Caméra thermique

Une caméra thermique enregistre les différents rayonnements infrarouge (ondes de chaleur) émis par les corps et qui varient en fonction de leur température. Contrairement à l'imaginaire populaire, une caméra thermique ne permet pas de voir derrière une paroi ou un obstacle. Elle reproduit la chaleur emmagasinée par un corps, ou montre le flux thermique d'une paroi en raison d’un foyer se trouvant à l’arrière.

Les vitres ainsi que les parties métalliques polies reflètent l’image thermique telles un miroir. Cette image, bien que moins nette, peut cependant induire un observateur en erreur.

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Bien que la longueur d'onde du rayonnement infrarouge dépende de la température, les caméras thermiques ont en général un seul canal (comme une caméra qui filme en "noir et blanc"), et les caméras se contentent de produire une image de l'intensité du rayonnement, qui permet également d'apprécier la température de la source. La couleur produite par la caméra est une fausse couleur, obtenue en associant une couleur à l'intensité reçue, afin de faciliter la lecture directe de la température : à chaque couleur de l'image correspond une température.

Types de caméras thermiques

Il existe principalement deux types de caméras thermiques :

• Les caméras avec un capteur infrarouge non refroidi. Le capteur fonctionne par la mesure de la variation d'une grandeur (courant, tension) en fonction de la température en chaque point du capteur. Cette température varie en fonction de la quantité de rayonnement infrarouge reçue. Comme ce type de caméra n'a pas besoin d'enceinte cryogénique, il est meilleur marché que l'autre type, mais souffre de performances inférieures.
• Les caméras avec un capteur infrarouge refroidi. Ce type de caméra utilise un conteneur refroidi par des techniques de cryogénie, le capteur étant enfermé dans une enceinte sous vide ou dans un vase Dewar. Le capteur utilisé est un capteur photographique mais grâce à l'utilisation de matériaux différents de ceux des appareils photographiques, il permet l'acquisition dans le domaine de l'infrarouge. Sans système de refroidissement, le capteur serait ébloui à cause de sa propre émission infrarouge.

Comment fonctionne une caméra thermique ?

Voilà maintenant comment on exploite le rayonnement IR pour la vision thermique de nuit.

1.  La lentille de l’objectif concentre la lumière IR
2. Cette lumière est scannée par des détecteurs infrarouge dans l’appareil qui déterminent la température des zones en fonction de la longueur d’onde des IR.
3. L’image thermique ainsi créée est convertie en impulsions électriques, qui sont envoyées pour représenter l’image sur l’écran.
4. L’image est représentée en couleur en fonction de la température des zones observées. Le rouge représente les zones chaudes, le bleu les zones froides.

La plupart des caméras thermiques enregistrent à raison de 30 images par secondes avec une précision de 0.2 degrés Celsius sur une plage de températures allant de -20°C à 2000°C.

Il existe 2 types de caméras thermiques :

• les caméras thermiques non refroidie : c’est le plus courant. Elles fonctionnent à température ambiante, sont silencieuses et démarrent immédiatement.
• les caméras thermiques cryogénisées : bien plus chères, elles sont refroidies à des températures négatives, ce qui améliorer leur précision et leur résolution. Elles peuvent détecter une différence de température de 0.1°C à 300m. Autrement dit, vous n’aurez aucune difficulté à détecter une personne portant un pistolet sous son pull à 300m !

Caractéristiques des caméras thermiques

Les caméras thermiques ou caméras infrarouges sont définies par leur résolution spatiale (le plus petit objet visible) et leur résolution thermique (la plus petite différence de température perceptible). Ces deux résolutions ne sont pas indépendantes et les caméras sont en général caractérisées par la courbe donnant l'évolution de la résolution thermique en fonction de la résolution spatiale. Cette courbe s'appelle courbe de MRTD.

Quelques fonctionnalités de caméras thermiques

Recherche automatique de points chauds

Les caméras thermiques permettent une évaluation thermique des objets avec détection automatique de points chauds ou froids.

Mesures rapides de températures

Les caméras infrarouge permettent de visualiser les distributions des températures en surface, ainsi que de mesurer les températures exactes par intervalles de millisecondes.

Logiciel très complet avec fonction scanner linéaire

fonction scanner linéaire
Le logiciel accompagnant la caméra thermique offre non seulement des fonctions d’analyse et de documentation des données mesurées, mais propose également une fonction de balayage linéaire permettant de surveiller des cibles mobiles dans un process.

Intégration aisée dans le process

L’intégration dans les réseaux et systèmes automatisés est grandement facilitée par des concepts d’interfaçage avancés :

• Extension du câble USB jusqu’à 100 m via Ethernet ou jusqu’à 10 km par fibre optique
• Interface process (PIF) sous forme d'entrée / sortie analogique (0 - 10 V) et entrée TOR (niveau bas et haut)
• Interface logicielle via Dynamic-Link-Library (DLL) et ComPort