L’AFNOR (Association Française de normalisation) définit la thermographie infrarouge de la façon suivante «technique permettant d’obtenir, au moyen d’un appareillage approprié, l’image thermique d’une scène observée dans un domaine spectral de l’infrarouge »
Utilisée dans des applications industrielles, militaires ou de recherches ; Non destructive, sans contact, simple d’utilisation et rapide, la thermographie infrarouge est devenue un outil indispensable de diagnostic thermique.
En principe tout objet dont la température est supérieure au zéro absolu (-273 °C) est une source de rayonnement infrarouge. Le spectre des rayons IR est présenté dans la figure suivante.
Les caméras thermiques permettent de convertir ces rayonnements en image visible par l’œil humain.
Dans cet article nous allons voir quelques applications de la thermographie en relation avec le diagnostic/efficacité énergétique.
1- Production et distribution de chaleur
Au cœur des consommations d’énergie dans l’industrie, la production et l’exploitation de la chaleur méritent à eux seules un diagnostic approfondi. Elles présentent un gisement d’économie d’énergie considérable.
- Production de chaleur (chaudières et fours)
Les pertes d’énergie au niveau des chaudières représentent habituellement 10 à 20% de la consommation du combustible. Grace à la thermographie IR nous pouvons détecter facilement plusieurs types de pertes de chaleurs, nous allons voir ici les :
Pertes vers la chaufferie : (Entre les périodes de fonctionnement du brûleur) La chaudière perd sa chaleur en la transmettant à la chaufferie. On les appelle aussi « pertes vers l’ambiance ».
A l’aide d’une caméra thermographique, on peut identifier ces pertes en observant la température dégagée par la chaudière.
L’image thermique ci-dessus nous fait remarquer des déperditions thermiques dans une chaudière.
Un renforcement de l’isolation est nécessaire dans ce cas pour améliorer le rendement de cette chaudière.
Le même diagnostic est efficace pour les fours.
- Distribution de chaleur
La thermographie est utilisée pour le diagnostic de la qualité d’isolation des conduits de distribution de chaleur (Vapeur d’eau, eau chaude sanitaire ou n’importe quel autre fluide caloporteur).
Sur l’image thermique suivante, les zones entourées représentent des points de déperditions thermiques sur un réseau de distribution de chaleur.
2- Expertise des locaux réfrigérés
Chambres froides, entrepôts réfrigérés, congélateurs et conteneurs sont tous des locaux maintenus à basses températures. Ces types de locaux doivent être bien isolés. Si leurs enveloppes présentent des irrégularités ou des défaillances d’isolation, c’est de l’énergie perdue et voire même des problèmes sanitaires (en cas de stockage de produits alimentaires ou médicaux par exemple).
- Thermographie réalisée depuis l’intérieur
Les zones jaunes et rouges signalent des irrégularités dans l’isolation.
- Thermographie réalisée depuis l’extérieur
Les zones bleues signalent des irrégularités dans l’isolation.
3- Installations et machines électriques
Pour les installations électrique la thermographie permet de détecter les anomalies et les échauffements anormaux (surcharges, déséquilibre de phases, mauvaises connexions, contacts défaillants, sous-dimensionnement des câbles …) et ainsi, de prévoir les interventions correctives à mettre en place.
La figure ci-dessus est une image thermique d’un appareillage électrique nous pouvons y observer que le câble de droite est anormalement chaud à cause d’un mauvais raccordement.
Pour les machines électriques (responsables d’environ 70% de la consommation d’électricité dans l’industrie) la thermographie permet d’effectuer un diagnostic rapide des problèmes suivants :
- Les défauts d’alignement entre l’arbre du moteur et la charge.
Ils se traduisent par l’augmentation de la température de l’accouplement. Ces défauts d’alignement ont des effets directs sur la consommation d’énergie. Des études ont montré la possibilité d’économiser jusqu’à 17% d’énergie en corrigeant les problèmes d’alignement.
- les frottements, le vieillissement des enroulements et plusieurs autres problèmes peuvent être détectés par la thermographie IR.
4- Bâtiments
Le bâtiment représente le premier consommateur d’énergie au Maroc avec une part de 36% de la consommation d’énergie totale, dont 7% est réservé au secteur tertiaire et 29% au résidentiel.
- Diagnostic de l’enveloppe
L’enveloppe du bâtiment forme la séparation entre l‘intérieur et l’extérieure d’une l’habitation. Elle est constituée du sol, des murs, des fenêtres, des portes et de la toiture.
Les déperditions de chaleur à travers l’enveloppe des bâtiments entrainent des surcoûts énergétiques. En effet, dans un bâtiment non isolé et non étanche à l’air, les besoins en climatisation et en chauffage augmentent.
- Détection des ponts thermiques
Les ponts thermiques sont des endroits où la barrière isolante est rompue (figure suivante). Un pont thermique peut être créé par une fixation métallique qui traverse l’isolation, des plots de colle ou des poutres de béton par exemple.
- Diagnostic de l’étanchéité à l’air
Les problèmes d’étanchéité à l’air sont causés par l’infiltration d’airs parasites dus à des défauts de construction, synonymes de déperditions calorifiques. Sur la figure suivante, une fuite d’air froid se manifeste tout autour de cette fenêtre.
Effectuer un diagnostic grâce à la thermographie infrarouge permet de déterminer rapidement les pertes d’énergie de ses machines et de ses bâtiments. En comblant les lacunes repérées grâce à cette méthode, une entreprise peut instantanément réduire sa facturation énergétique et augmenter sa compétitivité.
