RAPPORT TECHNIQUE Erreurs métrologiques lors des mesures de température sans contact Albert Book Les métrologistes sont parfois sceptiques sur les méthodes de mesure sans contact comme la pyrométrie infrarouge. Cependant les fabricants de pyromètres annoncent des précisions élevées. Bien entendu, le choix du bon modèle en fonction de l'application est crucial pour atteindre cette précision. Il faut tenir compte de la nature du matériau et de son état de surface ainsi que de tous les paramètres extérieurs pouvant perturber la mesure. De nombreuses erreurs peuvent être évitées ou fortement atténuées en respectant quelques règles simples. Cet article décrit les sources d'erreurs et les solutions à mettre en place pour garantir une mesure juste et fiable. Émissivité Les pyromètres mesurent le rayonnement infrarouge émis par un objet. La quantité d'énergie infrarouge qui est rayonnée dépendra des propriétés physiques du matériau et de son état de surface. La capacité d’un objet à rayonner l'énergie thermique est appelée « émissivité » (e). Lors d’une mesure de température par infrarouge, il est indispensable de renseigner cette valeur. L’utilisation d’une valeur d'émissivité incorrecte peut engendrer une erreur de mesure considérable. Le tableau (Fig. 1) montre les déviations de la température (AT) pour un pyromètre utilisant une émissivité de 80% au lieu de 90%. C’est erreur augmente lorsque la longueur d’onde utilisée augmente et quand la température augmente. Il faut donc choisir l’instrument ayant la plus courte longueur d’onde tout en restant compatible avec l’application. Fig. 1 Erreurs de mesure à différentes températures et longueurs d'onde pour une variation de 10% de l'émissivité Ceci est particulièrement nécessaire lors de la mesure sur des surfaces métalliques dont les émissivités sont extrêmement variables ou incertaines. L’utilisation de longueurs d'onde plus courtes réduira considérablement l’incertitude de mesure. L’émissivité des métaux tend à augmenter à des longueurs d'onde plus courtes et l’impact d’un mauvais réglage d'émissivité diminue également.

RAPPORT TECHNIQUE Radiations parasites de l’environnement Dans les conditions idéales, l'atmosphère entre le pyromètre et la cible sera dégagée de tout obstacle. Mais dès que des La valeur affichée dépend de l’énergie infrarouge totale re- obstacles apparaissent, comme des poussières, de la vapeur, çue (ΦΣ) par le détecteur. Cette énergie correspond à la somme des fumées, ou d'autres médias tels que des hublots ou des des énergies émissent par l’objet ainsi que toutes les autres lentilles, alors une partie de l'énergie émise par l’objet sera ré- sources émettrices extérieures appelées rayonnement...

RAPPORT TECHNIQUE Les aberrations optiques ont un des conséquences qui augmentent lorsque la longueur d’onde du détecteur augmente. Il faut donc apporter un soin encore plus important sur les modèles grandes longueurs d’ondes. Ces modèles sont utilisés pour les températures relativement basses. Pourtant, c’est aux basses températures (0-200°C) que l’on trouve le plus gros des instruments premiers prix. Ces équipements sont alors extrêmement sensibles à la distance à laquelle on les utilise. L’Effet de Taille de Source devient négligeable lorsque la surface de l’objet est très nettement supérieure...