Une caméra infrarouge, ça sert à quoi ?
Une caméra infrarouge (IR) est un appareil de mesure de température sans contact. Les caméras IR détectent l'énergie infrarouge émise, transmise, ou réfléchie par un matériau dont la températures est supérieure au zéro absolu (0°Kelvin).
Ce faisant, la caméra infrarouge est capable de convertir le facteur énergétique en une lecture de température (thermogramme), puis de le retranscrire sur un écran.
Ce type d'équipement est souvent utilisé pour mesurer la température et observer dans des conditions de faible luminosité.
Ses domaines d'application sont relativement variés (liste non exhaustive):
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Surveillance et détection en intérieur/extérieur
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Chasse/Paintball nocturne
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Espionnage/Recherche
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Contrôle de bâtiments et d'infrastructures
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Vérifications d'installations électriques
- Pêche sous-marine et nocturne
- Vérification/Contrôle de gaines et canalisations
Les critères pour choisir la meilleure caméra infrarouge en 2024
Système de détection, zoom puissant, étanchéité, autonomie...
Choisissez le type de caméra le plus adapté à vos besoins et à l'utilisation que vous prévoyez d'en faire:
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Globalement, les caméras infrarouges possèdent de nombreuses caractéristiques: nombre de pixels, mise au point, plage de détection, objectifs, autonomie, connectivité, poids, sensibilité… Parmi ces critères, nous avons fait pour vous une sélection de ceux qui nous paraissent le plus importants, voir essentiels pour vous guider dans votre choix:
Optez pour le grand angle des caméras de surveillance, la portabilité des monoculaire IR, ou choisissez une paire de jumelles binoculaires pour observer avec une précision accrue et de la profondeur de champ.
En optique, un objectif dispose de 2 caractéristiques principales présentées le plus souvent sous la forme A(nombre) x B(nombre): A indiquant le rapport de grossissement, B représentant le diamètre de l’objectif.
Pour bien choisir votre caméra infrarouge, vous devrez tenir compte de la portée nécessaire: portée faible (grand angle), moyenne, ou une portée élevée à plus de 300 mètres pour observer ou chasser de nuit. Pour de la surveillance ou du repérage, quelques dizaines de mètres suffisent amplement.
Optez pour une qualité d’enregistrement adaptée à votre utilisation. Les définitions en full HD ou en 4K sont utiles si vous comptez effectuer des montages avec vos captures numériques. Si vous utilisez un petit écran (smartphone, tablette, écran intégré...) une définition plus réduite (720p de large ou plus) se montrera suffisante.
Les virées nocturnes sont l’occasion de profiter de la solitude… mais gare aux pièges de l’obscurité!
Tout baroudeur se devra de choisir une caméra infrarouge suffisamment résistante pour sortir indemne des éventuelles chutes ou chocs auxquels on peut s'attendre dans de telles conditions.
Le cas échéant, pensez à choisir une caméra étanche qui résistera à la pluie, aux chutes dans les flaques d'eau, aux poussières...
Ou acheter une caméra infrarouge de vision nocturne ?
Les caméras infrarouges sont disponibles chez quelques revendeurs locaux spécialisés dans l’optique.
Vous pouvez également trouver des lunettes de visées infrarouges chez certains armuriers, mais le choix reste relativement limité.
En 2024, la meilleure alternative pour choisir une caméra infrarouge de qualité professionnelle reste internet.
En tant que spécialistes de l'optique et de la vision nocturne, Brazyer propose aujourd'hui des dizaines de modèles de caméras infrarouges et thermiques issues du domaine militaire et de l’optique de pointe directement sur sa boutique en ligne.
Laissez-vous guider 💡
Nous avons effectué pour vous une sélection des meilleures caméras infrarouges aujourd'hui accessibles au grand public.
Peut-on louer une caméra infrarouge pour des besoins ponctuels ?
Louer une caméra infrarouge peut être une excellente alternative pour un usage rare ou ponctuel.
Comptez au minimum 39 euros/jour pour la location d’un matériel de qualité mais ayez en tête que les prix peuvent facilement grimper à plus de 250 euros la journée.
Même pour une utilisation peu fréquente, on s'aperçoit que l'achat d'une caméra infrarouge est une solution économique.
Après calcul, vous pouvez rentabiliser l'achat d'une caméra infrarouge en moyenne dès 4 ou 5 utilisations (soit 4-5 journées de location)
Si vous avez besoin d'une caméra IR rapidement, et que vous ne comptez pas sur de futures utilisations, vous trouverez ci-dessous 3 sites de location de matériel infrarouge:
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Pour en savoir plus...
Qui a inventé la caméra infrarouge (IR) ?
Avant 1800, l'existence de la partie infrarouge du spectre électromagnétique n'était même pas soupçonnée. La signification originelle du spectre infrarouge (ou simplement "infrarouge" comme on l'appelle souvent) comme forme de rayonnement thermique est peut-être moins évidente aujourd'hui qu'elle ne l'était au moment de sa découverte par Sir William Herschel, lors de sa recherche d'un nouveau matériau optique.
Sir William Herschel(1738-1822) astronome royal du roi George III d'Angleterre, déjà célèbre pour sa découverte de la planète Uranus, était à la recherche d'un matériau filtrant optique pour réduire la luminosité de l'image du Soleil dans les télescopes lors des observations solaires.
En testant différents échantillons de verre coloré qui donnaient des réductions similaires de la luminosité, il a été intrigué de constater que certains des échantillons ne transmettaient qu'une très faible partie de la chaleur du Soleil, tandis que d'autres transmettaient tellement de chaleur qu'il risquait de se blesser les yeux après seulement quelques secondes d'observation.
Herschel a rapidement été convaincu de la nécessité de mettre en place une expérience systématique dans le but de trouver un seul matériau qui donnerait la réduction de luminosité souhaitée, ainsi que la réduction maximale de chaleur. Il commença l'expérience en répétant celle du prisme de Newton. Il rechercha l'effet de chauffage plutôt que la distribution visuelle de l'intensité dans le spectre. Il a d'abord noirci à l'encre l'ampoule d'un thermomètre sensible au mercure dans le verre, et avec celui-ci comme détecteur de rayonnement, il a procédé à l'essai de l'effet chauffant des différentes couleurs du spectre formé sur le dessus d'une table en faisant passer la lumière du soleil à travers un prisme en verre. D'autres thermomètres ont été placés en dehors des rayons du Soleil et ont servi de contrôle.
Alors que le thermomètre noirci était déplacé lentement le long des couleurs du spectre, les lectures de température montraient une augmentation constante de l'extrémité violette à l'extrémité rouge. Ce n'était pas tout à fait inattendu, puisque le chercheur italien Landriani, dans une expérience similaire en 1777, avait observé à peu près le même effet.
C'est toutefois Herschel qui a été le premier à reconnaître qu'il doit y avoir un point où l'effet de chauffage atteint un maximum, et que les mesures limitées à la partie visible du spectre n'ont pas permis de localiser ce point.
En déplaçant le thermomètre dans la région sombre au-delà de la partie rouge du spectre, Herschel a confirmé que la chaleur continuait à augmenter. Lorsqu'il a enfin trouvé le point maximum, il a découvert qu'il se trouvait bien au-delà de l'extrémité rouge dans ce que l'on appelle aujourd'hui les "longueurs d'onde infrarouges".
Quand Herschel a révélé sa découverte, il a appelé cette nouvelle partie du spectre électromagnétique : spectre thermométrique, aussi couramment nommé « chaleur noire » ou « rayons invisibles ».
Cependant, ce n'est pas Herschel qui a inventé le terme "infrarouge". Ce terme relativement commun de nos jours a commencé à apparaître dans la presse environ 75 ans plus tard, sans que l’on sache qui en est le véritable auteur.
Et l'imagerie thermique dans tout ça?
À la fin des années 1950 et dans les années 1960, des entreprises telles que Texas Instruments, Hughes Aircraft et Honeywell ont mis au point des détecteurs à élément unique qui balayaient les scènes et produisaient des images linéaires.
Comme d'accoutumée, l'armée a gardé le monopole de l’utilisation de la technologie thermique, notamment en raison d'un coût de fabrication élevé, mais surtout de la sensibilité de ses applications militaires.
Ces détecteurs de base ont conduit au développement de l'imagerie thermique moderne.
Le tube vidicon pyroélectrique a été développé dans les années 1970 par Philips et EEV, avant de devenir le cœur d'un produit utilisé pour la première fois par la Royal Navy pour la lutte contre les incendies à bord des navires.
En 1978, le groupe Recherche et Développement de Raytheon, qui faisait alors partie du groupe Texas Instruments, a breveté des détecteurs infrarouges ferroélectriques en utilisant du titanate de baryum-strontium, matériau qui recouvrait le capteur de l'imageur thermique.
Raytheon a fait sa première démonstration de cette technologie à l'armée en 1979. À la fin des années 1980, le gouvernement fédéral a attribué des contrats de développement de réseaux à haute densité à Raytheon et Honeywell pour le développement de la technologie d'imagerie thermique pour des applications militaires pratiques. Raytheon a ensuite commercialisé la technologie BST, tandis que Honeywell a développé la technologie des microbolomètres à l'oxyde de vanadium (VOx). Entre-temps, le microbolomètre Honeywell a obtenu un brevet en 1994.
Plus tard, des programmes fédéraux tels que le LOCUSP (Low-Cost Uncooled Sensor Program), ont permis aux deux sociétés de financer le développement de leurs technologies d'imagerie thermique pour en faire des systèmes d'équipement, notamment des viseurs de fusils et des viseurs pour conducteurs.
Après la guerre du Golfe de 1991, la technologie se démocratise : les volumes de production augmentent et les coûts diminuent, de sorte que l'utilisation de l'imagerie thermique est introduite dans les services municipaux de lutte contre les incendies.
Fin 2004, la division infrarouge commerciale de Raytheon a été vendue à L-3 Communications. Boeing, Lockheed-Martin (qui a vendu sa division infrarouge à British Aerospace, ou BAE), et d'autres ont acquis sous licence la technologie VOx de Honeywell pour développer des détecteurs infrarouges pour des applications militaires.
Des imageurs thermiques basés sur les technologies BST et microbolomètre sont maintenant disponibles pour des applications non militaires.
Dans les faits, l'imagerie thermique s'est développée pour être utilisée dans les services de police, les applications commerciales et industrielles, la sécurité, les transports et de nombreuses autres industries populaires.
L'American Society of Non-Destructive Testing a développé et approuvé des normes pour l'enseignement des cours d'imagerie thermique en 1992. Ces cours sont appelés niveaux I, II et III. Au début des années 2000, le prix et la taille des caméras infrarouges ont continué à diminuer, si bien que de nouvelles utilisations ont émergées dans le secteur du bâtiment.
L'imagerie thermique à l'aide de caméras infrarouges et thermiques est devenue courante pour les entrepreneurs et les inspecteurs en bâtiment.
En 2008, l'International Association of Certified Home Inspectors (InterNACHI) a développé son programme Infrared-Certified® qui enseigne aux inspecteurs en bâtiment comment utiliser les caméras infrarouges et thermiques dans les nombreuses applications d'inspection des bâtiments. Depuis lors, InterNACHI est la principale association d'inspecteurs en bâtiment à promouvoir et à enseigner à ses membres l'utilisation efficace de l'imagerie thermique.
Fonctionnement et mesures du spectre infrarouge
Tout comme la lumière visible, le rayonnement infrarouge (IR), parfois appelé lumière infrarouge, est un type de rayonnement électromagnétique.
Les longueurs d'onde des infrarouges sont plus longues que celles de la lumière visible - trop longues pour être vues par l'œil humain, qui ne réagit qu'à une petite fraction du spectre électromagnétique.
Les détecteurs infrarouges permettent de voir dans l'obscurité en convertissant la chaleur émise naturellement par tout objet au-dessus du zéro absolu en un signal électronique, qui est ensuite utilisé pour générer une image.
Le principe de l’IR
Tous les objets du quotidien émettent de l'énergie thermique, même les glaçons !
Plus un objet est chaud, plus il émet d'énergie thermique. L'énergie émise par un objet est appelée signature thermique de l'objet.
Deux objets côte à côte peuvent avoir des signatures thermiques différentes.
Un animal, un moteur ou une machine, par exemple, génère sa propre chaleur, soit biologiquement soit mécaniquement. Les objets comme le sol, les roches et les plantes absorbent la chaleur du soleil pendant la journée et la restituent la nuit.
Étant donné que différents matériaux absorbent et libèrent l'énergie thermique à des vitesses différentes, une zone dont la température semble uniforme est en fait constituée d'une mosaïque de températures différentes.
Le spectre infrarouge
Le spectre infrarouge peut être divisé en trois régions spectrales principales. Les frontières exactes entre ces régions peuvent varier légèrement selon le type d’application. La région spectrale utilisée en thermographie infrarouge est généralement comprise entre 0,9 μm et 16 μm.
NIR = infrarouge proche (dès 0,9 μm)
SWIR = infrarouge à ondes courtes
MWIR = infrarouge à ondes moyennes
(V)LWIR = (très) longue onde infrarouge (jusqu’à 16 μm)
Les systèmes de détection thermique utilisent des capteurs à rayonnement infrarouge. Une caméra IR détecte l'énergie thermique (autrement dit la chaleur) émise par le lieu filmé et la convertit en un signal électronique. Ce signal est ensuite traité pour produire une image. La chaleur captée par une caméra infrarouge peut être mesurée avec un haut degré de précision. Cela signifie que les caméras infrarouges peuvent être utilisées pour vérifier les performances thermiques et déterminer la gravité relative des problèmes liés à la chaleur. Plus la température d'un corps ou d'un objet est élevée, plus il émet de rayonnements.
Contrairement à la croyance populaire, les caméras infrarouges ne peuvent pas voir à travers les murs ou d'autres objets solides. Elles ne peuvent que mesurer la chaleur émise par la scène observée. Une image thermique d'un mur, par exemple, montrera le flux de chaleur à travers le mur s'il y a une source de chaleur derrière lui, mais elle ne peut pas "voir" la source de chaleur elle-même.
Cependant, dans la partie du spectre électromagnétique comprise entre 0,7 µm et 4 µm, le rayonnement infrarouge est mesuré en fonction de la lumière réfléchie par le matériau ou la scène observée. Cette capacité est très utile dans les industries des semi-conducteurs, du verre et de l'acier.
Les caméras thermiques sont fabriquées avec des détecteurs infrarouges de 2 types : refroidissement intégré ou sans refroidissement.
Les premiers offrent une meilleure qualité d'image et une plus grande précision, tandis que les seconds sont moins précis, mais aussi moins chers et par conséquent plus accessibles.
Les détecteurs infrarouges refroidis doivent être couplés à des refroidisseurs cryogéniques pour abaisser la température du détecteur à des températures cryogéniques (donc très basses) et réduire le bruit induit par la chaleur à un niveau inférieur à celui du signal émis par la scène.
Les détecteurs d'images non refroidis ne nécessitent pas de refroidissement cryogénique. Ils sont conçus à l'aide d'un dispositif appelé microbolomètre, un type spécial de bolomètre sensible aux radiations infrarouges.
Lorsque le capteur de la caméra capte le rayonnement infrarouge, les données sont converties en une représentation colorée de la scène. Les réglages de la caméra peuvent être ajustés avant la prise de vue pour montrer différents gradients de température. Et, selon le degré de précision requis, la résolution peut également être un facteur important. Dans la maintenance industrielle, par exemple, où les pièces à inspecter peuvent être grandes et le contraste thermique élevé, une caméra thermique à faible résolution spatiale (à partir de 60x60 pixels) est suffisante. Pour des inspections plus détaillées ou pour observer des détails fins malgré des différences de températures faibles.
Dans ces cas-là, une résolution spatiale plus élevée (à partir de 640x480 pixels) est indispensable.
Les caméras IR peuvent filmer de jour comme de nuit, grâce à l’activation de la vision nocturne.
Comment reconnaître une caméra équipée de la technologie infrarouge ?
La majorité des caméras IR sont reconnaissables avec leur LED’s infrarouges, de couleur rouge.
Certains modèles de caméras plus discrets disposent d’un filtre opaque pour dissimuler les LED’s infrarouges.
Si vous disposez d’une caméra et que vous voulez savoir si elle détecte le spectre infrarouge, vous pouvez prendre une télécommande (la grande majorité sont infrarouges) comme celle de votre télévision. Pointez-la vers votre caméra et appuyez sur un bouton tout en observant l’écran de réception de la caméra.
Si vous voyez une lumière s’allumer sur l’écran, c’est que votre caméra détecte les infrarouges.
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