Thermographie – Les matériaux du bâtiment vus par la caméra thermique

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Un artisan s’adresse au vendeur de matériaux d’un point de vente : “auriez-vous en stock des tuiles de terre cuite plates écailles, coloris ardoisé émaillé brillant ?”. Le thermographe s’adresse au même vendeur : “Auriez-vous des tuiles d’émissivité 0,9 en LW et de type de réflexion spéculaire ?”. Ce n’est pas une formule de style de dire que la thermographie est un métier spécifique.

Du point de vue de la thermographie (presque toujours dans la bande spectrale LW – 8 à 12 µm), il existe 4 types de matériaux dans le bâtiment. Ils sont tous opaques – même les parois dites “transparentes”. Ces matériaux ont deux sortes différentes d’environnement radiatif.

1 – Les matériaux “de type 1” sont à bonne émissivité et de type diffus.

(Arbitrairement, l’émissivité est “bonne” si supérieure à 0,50). C’est la grande majorité des matériaux du bâtiment, non métalliques ou non lisses… mais aussi les métaux ou surfaces lisses oxydés ou pollués. Donc, béton et bois (non vernis), crépis, terre cuite non vitrifiée, papier peint normal, peinture mate, etc…: La température vraie de ses matériaux est très proche de leur température apparente ; ainsi les images sont presque des images de températures vraies. C’est la thermographie facile, qui ne déroute pas.

Déterminer l’environnement radiatif de tels matériaux consiste à constater l’hémisphère qui “éclaire” la surface observée par la caméra thermique ; voilà qui est aisé. Mais l’environnement ne perturbe pas les images. Ne se présente que le problème de la quantification de la température de cet environnement radiatif (mais le besoin de cette valeur est rare dans la pratique).

2 – Les matériaux “de type 2” sont de bonne émissivité et de type miroir :

vitrage poli, métaux traités (zinc, cuivre, alu), carrelage lisse, peinture laquée, vernis, etc… Les matériaux qui se comportent comme un miroir (= de type “spéculaire”) pour nos yeux sont également spéculaires pour la caméra thermique. Mais un matériau diffus pour nos yeux peut être spéculaire pour la caméra thermique (métaux traités).

Déterminer l’environnement radiatif de tels matériaux consiste à identifier quelle portion de l’espace est vue par réflexion sur l’objet observé. Cette portion doit être à température uniforme afin de ne pas provoquer de réflexions parasites sur l’objet, ce qui perturberait à la fois l’image et la mesure. La température d’environnement étant uniforme est facile à mesurer directement avec la caméra thermique. Le besoin de mesure est néanmoins rare.

3 – Les matériaux “de type 3” sont de faible émissivité et de type spéculaire :

métal brut ou poli (cuivre, zinc) ou aluminium de complexe réflecteur. On ne mesure pas de températures ou de déperditions sur de tels matériaux, non accessibles à la thermographie.

Déterminer l’environnement radiatif de tels matériaux est identique au cas précédent, ce qui est intéressant dans un but qualitatif, mais on ne cherche pas à définir une valeur de température d’environnement puisque les mesures sont définitivement à éviter.

4 – Les matériaux “de type 4” sont de faible émissivité et de type diffus.

Nous ne connaissons pas de tels matériaux dans le bâtiment. Certains ont un comportement mixte qui les met à la limite des 4 types ci-dessus.

[ Disons pour illustrer et contrairement à ce que disent la plupart des cours de thermographie, que les matériaux qualifiés (à grand tort) de “brillants” ne sont pas de faible émissivité, ils peuvent présenter une émissivité de n’importe quelle valeur. Voilà, une erreur classique qui provoque une quantité de commentaires non pertinents dans les rapports de diagnostic thermographique.]

Rénovation énergétique thermographie les matériaux du bâtiment

Document A – Coexistence de matériaux de type 1 et de type 2. Cette photographie d’un panneau d’exposition de thermographie de la ville de Paris montre une paroi opaque – en matériau de type 1 – où se présentent des ponts thermiques de plancher et de refend (bien interprétés en ligne 2 du commentaire – thermographie facile) et des parois transparentes en verre (opaques pour la caméra) – matériau de type 2 – (interprétation erronée en ligne 1 du commentaire). L’explication est celle qui a été détaillée dans le document  “En thermographie, l’apparence est trompeuse” 

 

 

Résumé :
En fait, l’observation thermographique du bâtiment, dans le cadre de la performance énergétique, ne rencontre que des matériaux de type 1 et 2. Le premier fait croire à la thermographie facile alors que le second est très mal compris par les intervenants mal formés : ils fuient les interprétations ou s’enlisent dans l’erreur. Or, tous les bâtiments sont constitués des deux types de matériau. Ainsi la thermographie du bâtiment est-elle une technique où le risque d’incompréhension des images thermiques est permanent.

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