Chapitre II ELEMENTS THEORIQUES SUR LA
THERMOGRAPHIE INFRAROUGE
La thermographie infrarouge est devenue un des outils de
diagnostic les plus précieux pour la maintenance préventive. En
détectant des anomalies souvent invisibles à l'oeil nu, elle
permet d'entreprendre une action corrective ciblée avant que des
défaillances coûteuses ne se produisent.
Les caméras infrarouges sont devenues des
systèmes compacts qui ressemblent beaucoup aux caméscopes usuels
grand public, sont faciles d'emploi et produisent en temps réel des
images de haute résolution. Dans le monde entier, de nombreux acteurs
industriels ont découvert les avantages des caméras infrarouges
pour leurs programmes de maintenance conditionnelle. Notons que l'analyse
thermographique fait partie d'autres programmes de maintenance conditionnelle
tels que décrit ci-dessous.
Figure 3 : comparaison Médecine et
Maintenance(Conditionnelle)
Le principe de ce type de maintenance étant de
suivre périodiquement l'évolution d'un ou de plusieurs
paramètres susceptibles d'évoluer en fonction de la
dégradation d'une ou de plusieurs pièces de la machine à
laquelle ils appartiennent.
II.1
Généralités
II.1.1 Thermographie infrarouge
Selon la NORME NF A09-400, «Technique permettant d'obtenir
au moyen d'un appareillage approprié l'image thermique d'une
scène thermique dans un domaine spectral de l'infrarouge.»
II.1.2 Appareillage de Thermographie
Infrarouge
Ensemble d'appareils permettant d'obtenir et de traiter une
scène thermique. Ces appareils peuvent assurer en particulier l'analyse
d'une scène thermique, le traitement des signaux correspondants, la
manipulation des données ainsi obtenues, leur visualisation, leur
enregistrement sur tout support. Suivant la configuration de l'appareillage et
les fonctions disponibles sur les appareils utilisés, il peut être
possible de procéder en outre, à partir de l'image thermique,
à la mesure des luminances et/ou au calcul des températures.
II.1.3 Image Thermique ou
Thermogramme.
Répartition structurée des données
représentatives du rayonnement infrarouge en provenance d'une
scène thermique. Une image thermique peut être obtenue à
partir d'un balayage d'image en une ou plusieurs trames décalées
spatialement.
II.1.4 Température
La température c'est ce qui représente
l'état thermique d'un matériau à un moment donné.
On l'associe avec la vitesse aléatoire des molécules et atomes
qui constituent la matière.
La température s'exprime légalement en Kelvin (K).
Le degré Celsius (°C) et le degré Fahrenheit (°F) sont
acceptés par usage.
II.1.5 Chaleur
La chaleur représente la quantité de
molécules et d'atomes affectés d'une certaine
température.
La chaleur est une énergie qui s'exprime légalement
en Joules. Les calories et les Watts. Heures sont acceptés par usage.
II.1.6 Conduction
La conduction est le transfert de chaleur d'une molécule
à l'autre suite à une collision entre celles-ci.
Figure
4 : Exemple de conduction.
II.1.7 Convection
Si nous prenons le cas d'un mur, nous notons une
différence de température entre le mur et l'intérieur de
la pièce. Il en est de même à l'extérieur.
Ces différences sont appelées Résistances
thermiques de transition. Cet effet est un cas typique de convection dans
l'air.
Figure 5 :
exemple de convection : Températures sur un mur
II.1.8 Rayonnement
Un matériau émet (naturellement ou non) des
ondes électromagnétiques. On dit qu.il rayonne. Les ondes se
caractérisent par leur énergie et par leur longueur d'onde.
Notons que la conduction, la convection et le rayonnement sont
les trois modes de transfert thermique.
Prenez une plaque électrique dans une
pièce noire...
Vous alimentez
la plaque...
Même
si vous ne voyez pas la chaleur émise, vous la `sentez'
progressivement
Si la plaque
est à la puissance maximum, et si vous ne mettez pas
de casserole dessus, elle
va devenir rouge
Quand la température augmente, les
caractéristiques du rayonnement changent!
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