Qu’est-ce que la thermographie en CND

Qu’est-ce que la thermographie, ses types, son principe, son fonctionnement, ses avantages et ses limites

La thermographie est une méthode CND permettant d’obtenir une image de la répartition de la chaleur sur la surface d’un objet. La méthode habituelle consiste à utiliser une caméra spéciale composée de plusieurs capteurs infrarouges (un détecteur sensible aux infrarouges) et d’une lentille qui transmet le rayonnement infrarouge. De telles caméras peuvent fonctionner à des fréquences vidéo normales et mesurer de petites différences de température dans une pièce.

Les variations de température dans les pièces sont alors affichées en nuances de gris ou peuvent être converties en images pseudo-couleurs. L’image montrant ces différences peut être téléchargée et affichée sur un PC à partir de l’appareil photo. Des variations de température aussi faibles que 0,1°C peuvent être détectées à l’aide de la méthode de thermographie. Les méthodes utilisées sont totalement non destructives et non invasives et peuvent être très rentables.

Thermographie en CND

Relation du spectre électromagnétique avec la thermographie

La thermographie est un type d’imagerie infrarouge. La technologie thermique détecte le rayonnement dans la gamme infrarouge du spectre électromagnétique et produit des images de ce rayonnement. Étant donné que le rayonnement infrarouge est émis par tous les objets en fonction de leur température, conformément à la loi sur le rayonnement du corps noir. Le spectre électromagnétique est l’ensemble des fréquences. C’est la distribution du rayonnement électromagnétique émis ou absorbé par cet objet particulier.

Le spectre électromagnétique s’étend du dessous des basses fréquences utilisées pour la communication radio au rayonnement gamma à la haute fréquence à courte longueur d’onde couvrant des longueurs d’onde de milliers de kilomètres jusqu’à une fraction de la taille d’un atome.

Spectre électromagnétique
Spectre électromagnétique
Figure 2. Spectre électromagnétique

Principe de la thermographie

La thermographie infrarouge est une technique d’imagerie thermique. Les images thermiques sont capturées par une caméra infrarouge qui détecte le rayonnement lumineux infrarouge (~1 – 14 mm). Cette image de distribution de rayonnement peut être convertie en échelle de température et produit une image de distribution de température appelée thermogramme, selon la loi de Stefan Boltzmann. Par conséquent, la thermographie nous permet de voir les variations de température, puisque la quantité de rayonnement émise par un objet augmente ou diminue en fonction du changement de température.

Techniques de thermographie

Il existe deux types de base de thermographie :

  1. Thermographie passive et 
  2. Thermographie active.
Figure 3. Types de thermographie

En thermographie passive , la caméra est simplement pointée sur l’éprouvette et à partir de l’image thermique, une carte de température est construite. L’approche passive est utilisée lorsque l’objet d’intérêt a un contraste thermique suffisant par rapport au fond pour être détecté avec un capteur infrarouge. Les applications typiques incluent : la surveillance, le suivi des personnes, l’évaluation de l’humidité dans les bâtiments, les niveaux de liquide dans les réservoirs de stockage, les problèmes d’isolation, les composants électriques, etc.

La thermographie active consiste à chauffer rapidement la surface de l’objet à l’aide d’une source de chaleur externe et à observer comment la température décroît avec le temps. Les défauts du matériau se manifestent par des variations du taux de décroissance de la température. La thermographie active pour CND est basée sur la détection et l’enregistrement par une caméra infrarouge des rayonnements thermiques émis par la surface de l’objet. Pour détecter des défauts, il est parfois nécessaire de déstabiliser l’état thermique de l’objet par chauffage ou refroidissement c’est-à-dire par thermographie active. La présence d’un défaut interne se révèle en surface comme une perturbation de température au-dessus de ce défaut.

Applications de la thermographie

  • Essais non destructifs (END) pour des exemples pratiques en contrôle qualité
  • Surveillance de l’état de l’objet en mouvement
  • Contrôle qualité dans les matériaux métalliques ou non métalliques tels que les alliages ou les composites
  • Inspection des défauts des réservoirs sous pression et des canalisations
  • Enquête sur les appareils électroniques
  • Évaluation du bâtiment telle que l’intégrité de la liaison des carreaux muraux, l’inspection de la structure de la surface du béton et l’évaluation de la qualité du béton CFRP
  • Imagerie médiale
  • Travaux de recherche sur les propriétés thermiques des matériaux