Introduction
Une question revient fréquemment lors de l’utilisation d’un thermomètre infrarouge : peut-on mesurer la température d’un objet à travers une vitre ou un matériau plastique transparent ?
Dans la plupart des cas, la transparence à la lumière visible ne signifie pas transparence au rayonnement infrarouge.
Un thermomètre infrarouge ne détermine pas la température parce qu’il « voit » visuellement la cible. Il détecte le rayonnement infrarouge émis par la surface mesurée.
Un matériau transparent pour l’œil humain peut ainsi être partiellement ou totalement opaque dans la plage de longueurs d’onde utilisée par l’appareil.
Les mesures effectuées sur du verre, du plastique transparent, des films ou des récipients transparents doivent donc tenir compte de la transmission infrarouge, de l’émissivité et de la réflexion.
Points essentiels
● Un thermomètre infrarouge mesure le rayonnement infrarouge émis par une surface et non la lumière visible.
● Un matériau transparent dans le domaine visible ne l’est pas nécessairement dans l’infrarouge.
● Un thermomètre infrarouge portatif standard ne permet généralement pas de mesurer correctement un objet à travers une vitre ordinaire.
● Pour les plastiques transparents, le résultat dépend du matériau, de son épaisseur et de sa transmission infrarouge.
● Si la cible se trouve derrière une paroi transparente, une autre méthode de mesure peut être nécessaire.
Pourquoi la transparence visible ne signifie-t-elle pas transparence infrarouge ?
L’œil humain ne perçoit qu’une petite partie du spectre électromagnétique : la lumière visible. Les thermomètres infrarouges travaillent à des longueurs d’onde beaucoup plus élevées.
De nombreux thermomètres infrarouges industriels portatifs fonctionnent par exemple approximativement dans la bande infrarouge longue de 8 à 14 μm.
Le verre ordinaire n’est généralement pas transparent dans cette bande de la même manière qu’il l’est pour la lumière visible.
Ainsi, même si l’opérateur distingue clairement une machine ou une pièce derrière une vitre, le thermomètre peut surtout détecter le rayonnement infrarouge émis par la vitre elle-même.
En pratique :
● L’œil voit l’objet derrière la vitre.
● Le thermomètre infrarouge mesure souvent la surface de la vitre.
Cette distinction est fondamentale pour les mesures sur des matériaux transparents.
Peut-on mesurer la température du verre avec un thermomètre infrarouge ?
Oui. Un thermomètre infrarouge peut mesurer la température de surface du verre. En revanche, il ne permet généralement pas de mesurer directement la température d’un objet situé derrière une vitre ordinaire.
Par exemple, si l’on vise un objet extérieur à travers une fenêtre, la valeur affichée correspond généralement davantage à la température de la vitre qu’à celle de l’objet situé à l’extérieur.
Le même principe s’applique aux machines équipées de hublots d’inspection en verre. Une mesure prise à travers un verre classique ne doit pas être considérée automatiquement comme la température réelle d’un composant interne.
Lorsqu’un objet situé derrière une vitre doit être mesuré, il est préférable d’utiliser une ligne de visée directe sans obstacle ou une autre méthode de mesure adaptée.
Peut-on mesurer un plastique transparent ?
La situation est plus complexe avec les plastiques transparents, car leurs propriétés infrarouges varient fortement.
La transmission infrarouge dépend notamment :
● de la composition du matériau ;
● de son épaisseur ;
● du traitement de surface ;
● de sa couleur et de ses additifs ;
● de la plage spectrale utilisée par le thermomètre.
Une plaque transparente relativement épaisse se comporte souvent comme une surface infrarouge à part entière. L’appareil mesure alors principalement sa propre température de surface.
Certaines pellicules plastiques fines peuvent toutefois transmettre une partie du rayonnement infrarouge provenant d’un objet situé derrière. Le thermomètre peut alors recevoir simultanément le rayonnement du film et celui de la cible, ce qui entraîne des valeurs erronées ou instables.
En l’absence d’informations sur les caractéristiques spectrales du matériau, il n’est pas recommandé de considérer une mesure à travers un plastique transparent comme fiable.
Peut-on mesurer la température d’un liquide à travers un récipient transparent ?
En règle générale, la valeur obtenue ne doit pas être assimilée directement à la température interne du liquide.
Lorsqu’un liquide chaud se trouve dans un verre, une bouteille transparente ou un récipient en plastique, le thermomètre infrarouge mesure principalement la surface extérieure du récipient.
Si la paroi et le liquide ont atteint un équilibre thermique stable, la température de surface peut être relativement proche de celle du liquide et fournir une indication utile.
Des écarts importants peuvent néanmoins apparaître lorsque :
● la température du liquide évolue rapidement ;
● la paroi du récipient est épaisse ;
● le matériau possède une faible conductivité thermique ;
● la surface extérieure est soumise à une température ambiante différente.
Pour une mesure précise de la température interne d’un liquide, une sonde de température, un thermocouple ou un autre capteur de contact est généralement préférable.
Pourquoi les matériaux transparents peuvent-ils provoquer des erreurs de mesure ?
Trois phénomènes principaux doivent être pris en compte.
● Transmission : une partie du rayonnement infrarouge provenant d’un objet situé derrière le matériau peut le traverser.
● Réflexion : la surface peut réfléchir le rayonnement infrarouge provenant de machines, de murs, de sources de chaleur ou d’autres objets environnants.
● Émission propre : le matériau émet lui-même un rayonnement infrarouge en fonction de sa température et de son émissivité.
Le thermomètre peut donc recevoir simultanément plusieurs composantes de rayonnement. La température affichée ne représente alors pas nécessairement la température réelle d’une seule surface.
Une mesure infrarouge fiable nécessite donc de considérer non seulement la distance et la taille de la zone mesurée, mais également l’émissivité, la transmission et la réflexion.
Comment mesurer correctement un matériau transparent ?
Si l’objectif consiste à mesurer la température de surface du matériau transparent lui-même, les principes habituels de mesure infrarouge peuvent être appliqués.
● Vérifier que la zone cible est plus grande que le spot de mesure réel.
● Régler une valeur d’émissivité adaptée lorsque l’appareil le permet.
● Éviter les réflexions importantes provenant du soleil, de machines chaudes, de radiateurs ou d’autres sources thermiques.
● Pour le verre, considérer que la mesure correspond généralement à la surface de la vitre et non à l’objet situé derrière.
● Lorsque cela est possible, appliquer sur la surface un ruban ou un revêtement à forte émissivité connue, puis attendre l’équilibre thermique avant de mesurer.
Si la cible réelle se trouve derrière le matériau transparent, il est préférable de supprimer l’obstacle, de trouver un angle de mesure direct ou d’utiliser une sonde de contact ou un système infrarouge spécifiquement adapté au matériau et à la longueur d’onde concernée.
Erreurs de mesure fréquentes
● Mesurer un objet extérieur à travers une fenêtre : la mesure correspond généralement à la température de la vitre.
● Mesurer une pièce de machine à travers un hublot en verre : un verre ordinaire ne permet généralement pas une mesure directe fiable du composant interne.
● Mesurer un produit à travers un emballage plastique transparent : le film peut transmettre, absorber et réfléchir le rayonnement infrarouge.
● Mesurer un liquide à travers une bouteille transparente : l’appareil mesure principalement la surface de la bouteille.
● Se fier uniquement à la transparence visible : la transparence optique ne permet pas de déterminer la transmission dans l’infrarouge.
FAQ
Un thermomètre infrarouge peut-il mesurer à travers le verre ?
En général, non. Les thermomètres infrarouges portatifs classiques détectent principalement le rayonnement émis par le verre lui-même. La mesure correspond donc généralement à la température de surface de la vitre.
Pourquoi puis-je voir un objet à travers le verre sans pouvoir mesurer correctement sa température ?
L’œil humain utilise la lumière visible, alors qu’un thermomètre infrarouge fonctionne dans une bande infrarouge spécifique. Le verre peut être transparent dans le visible et opaque aux longueurs d’onde utilisées par l’appareil.
Peut-on mesurer du plastique transparent avec un thermomètre infrarouge ?
Oui, pour sa température de surface. En revanche, la possibilité de détecter un objet situé derrière dépend du type de plastique, de son épaisseur et de ses caractéristiques de transmission infrarouge.
Peut-on mesurer de l’eau chaude à travers un récipient en verre ?
La valeur affichée correspond principalement à la température de la surface du verre. Si le récipient et le liquide sont à l’équilibre thermique, cette valeur peut être proche de la température du liquide, mais elle ne constitue pas une mesure précise de la température interne.
Comment améliorer la précision lors de la mesure de matériaux transparents ?
Il faut d’abord déterminer si la cible est le matériau lui-même ou un objet situé derrière. Il convient ensuite de prendre en compte l’émissivité, la transmission et les réflexions. Pour une mesure précise, une vérification avec une sonde de contact peut être nécessaire.
Conclusion
La possibilité de mesurer un matériau transparent avec un thermomètre infrarouge ne peut pas être déterminée uniquement à partir de son aspect visuel.
Pour la plupart des thermomètres infrarouges portatifs classiques, le verre ordinaire se comporte comme une surface infrarouge mesurable. L’appareil mesure donc la vitre plutôt que l’objet situé derrière.
Pour les plastiques transparents, la situation dépend fortement de la nature et de l’épaisseur du matériau.
Avant toute mesure, il est essentiel de déterminer si la cible réelle est la surface transparente ou un objet situé derrière. Lorsqu’une paroi transparente empêche une mesure fiable, il est préférable d’utiliser une ligne de visée directe ou une méthode de mesure de contact ou infrarouge spécialisée.
