Une quantité importante de vapeur, de fumée, de poussière ou d’autres particules peut absorber, diffuser ou perturber le signal infrarouge, ce qui peut entraîner des valeurs instables ou incorrectes.

Ce problème peut notamment apparaître lors de mesures de liquides chauds, à proximité de conduites de vapeur ou dans des zones industrielles poussiéreuses.

Le trajet optique entre l’appareil et la cible doit donc rester aussi dégagé que possible.

Le thermomètre mesure la température de surface

Un thermomètre infrarouge mesure la température de surface d’un objet.

Pour connaître la température interne d’un matériau, un thermomètre infrarouge standard n’est généralement pas suffisant.

Dans le cas d’aliments chauffés, de récipients contenant des liquides, de tuyauteries ou d’équipements mécaniques, la température de surface peut différer sensiblement de la température interne. Une mesure infrarouge correcte de la surface ne représente donc pas nécessairement la température à l’intérieur de l’objet.

Avant de considérer qu’une mesure est erronée, il faut vérifier que les températures comparées correspondent au même emplacement et au même type de mesure.

Comparaison avec un thermomètre à contact dans des conditions différentes

Un thermocouple, une sonde de température ou un autre thermomètre à contact est parfois utilisé pour contrôler un thermomètre infrarouge. Une différence entre les deux valeurs ne prouve cependant pas que l’instrument infrarouge est imprécis.

Une sonde à contact peut mesurer la température interne ou une température locale après stabilisation du contact thermique, tandis qu’un thermomètre infrarouge mesure le rayonnement moyen provenant d’une certaine surface.

Pour obtenir une comparaison pertinente :

● Mesurer au même emplacement.
● Réaliser les mesures à des instants aussi proches que possible.
● Attendre que la température de la cible soit stable.
● Régler correctement l’émissivité du thermomètre infrarouge.
● Vérifier que le spot de mesure reste entièrement à l’intérieur de la cible.
● Utiliser une méthode de référence adaptée à la surface mesurée.

Comment diagnostiquer une température affichée incorrecte

Lorsqu’une valeur semble clairement anormale, il est recommandé de procéder par étapes :

● Vérifier que la cible convient à une mesure infrarouge.
● Contrôler que l’émissivité réglée correspond au matériau.
● Réduire la distance et vérifier que la cible est plus grande que le spot de mesure.
● Orienter l’instrument aussi perpendiculairement que possible à la surface.
● Vérifier si la cible est brillante ou fortement réfléchissante.
● S’assurer qu’aucune vitre, vapeur dense, fumée ou quantité importante de poussière ne se trouve entre l’appareil et la cible.
● Contrôler la présence éventuelle de poussière, d’huile ou de condensation sur l’optique.
● Après une forte variation de température ambiante, laisser l’instrument s’acclimater avant une nouvelle mesure.
● Effectuer une mesure répétée sur une cible stable dont les caractéristiques de surface sont connues.

Si une erreur importante persiste dans des conditions normales après ces vérifications, l’instrument peut nécessiter une inspection ou un étalonnage.

Quand l’instrument lui-même peut être en cause

Toutes les erreurs ne sont pas nécessairement liées à l’utilisation. Une vérification plus approfondie est recommandée dans les situations suivantes :

● Les valeurs fluctuent anormalement lors de mesures répétées d’une cible stable dans des conditions inchangées.
● Un écart important et reproductible subsiste par rapport à un instrument de référence fiable.
● L’erreur demeure après correction de l’émissivité, de la distance de mesure et après nettoyage de l’optique.
● Les anomalies apparaissent après une chute, un choc important, une exposition excessive à la chaleur ou une autre condition anormale.
● L’écran affiche des codes d’erreur, des alertes inhabituelles ou des indications liées au capteur.

Dans ce cas, il convient de suivre les instructions du manuel et, si nécessaire, de faire procéder à un étalonnage ou à une maintenance par du personnel qualifié. Les paramètres internes d’étalonnage ne doivent pas être modifiés sans équipement et procédure appropriés.

FAQ

Pourquoi mon thermomètre infrarouge affiche-t-il toujours une température trop basse ?
Les causes fréquentes comprennent un mauvais réglage de l’émissivité, une cible plus petite que le spot de mesure, une distance excessive, une surface très réfléchissante ou une optique contaminée. Il convient de contrôler méthodiquement le matériau et les conditions de mesure.

Pourquoi plusieurs mesures au même endroit donnent-elles des températures différentes ?
Une variation de la distance, de l’angle ou de la zone mesurée modifie le rayonnement détecté. Des changements de température de la cible, des réflexions, de la vapeur ou des variations de l’environnement peuvent également provoquer des écarts.

Pourquoi la température reste-t-elle incorrecte alors que le laser est bien positionné ?
Le laser sert uniquement de repère de visée et ne représente pas l’ensemble de la zone réellement mesurée. Si la cible est plus petite que le spot infrarouge, les surfaces environnantes peuvent influencer le résultat.

Peut-on mesurer à travers du verre avec un thermomètre infrarouge ?
Un thermomètre infrarouge standard ne permet généralement pas de mesurer avec précision la température d’un objet à travers du verre ordinaire. Il mesure le plus souvent principalement la température de la surface du verre.

Peut-on mesurer un métal brillant avec un thermomètre infrarouge ?
Une mesure est possible, mais les métaux brillants présentent souvent une faible émissivité et une forte réflectivité. Des erreurs importantes peuvent en résulter. Un réglage et une méthode de mesure adaptés sont nécessaires.

Une température incorrecte signifie-t-elle que l’instrument doit être immédiatement étalonné ?
Pas nécessairement. Il faut d’abord vérifier l’émissivité, la distance, la taille de la cible, les propriétés de surface, la température ambiante et l’état de l’optique. Un étalonnage ou une inspection devient pertinent si une erreur importante et répétable persiste après ces contrôles.

Conclusion

Lorsqu’un thermomètre infrarouge affiche une température inattendue, cela ne signifie pas nécessairement que l’appareil est défectueux. Dans de nombreux cas, les écarts proviennent de l’émissivité, de la distance de mesure, de la taille de la cible, des réflexions, des variations de l’environnement ou de la méthode de mesure.

Pour obtenir des résultats fiables, il faut d’abord vérifier que la cible se prête à une mesure infrarouge, utiliser une émissivité adaptée, s’assurer que la cible est plus grande que le spot et maintenir autant que possible une distance et un angle constants.

Les mesures à travers du verre, sur des métaux très réfléchissants, dans des environnements chargés de vapeur ou lorsqu’une température interne est recherchée exigent une attention particulière aux limites de la technologie infrarouge. Si une erreur importante subsiste après élimination de ces facteurs, un étalonnage, une inspection ou une maintenance de l’instrument doit être envisagé.