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Distance et thermographie
Article sur l'importance de bien maîtriser le rapport entre la distance et les limites géométriques de sa caméra thermique.
Introduction
Il semblerait logique que la distance influe sur la précision de la thermographie.
Et c'est parfaitement exact, l'air va absorber progressivement une partie du rayonnement en le diffusant et le degré d'hygrométrie va également influer.
Cependant, en conditions normales, en-dessous de 10 mètres de distance, leur effet est négligeable.
Malgré tout, les limites physiques de votre thermacam vont également se poser. En effet, les rayonnements des surfaces se croisent et la caméra aura donc de plus en plus tendance à faire la moyenne des températures observées.
Globalement donc, plus on est près, plus la mesure est précise et pour avoir une mesure acceptable de la température moyenne d'une surface, il faut au minimum 9 pixels sur celle-ci et ne tenir en compte que du pixel central.
Exemple pratique: données brutes
En exemple avec une FLIR E30bX ayant une matrice 320x240, sensibilité 0.1°C, un IFOV de 2.72 et un objectif 25°x 19°. La thermographie est ici faite sur des objets assez petits, en-dessous de 10 cm.
Les mesures ont été prises après la stabilisation en température du montage et la mise au point thermique (gain) a été laissée sur automatique.
La situation est claire, pour des températures réalistes, il faut se tenir à moins d'un mètre pour de petits objets. L'objet est présenté également en vue numérique.
Voici aussi la mire utilisée en gros plan et en utilisant une palette plus visuelle pour percevoir les nuances (mais qui nuit à la lisibilité de la nature des objets par contre).
Observez combien le dégradé de température devient précis mais aussi que tout ce qui est derrière le verre est strictement invisible. Le chatterton sur le verre est lui à peine visible, son émissivité étant trop proche de celle du verre.
On peut donc dire qu'à grande distance l'environnement "étouffe" le signal de l'objet, exactement comme lors des prises de vue extérieure la voûte céleste influe les observations et que nous sommes obligés de pallier les mesures par un calcul de T° d'environnement (TRF) mais également que chaque pixels est une surface donnée donc sans être faux, plus on est loin, plus le pixel recouvre une surface importante et renvoie la température moyenne de cette surface.
Exemple pratique:
Données éditées
Cependant, la majorité des constructeurs fournissent des outils d'édition des thermogrammes. Voici la comparaison données brutes et données éditées (exemple fait avec le Quickreport de FLIR):
Thermographie nucléaire à Fukushima
La thermogrpahie est introduite sur le site nucléaire accidenté de Fukushima mais les distances restent cruciales: voici la différence de perception entre 40 mètres d'altitudes et 5 mètres d'altitude:
Conclusions
Conclusion, utiliser les outils d'édition a un vrai bénéfice, dès 6 mètres, un objet de moins de un dm² peut fournir une mesure de température utilisable en quantitatif (comparaison)mais pas en qualitatif avec une 160x120. Mais le cordon de chaleur du photophore ne sera perceptible lui qu'en-dessous de un mètre car il est large mais fort fin.
Autre conclusion, les thermogrammes bruts contiennent probablement plus que ce que nous ne voyons.
Vous devez donc impérativement connaître votre caméra et la taille des objets à observer afin de déterminer les distances utiles d'observation.
Nous voyons aussi que la dimension déterminante pour l'observation est la plus petite longueur de ou des objets à observer.
Avertissement: il n'y a pas de norme de format en thermographie
Donc,vous ne pouvez pas utiliser un programme d'édition FLIR sur TESTO, NEC, TROTEC, ... ni inversement.
Voir aussi: Understanding Proprietary Infrared Image Files By Fred Colbert. (English)
Hugues CREPIN