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CAMERA THERMIQUE

ÉTAT-MAJOR – Groupement Formation Sport540 av. Charles de Gaulle - 38260 La Côte Saint-André – www.sdis38.fr

CAMERATHERMIQUE

VERSION MOTIF DE LA CRÉATION OU MODIFICATION

RÉDACTION VALIDATION

1.0 Création Auteur : MANIN Fabrice Date dernière modification : 16/02/2018

Par : Bureau Mise en oeuvreDate : 1O/02/2016

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TABLE DES MATIÈRES

GENERALITES CAMERA THERMIQUE......................................................4

LES DIFFERENTS MODES DE TRANSFERT D'ENERGIE.............................7

LA THERMOGRAPHIE INFRAROUGE........................................................9

DESCRIPTIF DE LA CAMÉRA THERMIQUE 1ERE GÉNÉRATION MSA.......12

DESCRIPTIF DE LA CAMÉRA THERMIQUE BULLARD ECLIPSE LDX........15

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GENERALITES CAMERA THERMIQUE

La caméra thermique :

L'intensité du rayonnement infrarouge émis par la surface des matériaux et traduite enimage par la caméra dépend bien sûr de la température de surface mais également de l'émissivitépropre à chaque matériau, c'est à dire sa capacité à émettre des infrarouges.

La progression et les techniques opérationnelles de base :

Lors du travail en milieu enfumé, il est indispensable de conserver et de mettre en œuvreles basiques de la reconnaissance sous ARI. Tout d'abord, faire le choix de progression main droiteou gauche. Nous ne sommes pas à l'abri d'une panne.

En respectant les règles de base, on pourra alors facilement retrouver la sortie en toutesécurité.En ne faisant confiance qu'a la caméra, on rend la sortie aléatoire.Il est égalementimportant de prendre en compte sa réserve d'air. A laide des caméras thermiques, nousprogressons beaucoup plus vite, donc nous parcourons une plus grande distance. Dans le casd'une sortie sans caméra il faudrait plus de temps pour couvrir la même distance. Il est doncimportant de gérer es temps de déplacements et de prendre des repères réguliers. C'est d'autantplus vrai lorsque l'on intervient dans de grands volumes, comme des parkings souterrains, ou l'onpeut parfois couvrir de très grandes distances.

Champ de vision et vision tunnel :

Le champ de vision de la caméra thermique étant limité, il est indispensable de ne pas resterle nez collé sur l'écran et d'adopter un réflexe de vision périphérique.afin d'effectuer unereconnaissance efficace.

Le champ de vison naturel est réduit de part la pièce faciale de l'ARI et du champ de viséede la caméra (environ 50 degrés).

Exemple : si nous comparons le champ de vision qui est offert à la taille d'une pièce d'unehabitation, nous nous apercevons rapidement qu'il est impossible de voir la totalité du volume enune seule fois.

Méthodologie d'utilisation de la caméra thermique :

Il est préférable d'être méthodique avant de s'aventurer dans une pièce. Nous définissons alors généralement trois zones. La première zone dite haute, englobe le plafond et les angles de murs. Nous commençons alors en balayant lentement d'un côté de l'épaule gauche à l'épaule droite afin d'estimer la température, ou encore la dégradation des matériaux. Ensuite on descend la caméra afin de changer l'angle de vue et l'on balaye dans l'épaule droite à l'épaule gauche horizontalement, ce que l'on doit appeler la « zone médiane ». Cette vision permet de repérer le mobilier, sa dégradation éventuelle, les issues potentielles ou ouvrants. Elle offre également la possibilité de confirmer la notion de chaleur présente en relation avec l'analyse de la zone haute. Cette méthode permet enfin de chevaucher les zones. Une fois la géométrie de la pièce comprise et l'analyse de risque faite, nous pourrons commencer à anticiper les déplacements afin de contrôler l'intégralité du volume, le mobilier pouvant masquer une éventuelle victime qui n’apparaît donc pas à l’écran. Nous terminerons par le sol, pour en vérifier l'intégrité. Enfin si l'on vient de pénétrer dans la pièce, il est important de penser à regarder derrière soi. Cela donnera lanotion complète du volume dans lequel on se trouve.

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Les domaines d'utilisation de la caméra thermique :

Opérations de recherche :• recherche de personnes disparues.• recherche de personne en milieu aquatique : victime en surface avec des parties hors de

l'eau.• recherche de membre sectionnés.• secours routiers (immédiatement à l'arrivée sur les lieux confirmation de traces sur les

sièges présence ou pas et nombre de victimes).

Risque électrique :• recherche de point d'échauffement sur machine ou tableau électrique.• localiser une ligne électrique haute tension et les conducteurs électriques.

Produits chimique :• niveau de citernes, fûts et bidons.• fuites de gaz.

Lutte contre l'incendie • reconnaissance intérieur/ extérieur. • localisation/recherche de victimes ou de sauveteurs.• progression et passage de porte.• évaluation des risques de phénomènes thermiques.• stabilité des charpentes (structures industrielles ou autre).• rechercher des itinéraires de repli ou des secours, des ouvrants.• feux de parking souterrain et tunnels.• feux de navire.• localisation de foyer (joint de dilatation…).• feu couvant et combustion spontanée (feu paille, …).• notion de feu ayant existé. • feux de cheminée.• ventilation : identification des entrants et sortants.• phase de déblai.• feux de silos agricoles.• emballement d'un pack batterie sur un véhicule à énergie alternative.• surveillance torchère hydrogène sur un feu de véhicule.• …

Autres • localisation nids d'hyménoptère au travers d'une paroi. • pollution : repérage de nappes et de son évolution sur l'eau.

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MAIS ATTENTION aux FAUSSES INTERPRÉTATIONS Estimation de la température d'une cible L'estimation de la température d'une cible peut être une mauvaise estimation en fonctionde l'émissivité d'un matériau (température de surface).

Influence du milieu environnant sur la cible visée Une caméra thermique mesure le flux radiatif de la scène qu'elle vise. Cependant entre lascène et le détecteur de la caméra, un certains nombre de milieux ou d'éléments peuventinteragir avec le rayonnement thermique.

Distance et angle par rapport à la cible Lorsque qu'une mesure est effectuée avec une caméra thermique, la caméra ne perçoitqu'une partie du rayonnement qui est émis par la cible visée. En effet l'éloignement de lacible et la disposition géométrique entre la source et la cible sont des critères à considérer.

CONCLUSION

LA CAMERA THERMIQUE RESTE UN OUTIL POUVANT AIDER LE PERSONNEL ENSITUATION OPÉRATIONNELLE. ELLE NE SE SUBSTITUE EN AUCUNS CAS A UNEEXPERTISE DE L'UTILISATEUR.

La procédure d'engagement caméra thermique.

Guide OPS M221

Le paramétrage des fonctions «caméra thermique CATHE» engagée en appui.

Guide OPS F530

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LES DIFFERENTS MODES DE TRANSFERT D'ENERGIE

1. Qu’est-ce qu’un transfert thermique ?

En apportant de l’énergie par travail, on peut chauffer un corps. On peut réaliser les mêmes transformations en mettant le corps en contact avec une sourcechaude: une flamme ou un conducteur ohmique porté à température élevée par le passage ducourant.

On dit alors qu’il s’est produit un transfert d’énergie sous forme thermique; de l’énergie esttransférée de la flamme ou du conducteur à l’eau.

Il se produit également un transfert thermique si l’on place un corps chaud dansune pièce: le corps chaud se refroidit en transférant continuellement de l’énergie à l’airde la pièce qui se réchauffe (mais dont la température ne s’élève que très peu).Si on chauffe une certaine quantité d’eau. On dit qu’il y a transfert thermique de lasource chaude à l’eau ou que l’eau reçoit une certaine quantité de chaleur.Ce transfert thermique permet de stocker de l’énergie dans l’eau: l’énergie internede l’eau augmente.

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Le transfert thermique par conduction.

Définition:

Ce transfert thermique s’effectue sans transport de matière.

Exemple:

Si nous plaçons l’extrémité d’une tige métallique dans une flamme, l’autre extrémité devientrapidement brûlante. Il y a un transfert thermique de l’extrémité chaude de la tige, versl’extrémité froide.

Le transfert thermique à travers les murs d’une maison s’effectue aussi par conduction.

Interprétation.

Nous pouvons donner une interprétation de ce phénomène en considérant que la flamme, enélevant la température d’une extrémité de la tige, augmente l’énergie cinétique des particules dumétal (électrons, ions...) dans la zone chauffée. Cette agitation se propage de proche en proche,par chocs successifs, jusqu’à l’autre extrémité.

Le transfert thermique par convection.

Définition:

Ce transfert thermique s’effectue avec transport de matière.

Exemple:

Si on place une fiole de colorant au fond d’un récipient rempli d’eau. On chauffe légèrement cerécipient. Des filets de colorant montent vers la surface. On observe un mouvement des partieschaudes de l’eau vers les parties froides. Ce phénomène de convection joue un rôle très importantdans les mouvements de masses d’eau de la Terre, ou dans les éruptions volcaniques.

Le transfert d’énergie par rayonnement.

C’est aussi un transfert d’énergie, MAIS c’est le seul qui s’effectue même dans le vide.

On l’appelle le rayonnement. C’est cette différence qui explique la distinction avec le transfertthermique.

Le rayonnement est constitué d’ondes électromagnétiques. Ce sont surtout les radiations infrarouges qui produisent l’échauffement des corps qui les reçoivent. Le soleil émet surtout des radiations visibles. Ces radiations sont absorbées par le sol et sont ré-émises sous formes d’infrarouges.

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LA THERMOGRAPHIE INFRAROUGE

L’atmosphère contenant de la vapeur d’eau et du dioxyde de carbone est plus ou moins opaque à ce rayonnement infrarouge. L’énergie se trouve ainsi piégée: c’est l’effet de serre. Tout corps chaud émet un rayonnement infrarouge. Ce phénomène est utilisé dans les caméras à infrarouge, les appareils de thermographie.

Définition :

Technique permettant d’obtenir, au moyen d’un appareillage approprié, l’image thermique d’unescène thermique observée dans un domaine spectral de l’infrarouge.

Le système d'acquisition est conçu pour transformer une image captée dans le domaine infrarougeet fonction de la luminance de l'objet observé, en une image visible et analysable par l’œil humain.

Toute matière émet du rayonnement :

Nous sommes tous rayonnants ! Tout comme nos tables et nos chaises, les murs et les fenêtres. Toute matière émet de l'énergie sous forme de rayonnement.

Nous en avons l'expérience par le phénomène d'absorption de cette énergie quand nous nous chauffons les mains en les approchant d'un feu de bois ou d'un radiateur, objets plus chauds que nos mains.

Si nous sortons par temps glacial, nous nous habillons "chaudement" pour ne pas dissiper l'énergie de votre corps.

Cette dissipation aurait lieu par échange d'énergie avec le vent glacé (échange par convection) et également par rayonnement (échange par rayonnement) : c'est nous, alors, qui chauffons notre environnement par le rayonnement que nous émettons.

Si il neige, il vaut mieux porter des gants pour les batailles de boules de neige afin de ne pasnous geler les mains, donc ne pas les refroidir à la température de la neige (échange par conduction).

Même les objets "froids" émettent du rayonnement, de l'énergie, mais moins que notre corps.

Le rayonnement d'énergie par la matière est une réalité de tous les jours, même si nous n'en avons pas conscience.

Par unité de temps, la matière émet une puissance de rayonnement, des watts.

La surface effective de notre corps, d'environ 2m2, émet quelque 1 000 watts. Mais placé dans un environnement de même température, il reçoit également quelque 1 000 watts de rayonnement en provenance de cet environnement, ce qui permet de compenser les pertes. (Nousne considérons là que les échanges par rayonnement.)

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Placé dans un environnement de 0°C, le corps nu ne recevrait qu’environ 300 W, ce qui finirait par épuiser l'énergie interne du corps, énergie apportée par la transformation des graisses en chaleur.

Le rayonnement émis par la matière, par notre corps, par la neige, est de même nature que le rayonnement émis par les antennes de radio ou de TV ou de radar ou de four à micro-ondes ou émis par les lampes à incandescence ou les tubes-fluo, ou par le soleil. C'est "simplement" du rayonnement électromagnétique.

Il existe un vaste spectre de rayonnement électromagnétique, à diverses fréquences ou longueurs d'onde.

Les différents types de rayonnement :

A partir d'un matériau, les rayonnements peuvent être :émis, réfléchis ou transmis.

Le rayonnement émis (émissivité)

Si l'on veut observer la température des objets froids, donc mesurer le rayonnement émispar ces objets, il faut aider notre oeil en l'équipant d'une prothèse onéreuse, prothèse qui décalele spectre de fonctionnement de notre oeil vers les longueurs d'onde de l'infrarouge.

Si nos yeux pouvaient détecter le froid ou le plus chaud parmi le froid, nous n'aurions nulbesoin de caméra thermique infrarouge.

Encore faudrait-il que nos yeux soient capables de mesurer ce rayonnement, ce qui n'est pasde son ressort. (Encore que le forgeron ou le verrier, par leur grande expérience, soient capablesde déterminer les températures à l’œil, par la couleur des matériaux qu'ils chauffent au four, entre700 et 1300°C environ.)

Les objets sont froids pour nos yeux : si nous ne disposions pas de la sensation du chaud,sensation due à l'absorption du rayonnement par notre corps, nous risquerions de nous brûler entouchant ces objets.

Néanmoins, un objet chaud peut émettre très peu de rayonnement : il s'éloigne alors debeaucoup de la matière "idéalisée" dont nous avons parlé. Le fer à repasser à semelle métalliqueen est un exemple.

Il y a risque de brûlure, puisque la sensation du chaud par absorption, avant le toucher,n'existe presque pas.

C’est donc bien l'art de la caméra thermique qui permettra de définir le rayonnement de lasemelle du fer à repasser.

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L'aptitude d'un corps à émettre des rayonnements varie selon :

Sa nature, sa température, son état de surface, angle d’observation, et de sa longueurd’onde.

Le rayonnement transmit (transmissivité)

Avec l’imagerie infrarouge la plupart des matériaux sont opaques.Opaque = Transmissivité nulle.

Les conséquences :- on ne voit pas forcément voir à travers les matériaux,- on ne fait que des mesures de surface.- impossible de mesurer une température à travers un composant ou un capot.

Incidence opérationnelle de la transmissivité :

- Les sprinklers en action peuvent occulter le feu, les obstacles et/ou les victimes.

- Les recherches des victimes sur plan d'eau avec une caméra thermique ne sont possibles que si lavictime est hors de l'eau.

Le rayonnement réfléchi (réflexivité)

Dans cette configuration avec la caméra thermique nous nous voyons donc entre nous, non par le rayonnement que nous émettons, mais par le rayonnement que nous réfléchissons, rayonnement qui provient de sources suffisamment chaudes (lampes à incandescence ou soleil), ou sources émettant du rayonnement à certaines longueurs d'onde du spectre visible.

Le rayonnement réfléchi nous permet de vivre dans notre réalité quotidienne en nous repérant avec nos yeux, sensibles aux longueurs d'onde du spectre visible.

Le rayonnement réfléchi existe aussi dans l'infrarouge. C'est également en cela que la matière n'est pas "idéale", la matière émet du rayonnement mais, également, elle réfléchit du rayonnement qui provient de son environnement, des objets environnants.

Alors vous comprenez que si l'on pointe une caméra thermique en direction d'un objet, cettecaméra va mesurer du rayonnement émis par cet objet, mais également du rayonnement réfléchi.par ce dernier.

La matière, du fait qu'elle est "non idéale", implique que l’utilisateur soit apte à comprendrece qui se passe, à faire la part des choses dans ce que mesure son appareil.

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DESCRIPTIF DE LA CAMÉRA THERMIQUE 1ERE GÉNÉRATION MSA.

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Poignée

Lanière enrouleur automatique

Loquet et compartiment batterie

Afficheur

Voyants LEDBouton

marche/arrêt

Objectif

PoignéePoignée

Lanière enrouleur automatique

Lanière enrouleur automatique

Loquet et compartiment batterie Loquet et compartiment batterie

AfficheurAfficheur

Voyants LEDVoyants LEDBouton

marche/arrêt

Bouton

marche/arrêt

ObjectifObjectif

État batterie

Mode basse sensibilité

Température

État du systèmeSurchauffe

Indicateur obturateur

Visée de température

Graphe de température

État batterieÉtat batterieÉtat batterie

Mode basse sensibilitéMode basse sensibilité

TempératureTempérature

État du systèmeÉtat du systèmeSurchauffeSurchauffe

Indicateur obturateurIndicateur obturateurIndicateur obturateur

Visée de températureVisée de température

Graphe de températureGraphe de températureGraphe de température

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DESCRIPTIF DE LA CAMÉRA THERMIQUE BULLARD ECLIPSE LDX

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Notes et observations

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