Introduction
De nombreux films plastiques sont transparents dans le domaine visible. Il est donc facile de penser qu’un thermomètre infrarouge peut également « voir à travers » le film et mesurer directement la température de l’objet placé derrière.
En réalité, la transparence à la lumière visible ne signifie pas nécessairement la transparence au rayonnement infrarouge. La possibilité de mesurer à travers un film plastique dépend principalement de sa composition, de son épaisseur, de son état de surface et de la plage de réponse spectrale du thermomètre.
Pour la plupart des thermomètres infrarouges portatifs d’usage général, il ne faut pas considérer qu’une mesure réalisée à travers un film plastique courant représente automatiquement la température réelle de la cible.
Points essentiels
● Un film plastique transparent à la lumière visible peut être peu transmissif dans l’infrarouge.
● Un thermomètre infrarouge détecte le rayonnement thermique dans une plage de longueurs d’onde déterminée ; il ne mesure pas en fonction de la transparence visuelle du matériau.
● Le film plastique peut absorber, réfléchir et transmettre une partie du rayonnement infrarouge.
● Si la transmission est faible dans la plage spectrale du thermomètre, la valeur mesurée sera souvent plus proche de la température de surface du film.
● Même lorsqu’une partie du rayonnement traverse le film, la température affichée ne correspond pas nécessairement à la température réelle de l’objet situé derrière.
● Lorsqu’une bonne précision est requise, il est préférable de mesurer directement la surface cible.
Pourquoi un film plastique transparent peut-il bloquer le rayonnement infrarouge ?
L’œil humain détecte la lumière visible. Les films plastiques transparents laissent passer une proportion importante de cette lumière, ce qui permet de voir les objets situés derrière.
Un thermomètre infrarouge fonctionne différemment. Son système optique capte le rayonnement infrarouge émis par une surface et utilise cette énergie pour calculer sa température.
Pour la thermométrie infrarouge, le paramètre important est donc le comportement du matériau dans la plage de longueurs d’onde réellement utilisée par l’appareil, et non sa transparence dans le domaine visible.
Un film peut paraître parfaitement transparent à l’œil tout en absorbant fortement le rayonnement infrarouge dans la bande spectrale du thermomètre. Dans ce cas, l’objet reste visible, mais son rayonnement thermique atteint difficilement le détecteur.
Que détecte réellement le thermomètre à travers un film plastique ?
Lorsqu’un rayonnement infrarouge atteint un film plastique, trois phénomènes principaux peuvent se produire :
● Une partie du rayonnement est absorbée par le film.
● Une partie est réfléchie.
● Une autre partie peut être transmise à travers le film.
Le film émet également son propre rayonnement infrarouge en fonction de sa température et de son émissivité.
Le thermomètre peut donc recevoir simultanément le rayonnement de la cible transmis à travers le film, le rayonnement émis par le film lui-même et une partie du rayonnement infrarouge ambiant réfléchi.
La température affichée est calculée à partir de ce signal radiatif combiné et ne correspond donc pas nécessairement à la température réelle de l’objet situé derrière le film.
Le thermomètre mesure-t-il principalement la température du film plastique ?
C’est tout à fait possible et relativement fréquent dans les mesures infrarouges courantes.
Lorsque le film présente une faible transmission dans la plage spectrale utilisée par le thermomètre, une grande partie du rayonnement thermique de l’objet situé derrière est bloquée.
Le détecteur reçoit alors principalement le rayonnement émis par le film lui-même ainsi que le rayonnement ambiant réfléchi. Dans ces conditions, la température affichée est généralement plus proche de la température de surface du film que de celle de l’objet situé derrière.
Cet effet devient particulièrement visible lorsque l’écart de température entre la cible et le film est important. Par exemple, si un objet chaud se trouve derrière un film relativement froid, la température mesurée peut être sensiblement inférieure à la température réelle de l’objet.
Un film plus mince permet-il toujours une mesure plus précise ?
Pas nécessairement.
L’épaisseur peut avoir une influence sur la transmission infrarouge. À matériau identique, un film plus mince peut laisser passer davantage de rayonnement dans certaines bandes spectrales. Toutefois, l’épaisseur ne suffit pas à elle seule pour déterminer si une mesure fiable est possible.
D’autres facteurs doivent être pris en compte :
● La nature exacte du polymère.
● L’épaisseur du film.
● La présence de pigments, de charges, de revêtements ou d’autres additifs.
● L’humidité, l’huile, la poussière ou les contaminants présents sur la surface.
● La plage de réponse spectrale du thermomètre infrarouge.
● L’écart de température entre le film et la cible.
● La possibilité de compenser la transmission et le rayonnement réfléchi.
Même un film très mince et pratiquement invisible ne doit donc pas être considéré automatiquement comme négligeable lors d’une mesure infrarouge.
Tous les films plastiques influencent-ils la mesure de la même manière ?
Non. Les propriétés spectrales dans l’infrarouge varient sensiblement selon les polymères.
Le polyéthylène, le polypropylène, le PVC, le PET et d’autres matériaux peuvent présenter des caractéristiques d’absorption et de transmission très différentes selon la longueur d’onde. Même avec un matériau de base identique, l’épaisseur, la couleur, les additifs, les revêtements et les traitements de surface peuvent modifier le comportement infrarouge.
Le simple fait de savoir qu’il s’agit d’un « film plastique transparent » ne permet donc pas de déterminer s’il est possible de mesurer précisément à travers ce matériau.
En l’absence de données spectrales fiables ou de validation expérimentale, le film doit être considéré comme un élément susceptible d’influencer le résultat.
Dans quelles situations l’erreur peut-elle devenir importante ?
● Lorsque l’écart de température entre le film et la cible est important.
● Lorsque la cible est chaude tandis que le film reste relativement froid.
● Lorsque la transmission infrarouge du film est faible dans la plage utilisée par le thermomètre.
● En présence d’humidité, de poussière, d’huile ou de condensation sur la surface du film.
● Lorsque le film réfléchit le rayonnement thermique de machines chaudes, de personnes ou d’autres sources de chaleur proches.
● Lorsque la distance de mesure est excessive ou que la cible est trop petite par rapport à la taille du spot de mesure.
Que faire si la mesure à travers le film est inévitable ?
Si le film ne peut pas être retiré, il faut tout d’abord vérifier s’il possède une transmission infrarouge suffisante dans la plage spectrale du thermomètre.
Lorsque le fabricant du film fournit une courbe de transmission spectrale, ces données peuvent aider à déterminer si le matériau est adapté à la bande infrarouge utilisée. Une transmission suffisante ne garantit toutefois pas, à elle seule, une mesure précise avec un thermomètre infrarouge portatif. Le rayonnement propre du film, le rayonnement réfléchi et les algorithmes de compensation de l’instrument doivent également être pris en compte.
Une comparaison pratique peut être réalisée :
● Mesurer directement la surface de la cible.
● Recouvrir ensuite la même zone avec le film et répéter la mesure.
● Comparer les deux résultats afin de déterminer si l’écart est stable.
● Répéter l’essai à plusieurs températures de la cible.
Si l’écart varie sensiblement avec la température, il ne faut pas appliquer un facteur de correction fixe unique.
Comment obtenir des résultats plus fiables ?
Pour la maintenance industrielle, les contrôles HVAC, les inspections électriques et les contrôles d’équipements, la méthode la plus fiable consiste à mesurer directement la surface cible.
● Retirer autant que possible les films plastiques, vitrages ou autres matériaux présents dans le trajet optique.
● Vérifier que la cible est plus grande que le spot de mesure correspondant à la distance utilisée.
● Régler correctement l’émissivité en fonction du matériau cible.
● Limiter les réflexions provenant d’environnements chauds.
● Si une mesure doit être effectuée à travers une fenêtre infrarouge spécifique, vérifier la compatibilité de sa transmission avec la plage spectrale du thermomètre et appliquer les compensations requises pour la transmission et la température réfléchie.
FAQ
● Peut-on mesurer directement à travers un film alimentaire ?
Il ne faut pas le supposer. Bien qu’un film alimentaire soit transparent dans le visible, il peut absorber une part importante du rayonnement infrarouge. La valeur affichée peut donc être fortement influencée par la température du film lui-même.
● Peut-on mesurer un objet situé à l’intérieur d’un sac plastique ?
Une mesure directe à travers le sac n’est généralement pas recommandée. Le thermomètre peut principalement mesurer la température de la surface plastique ou un signal combiné provenant du sac et de l’objet.
● Peut-on négliger l’influence d’un film très mince ?
Pas nécessairement. L’influence dépend surtout de la transmission infrarouge du film dans la plage spectrale du thermomètre, et pas uniquement de son épaisseur.
● Pourquoi voit-on l’objet à travers le film alors que le thermomètre infrarouge ne le mesure pas correctement ?
L’œil humain détecte la lumière visible, tandis qu’un thermomètre infrarouge détecte le rayonnement thermique dans certaines bandes infrarouges. Un matériau peut donc être transparent dans le visible tout en absorbant fortement l’infrarouge.
● Est-il normal d’obtenir une température trop basse à travers un film plastique ?
Oui, cela peut arriver. Si le rayonnement d’une cible chaude est fortement absorbé par un film plus froid, la température affichée peut être nettement inférieure à la température réelle de la cible.
Conclusion
La possibilité de mesurer une température à travers un film plastique ne peut pas être déterminée à partir de sa transparence visuelle. Les paramètres déterminants sont sa transmission, son absorption et sa réflexion dans la plage spectrale utilisée par le thermomètre infrarouge.
Avec la plupart des films plastiques courants, une mesure à travers le matériau peut introduire une incertitude importante. Le thermomètre peut principalement détecter la température du film ou un signal radiatif combiné provenant du film, de la cible et du rayonnement ambiant réfléchi.
Lorsque les caractéristiques de transmission infrarouge ne sont pas connues et que la méthode n’a pas été validée, une température mesurée à travers un film plastique ordinaire ne doit pas être considérée comme la température réelle de surface de l’objet situé derrière. Pour une mesure précise, il est préférable d’accéder directement à la surface cible.
