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[#TechItEasy] Caméra thermique : l’imagerie infrarouge au service du bâtiment, de l’agriculture et de la santé

Dans des films ou des séries, vous avez sûrement déjà vu des images colorées issues de caméra thermique ou infrarouge. Curieux de savoir comment ça marche ?

Souvent dans les films, il y a des scènes où, depuis l’extérieur d’un bâtiment, on identifie des personnes à l’intérieur grâce à leur température corporelle. Dans la réalité, on ne peut pas (encore) voir à travers les murs, mais c’est bien de ça qu’on va parler. En effet, sur ce principe, une caméra thermique produit des photos où on distingue les écarts de température sous forme de gradient de couleur.

Ce type d’images est utilisé dans plusieurs secteurs tels que le bâtiment, l’agriculture ou la santé pour détecter des anomalies.

Pour mon stage de fin d’études (c’est loin maintenant 🙂 ), je faisais de l’optimisation de refroidissement dans les salles informatiques (datacenter). La caméra thermique permettait de faire un relevé de températures dans la salle pour identifier les « points chauds ».

Ce diagnostic était suivi de plans d’actions pour rétablir une température homogène afin d’optimiser la consommation électrique très importante pour la climatisation.

Il s’agit donc d’une technologie très intéressante, même si un peu exagérée dans les films d’action.

Alors, comment ça marche ? Regardons cela, puis intéressons nous aux usages dans différents secteurs.

Comment ça marche, une camera thermique ?

Une caméra thermique mesure et enregistre les différentes ondes de chaleur émises par un corps ou un objet. Ces ondes de chaleur sont des rayonnements infrarouges non visibles à l’oeil nu.

Faisons une pause sur les infrarouges : L’image ci-dessous présente le spectre des ondes électromagnétiques. La lumière visible va du violet au rouge. Les ondes avant le rouge sont les infrarouges qui sont donc invisibles à l’œil nu. Elles peuvent toutefois être captées par des optiques spécifiques comme ceux de la caméra thermique. Plus bas, on retrouve les radiofréquences et les ondes à très basses fréquences.

Spectre des ondes électroagnétiques

Il faut savoir que tout corps au dessus de la température 0 absolu ( -273°C) émet un rayonnement infrarouge. La caméra thermique mesure cela et reproduit une image qui représente l’intensité de ce rayonnement. Et comme l’intensité du rayonnement augmente avec la température de l’objet, cette donnée permet d’évaluer sa température .

En orientant la caméra sur une zone, on obtient une cartographie des températures de la zone visualisée : on a ainsi réalisé une thermographie infrarouge.

Pour chaque objet ou corps dans la prise de vue, la caméra thermique applique une couleur à chaque température et indique la valeur de la température correspondante.

Les zones froides sont le plus souvent en teinte de bleu et les zones chaudes, en teinte de rouge.

Et peut-on voir à travers les murs ?

Contrairement à ce qu’on voit dans les films et ce qu’on peut croire, une caméra thermique ne permet pas de voir derrière un mur ou une paroi.

En effet, la caméra enregistre les rayonnements infrarouges émis par les objets qu’elle a dans son champ de vision. Elle détecte donc les variations de températures surfaciques des objets et pas de ce qu’il y a derrière l’objet.

J’ai tout de même trouvé un projet de caméra « passe-muraille » datant de 2012 d’une entreprise française, MC2 Technologies. La camera en question, Millicam 90, fonctionne sur la détection d’ondes radio (et pas infrarouges) émis par les objets ou corps filmés. De la même manière que les ondes radio ou Wi-FI traversent les murs, cette camera est censée pouvoir détecter les ondes à travers les cloisons.

Si le produit existe encore, son utilisation est tout de même loin d’être grand public, si on se base sur le peu d’infos disponibles et cet article sur le site du ministère des armées.

Si on ne voit pas à travers les murs, que fait-on avec une caméra thermique ?

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Des usages variés dans différents secteurs

> Dans le bâtiment :

Le principal usage de la thermographie est pour l’étude thermique des bâtiments. En effet, une caméra thermique est utilisée pour détecter des défauts d’isolation extérieure.

Par exemple en hiver, l’image d’une façade extérieure produite par la camera thermique permettra de voir une différence de température entre un mur bien isolé et une partie de mur qui sera moins ou pas isolée. Dans ce cas, le mur bien isolé sera plus froid et le mur pas ou peu isolé, sera plus chaud, car chauffé depuis l’intérieur du bâtiment. Cette étude thermographique permet d’identifier les endroits par lesquels la chaleur s’échappe du bâtiment (ponts thermiques, les défauts d’isolation extérieure, ou encore les défauts d’étanchéité autour de fenêtres). Ainsi, juste par l’observation et l’analyse des images thermiques, on peut identifier les anomalies et définir des travaux à réaliser pour réduire la consommation d’énergie.

Une des difficultés de cet usage était l’accessibilité de certains endroits, notamment les toitures. Ce n’est plus un sujet avec l’arrivée des drones. En effet, plusieurs services de drones professionnels équipés de caméra thermique existent aujourd’hui. En quelques heures, on a un diagnostic de parties du bâtiment où avant, il fallait toute une logistique compliquée pour aller voir ce qui se passe. Il existe même des drones anti-chocs conçus exprès pour se faufiler dans des endroits exigus sans risque de casse.

> Dans l’agriculture :

Un autre secteur d’usage est l’agriculture. En effet, le sol n’a pas la même température en fonction de sa teneur en eau. De même, il y a une différence de température entre des plantes malades ou peu hydratées et les autres d’un champ. Ce n’est pas perceptible par nos sens, mais avec une caméra thermique, cela se voit très bien.

Des  services, utilisant des drones professionnels, permettent par exemple de survoler une plantation en quelques heures et d’identifier grâce aux images thermiques prises en vol, les zones en déficit ou en surplus d’eau. Ou encore de détecter les zones où les plantes sont attaquées par des insectes. La thermographie aérienne apporte une vraie solution pour les agriculteurs qui n’avaient pas forcément les moyens de faire cette investigation de façon fiable et rapide.

La teneur en eau des champs de cultures, mesurée par thermographie

> Dans la surveillance et le secourisme

Il est aussi bien évidemment possible d’utiliser cette mesure de température à distance sur des personnes. En ces temps de crise sanitaire et parfois déjà bien avant, plusieurs aéroports ont par exemple équipés leurs portiques de caméras thermiques comme sur l’image de couverture. Cela permet de prendre la température des voyageurs de façon non intrusive et sans contact, pour identifier les cas de fièvre suspecte.

Les services de police, voire l’armée utilisent également cette technologie pour des opérations de nuit. Elle s’utilise aussi pour la surveillance d’une zone non éclairée de nuit par exemple, pour identifier les passages ou déplacements suspects.

Cette capacité à détecter les personnes par leur température corporelle est très utile également pour rechercher des survivants après une catastrophe naturelle ou un accident survenu de nuit.

> Dans les installations électrique et de panneaux solaires

Une thermographie peut aussi être utilisée pour identifier les points de surchauffe dans une installation électrique. Cela peut être dû à un court circuit, un faux contact ou des installations vétustes, qui pourraient causer un départ d’incendie accidentel.

C’est également le cas pour des panneaux solaires où il peut y avoir par endroit des surchauffes anormales qui peuvent en dégrader les performances. Que ce soit sur une toiture ou un champ solaire, la thermographie permet d’inspecter les panneaux solaires et identifier les points chauds ou autres anomalies. L’inspection par imagerie aérienne via un drone permet ainsi d’être encore plus rapide pour intervenir précisément là où se pose le problème.

> Dans le secteur médical :

Encore peu utilisée dans le secteur médical, la thermographie est en plein essor. En effet, elle possède des avantages en termes de fiabilité de détection tout en étant non intrusive et sans contact.

On peut ainsi détecter des anomalies de températures globales (montée en température liée à la fièvre) ou locales (inflammations). La thermographie infrarouge a également obtenu des résultats intéressants dans la détection de certaines tumeurs, notamment le cancer du sein. De plus, l’impact en termes d’ondes est nul par rapport aux méthodes actuelles (rayons X, IRM) puisque les rayonnements détectés sont émis par le patient lui même.

Dans le milieu vétérinaire, cela permet également une détection rapide et le suivi des virus épidémiques (SRAS, grippe porcine) touchant les animaux, et dont le principal symptôme est une élévation importante de la température corporelle.

Quels modèles de caméra thermique et à quels prix ?

Trois grandes marques sont incontournables en ce qui concerne les caméras thermiques : Testo, Flir et Fluke.

On retrouve différents modèles de caméras thermiques :

  • les modèles « pistolet »  : ce sont les modèles classiques destinés aux professionnels. Ils disposent d’une poignée pour tenir et viser la zone à étudier, ainsi que d’un écran pour et paramétrer la caméra et visualiser l’image obtenue.
  • les modèles en forme d’appareil photo : ils sont également destinés aux professionnels. Ces deux premiers modèles sont autour de 1500€.
  • les caméras thermiques pour drone : ils sont le plus souvent conçus par les fabricants de drone pour des offre de service par des professionnels. En France, Parrot propose par exemple le modèle ANAFI Thermal dans un pack à 2300€ pour les professionnels.
  • les accessoires pour smartphone : il sont à ajouter à son smartphone pour faire des photos infrarouges. Bien que moins précises que les trois premiers modèles cités, ils sont beaucoup plus faciles d’utilisation, moins encombrants et moins chers. En effet, on en trouve autour de 300-500€.
caméra thermique pour smartphone
Flir One Pro (test sur frandroid ici)

En résumé :

Si vous avez des écarts de températures à mesurer, avec des températures très élevées ou très basses, ou avec des écarts peu perceptibles, la caméra thermique est une bonne option.

En effet, elle produit une image où les températures sont représentées visuellement par des couleurs allant du plus chaud en rouge au plus froid en bleu.

La caméra thermique s’utilise :

  • dans le bâtiment : isolation pour économie d’énergie, inspection de panneaux solaires et des installations électriques,
  • pour l’agriculture : teneur en eau des sols et détection de maladies ou invasion d’insectes,
  • pour la vidéo-surveillance : identification de personnes suspectes,
  • dans les interventions de secours : recherche de survivants suite à des catastrophes naturelles,
  • et de plus en plus dans le secteur médical pour la détection de fièvre, de tumeurs chez les humains, ou encore de virus chez les animaux.


C’est donc une technologie très utile pour plusieurs secteurs. Elle permet d’apporter des solutions innovantes à des enjeux de développement durable et de société.

Connaissez-vous ou imaginez-vous d’autres usages innovants des caméra thermiques? En avez-vous déjà utilisé?

Credit couverture : Etan J Tal

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Amah

Passionné de nouvelles technologies, je partage ici des innovations technologiques qui impactent notre quotidien, ainsi que des astuces & outils pour simplifier notre vie à l'ère du numérique. Tech addict & casual dev | Interested by Technology, Energy & Africa

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4 commentaires

  1. Très intéressant. Je cherchais quelque chose pour expliquer à mes enfants le fonctionnement des caméras thermiques a l’entrée de centres commerciaux et des bâtiments publics en ce moment parce que ça les amuse beaucoup. Merci pour ces informations très complètes. Elles m’ont du coup aussi donné envie de me renseigner pour la caméra qu’on peut intégrer au smartphone car cela reviendrait bien moins cher que de faire venir un professionnel avant les travaux d’isolation de la maison. (Même si j’imagine que la précision ne sera pas la même).

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