La Thermographie infrarouge Université Cadi Ayyad Faculté des Sciences Semlalia Marrakech Département de Physique. La Thermographie infrarouge Réalisé par : ASSAD Touria. AIT ABDERRAHMAN Soukaina. CHRARBY Fatima Ezzahra. Encadré par le professeur : Mr. BELATTAR Sougrati 15/06/2015.

Plan GÉNÉRALITÉS. PRINCIPES PHYSIQUES. I. Définitions. II. Types de Thermographie Infrarouge. PRINCIPES PHYSIQUES. I. Le corps noir.  II. Le Corps réel. III.  L’émissivité.  APPLICATIONS DE LA THERMOGRAPHIE INFRAROUGE. I. Thermographie infrarouge dans le bâtiments . II. Thermographie infrarouge électrique. III. Simulation numérique.

GENERALITES I. Définitions: La thermographie : L’infrarouge : C’est la technique permettant d’obtenir l’image thermique d’une scène observée dans un domaine spectral de l’infrarouge. L’infrarouge : C’est une onde électromagnétique de fréquence inférieure à celle de la lumière visible (le rouge). La longueur d'onde des infrarouges est comprise entre le domaine visible (≈ 0,7 μm) et le domaine des micro- ondes (≈1mm).

Spectre électromagnétique Thermographie Infrarouge : C’est la discipline permettant de mesurer à distance et sans contact la température d'un objet à partir de ses émissions infrarouges.

Dispositif de mesure en thermographie infrarouge passive. II. Types de thermographie infrarouge: 1) Thermographie passive : Le but de la thermographie infrarouge passive est de détecter les rayonnements d’un corps à une température ambiante à l’aide d’une caméra infrarouge. Dispositif de mesure en thermographie infrarouge passive.

2) Thermographie active : La thermographie active est une méthode qui consiste à chauffer la surface d’un matériau et à mesurer l’évolution de la température grâce à une caméra thermique. Dispositif de mesure en thermographie infrarouge active.

PRINCIPES PHYSIQUES I. Corps noir : La loi de Planck : Un corps noir est un corps idéal totalement absorbant à tout rayonnement infrarouge incident quelque soit sa longueur d’onde. Trois lois définissent le rayonnement d’un corps noir: La loi de Planck : L’émission spectrale du corps noir est décrite par la loi de PLANCK, dépendant de la température et la longueur d’onde :

La variation de luminance L en fonction de la longueur d’onde.

Loi de Stefan-Boltzmann : Loi de Wien : La loi de Wien est obtenue par la dérivation de la loi de PLANCK. λ max = Loi de Stefan-Boltzmann : Cette loi, obtenue par l’intégration de la loi PLANCK, depuis λ= 0 jusqu’a λ infini, elle donne l’existence totale du corps noir pour une température T. M = σ×T4 (W/cm2)

II. Corps réel : C’est un corps qui n’absorbe qu’une fraction du rayonnement incident qui frappe sa surface, il réfléchit une partie et l’autre transmise à l’intérieur du corps. ε+ R + T = 1 La description du rayonnement incident sur un corps réel.

L’émissivité spectrale : III. L’émissivité : L’émissivité spectrale : On appelle émissivité spectrale le rapport entre la luminance spectrale d’un corps réel et la luminance spectrale d’un corps noir. L’émissivité totale : C’est l’intégrale de l’émissivité spectrale.

APPLICATIONS I. Thermographie infrarouge des bâtiments :   On distingue deux types de thermographie appliqués dans le domaine du bâtiment : Thermographie terrestre : Thermogramme d’un mur

Thermographie aérienne : Cette technique utilise un drone équipé d’un capteur infrarouge thermique survole la ville à une altitude usuelle (selon les cas et la précision recherchée). Image thermique prise par un drone.

II. Thermographie infrarouge électrique : Dans le domaine d’électricité, la thermographie infrarouge nous permet de localiser sur des équipements éclectiques , les points chauds précurseurs de pannes ou de dangers, sans nécessiter l’arrêt de l’installation. Panneau de contrôle AMONIA COMP 1, Disjoncteur 150A.

III. Simulation numérique : Présentation de la structure Dalle en béton : (1000*1000*150) mm Couche de plâtre : (1000*1000*25) mm Décollement plâtre-béton : Décollement plâtre-béton ayant une forme parallélépipédique de dimensions : (50*50*ed) mm Dimensions de la structure. (b) (a) a) dimension de défaut, b) position du défaut

Défauts de type parallélépipédique : Les dimensions utilisées : 50mm×50mmx×1mm ; 50mm×50mmx×3mm, 10mm×10mmx×5mm et 10mm×10mmx×10mm Les positions du défaut par rapport à la surface d’entrée : 1mm, 3mm, 15mm et 25mm Avec les conditions aux limites : Un échelon de flux thermique est appliqué sur la face inférieure du couche du plâtre, avec une densité de flux Q = 50 W / m². La face supérieure de la plaque est supposée maintenue à une température constante T = 19 °C. La température initiale est fixée à 25 °C. Les autres faces sont supposées thermiquement isolées.  

Tableau : Caractéristiques thermiques de Matériaux. Conductivité thermique [W/ (m*K)] Masse volumique [kg/m3] Capacité calorifique à pression constante [J/ (kg*K)] béton 1.8 2300 385 plâtre 0.35 950 1000 Air 0.0272 1.1845 1005

Directions de lignes de Température. Coupe d’axe Ai-Aj Coupe d’axe Bi-Bj Ai-Aj: épaisseur 1mm, 3mm, 5mm et 10mm Bi-Bj: positions 1mm, 3mm, 15mm et 25mm

Décollement d’Air : Thermogramme (décollement en air). Distribution de température selon les axes Ai-Aj et Bi-Bj (défauts en air).

CONCLUSION Avantages : non-contact, non-destructive; Méthodes rapides et sans contact ; Toute l’épaisseur de la pièce est généralement contrôlée ; Détecte bien les cavités (champs de bulles d'air, fissures, délaminages, …) ; Idéale pour la détection des points chauds et froids ou des endroits ayant des émissivités différentes; Inconvénients : Les défauts sont difficiles à localiser en profondeur et l’image obtenue donne une projection des défauts sur le plan de l’échantillon testé ; L’interprétation des mesures: pas toujours facile, surtout pour identifier la nature des défauts ;  

références http://www.ddmagazine.com/941-Thermographie-infrarouge-voir-les-calories-perdues.html http://www.irtech-environnement.fr/articlevente-7-thermographie-infrarouge-batiments.html http://www.thermographies.com/thermographie-domaine-medical.html http://www.geroplex.com/Specimen-electrique.pdf http://www.univ-tlemcen.dz/~benouaz/memoires/Baba.pdf http://www.cstc.be/homepage/download.cfm?dtype=na_energy&doc=La%20thermographie%20infrarouge.201112.pdf&lang=fr Gilbert GAUSSORGUES- La thermographie infrarouge: Principes, technologie, applications (4° édition.). http://www.irtech-environnement.fr/sousrubriquevente-1-thermographie-infrarouge-q19-apsad.html http://www.irtech-environnement.fr/page-1030-cameras-occasion.html M.ELAFI, S.BELATTAR : ‘’ Infrared Thermography and Finite Element Method  Applied to the detection of a Plaster Detachment’’ 5th International Congress on Physics of Radiation El Jadida, Morocco, 5-7 May, 2015.

MERCI POUR VOTRE ATTENTION