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

Plan de l’exposé Rappels sur la Thermographie Infrarouge (ThIR) Système de mesure développé dans le cadre du projet Européen ISTIMES Exemple d’application sur une infrastructure Autres applications Conclusion- Perspectives

Positionnement des techniques dans le spectre électromagnétique

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

Thermographie Infrarouge Rappels Bande spectrale Ondes Longues (LWIR 7-14 mm ) 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 l’on utilise des capteurs non refroidis Expression du bilan radiatif simplifié au niveau du détecteur de la caméra

Vue d’ensemble de l’architecture ISTIMES Composants Système de haut niveau www.istimes.eu 6

Zoom sur l’architecture permettant d’acquérir les données terrain Application domain SOS SPS SWE data access tasking Applications (Mediation domain) Acquisition domain Sensor domain SWE (Sensor Web Enablement) Contexte SOS (Sensor Observation Service) OGC (Open Geospatial Consortium) SPS (Sensor Planning Service) IEEE 1451 ( “Smart transducers”)

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

Schéma de principe d’IRLaW Représentation schématique du système de mesure IrLaW et de son interaction avec le compilateur de modèles RhbSM

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

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

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

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

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

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

Méthodes thermo-optiques : la thermographie infrarouge Autres applications Contrôle de process lors de la mise en œuvre d’enrobé  En s’inspirant 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 d’une centrale d’enrobée  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  Résultats de l’OR11N063 (2006-2009) dans le domaine chaussées Détection de défauts en sous face de couche de roulement (essais labo, manège de fatigue, simulations numériques)

Conclusion - Perspectives Méthodes thermo-optiques : la thermographie infrarouge Conclusion - Perspectives Système de thermographie infrarouge bas-coût opérationnel et adapté pour le monitoring long terme et l’auscultation par approche CND Différents champs d’application Différentes méthodes de traitement Architecture adaptée à l’interopérabilité 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 Perspectives Déploiement pour essais d’évaluation sur un finisseur  Appel à candidature Développement d’un mode scanneur infrarouge Projet REPTILES (en cours) Autres travaux de recherche conduits en CND par ThIR active Poursuite des travaux engagés sur l’architecture OGC (Open Geospatial Consortium) Etude de nouvelles approches pour le diagnostic de performance énergétique des bâtiments

Merci pour votre attention ! Etude thermique de la mise hors gel d’une voie de métro pour circulation tout temps Merci pour votre attention ! Ifsttar Département COSYS (Composant & Systèmes) Laboratoire SII (Structures et Instrumentation intégrée) Route de Bouaye - CS 4 44344 Bouguenais, France Contact : jean.dumoulin@ifsttar.fr