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Journées Techniques Routes 2013 Nantes – 6 & 7 février 2013 Méthodes thermo-optiques : la thermographie infrarouge Jean Dumoulin IFSTTAR/COSYS-SII.

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1 Journées Techniques Routes 2013 Nantes – 6 & 7 février 2013 Méthodes thermo-optiques : la thermographie infrarouge Jean Dumoulin IFSTTAR/COSYS-SII

2 Plan de lexposé Rappels sur la Thermographie Infrarouge (ThIR) Système de mesure développé dans le cadre du projet Européen ISTIMES Exemple dapplication sur une infrastructure Autres applications Conclusion- Perspectives

3 Positionnement des techniques dans le spectre électromagnétique

4 Vue schématique des différents usages dun système de Thermographie Infrarouge Atmosphère Caméra Infrarouge Vision de nuit, dans le brouillard Secours à la personne Surveillance Sécurité Diagnostic Technique Maintenance Prédictive Monitoring Thermique Contrôle Non Destructif (CND) des structures Requiert une excitation thermique Des connaissances en transfert de chaleur sont recommandées Logiciels de Post- Traitement Ordinateur de contrôle Logiciel dacquisition de données avec des fonctionnalités de pré-traitement

5 Thermographie Infrarouge Rappels –Bande spectrale Ondes Longues (LWIR 7-14 m ) bien adaptée au monitoring de la température apparente de surface des infrastructures –Utilisation du potentiel offert par les cartes graphiques des PC –Système bas coût si lon utilise des capteurs non refroidis Expression du bilan radiatif simplifié au niveau du détecteur de la caméra

6 6 Vue densemble de larchitecture ISTIMES Composants Système de haut niveau

7 Zoom sur larchitecture permettant dacquérir les données terrain SOS SPS SWE data accesstasking Applications Application domain Acquisition domain Sensor domain (Mediation domain) SOS (Sensor Observation Service) SPS (Sensor Planning Service) SWE (Sensor Web Enablement) OGC (Open Geospatial Consortium) Contexte IEEE 1451 ( Smart transducers)

8 Système de mesure par ThIR développé Représentation schématique Interopérabilité sur site Contrôle à distance Architecture de mesure autonomome

9 Schéma de principe dIRLaW Représentation schématique du système de mesure IrLaW et de son interaction avec le compilateur de modèles RhbSM

10 RhbSM Radiative heat balance Simplified Model compilator calcul matriciel en ligne

11 Architecture de calcul pour la mesure et lanalyse temps réel Gestion en parallèle de différents flux de données matricielles pour la mesure ou lanalyse en temps réel avec ou sans utilisation du GPU Validation dans ISTIMES Thèse en cours A. Crinière

12 Exemple de mise en oeuvre sur site réel: Pont Musmeci (Potenza, Italie) FOSERT GPR HRT ODM GBSAR GPR IRT Localisation des capteurs

13 Mise en œuvre du dispositif de mesure sur site Geocart Ortho photo Contrôle au sol via une tablette tactile

14 Illustrations : Images thermiques à différents instants du cycle jour-nuit Distribution spatiale des températures de surface au niveau du tablier du pont Fin de relaxation thermique Fin de montée en température (sollicitation thermique naturelle) Pendant la relaxation thermique Pendant chargement thermique Images IR à 5Hz

15 Analyse des mesures et détection de la structure interne du tablier Le tablier est revêtu par 13 cm de Béton Bitumineux

16 Autres applications Contrôle de process lors de la mise en œuvre denrobé En sinspirant des travaux conduits depuis plusieurs années par nos collègues du MTQ et repris depuis par le Texas Transportation Institute dans le programme SHRP2 Contribution au suivi du bilan thermique dune centrale denrobée Collaboration avec Dpt Matériaux et Structures (thèse L. Le Guen) Vision de nuit avec ou sans brouillard, possibilité de couplage temps réel avec une caméra de surveillance dans le visible Vision en condition de visibilité dégradée par thermographie infrarouge active CND par Thermographie Infrarouge active R ésultats de lOR11N063 ( ) dans le domaine chaussées Détection de défauts en sous face de couche de roulement (essais labo, manège de fatigue, simulations numériques) Méthodes thermo-optiques : la thermographie infrarouge

17 Conclusion - Perspectives Système de thermographie infrarouge bas-coût opérationnel et adapté pour le monitoring long terme et lauscultation par approche CND Différents champs dapplication Différentes méthodes de traitement Architecture adaptée à linteropérabilité Web mais aussi sur site réel en connexion sans fil Une version avec fonctionnalités limitées sur carte PEGASE a été développée Méthodes thermo-optiques : la thermographie infrarouge

18 Perspectives Déploiement pour essais dévaluation sur un finisseur Appel à candidature Développement dun mode scanneur infrarouge –Projet REPTILES (en cours) –Autres travaux de recherche conduits en CND par ThIR active Poursuite des travaux engagés sur larchitecture OGC (Open Geospatial Consortium) Etude de nouvelles approches pour le diagnostic de performance énergétique des bâtiments Méthodes thermo-optiques : la thermographie infrarouge

19 Merci pour votre attention ! Ifsttar Département COSYS (Composant & Systèmes) Laboratoire SII (Structures et Instrumentation intégrée) Route de Bouaye - CS Bouguenais, France Contact : Etude thermique de la mise hors gel dune voie de métro pour circulation tout temps


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