franken 3d

Caméra IR et Caméra Thermique, quelle différence ?

C'est la question du jour, voyons ça ensemble.

C'est quoi l'infrarouge ?

Nos yeux ne sont capables de percevoir qu'une petite partie du spectre électromagnétique, qui va des rayons gamma aux ondes radioélectriques en passant par le spectre visible, ces domaines se caractérisent en fréquence et en longueur d'onde, l'une croissant lorsque l'autre décroît.

Domaines du spectre :

Spectre électromagnétique :

PRINCIPE DE BASE :

Le principe de base est le même, la caméra thermique IR et la caméra IR sont toutes deux capables de détecter et de visualiser le rayonnement infrarouge émis par des corps.  

Toute la différence se situe dans la longueur d'onde que l'une et l'autre peuvent percevoir, c'est ce qui définit leur principe.

En simplifiant le phénomène, le rapport entre la température d'un corps  et la longueur d'onde maximum du rayonnement  qu'il émet, est défini par la loi de Wien : 

où h est la constante de Planck ; k, la constante de Boltzmann et c, la vitesse de la lumière dans le vide.

(Rapport entre °Celcius et °Kelvin : une température de 0 °C= 273,15 °K, une température d'1° C = 274,15 °K ...etc)

Mais revenons à nos moutons, pour une température de 26°C ou 299.15°K, ce qui correspond à la température moyenne qu'émet un corps humain, on retrouve en simplifiant la formule : L = 0.002898 / 299.15 = 9.68 µm. Afin de voir ce rayonnement on doit donc avoir un capteur capable de percevoir cette longueur d'onde.

DECOMPOSITION DU SPECTRE INFRAROUGE ET APPLICATIONS :

Source

• Le proche infrarouge, caméra IR : 
  (Illuminateur IR obligatoire)

Le proche infrarouge (0.7μm à 1,6μm) est la partie du spectre électromagnétique qui vient juste après le visible (couleur rouge). Comme pour le visible, ce qui est perçu est une luminance correspondant au rayonnement réfléchi par la surface d'un objet. 

Il permet de distinguer les surfaces végétalisées des autres surfaces, car elles se distinguent par une forte réflectance dans les longueurs d'onde du proche infrarouge.

En pratique les caméras IR de surveillance travaillant dans ce spectre du proche infrarouge, celles dont les lentilles ne disposent pas d'IR CUT ont un rendu faussé des couleurs de la végétation en pleine lumière (voilacé).

• L'infrarouge moyen 

L'infrarouge moyen (1,6μm à 4μm) permet de façon générale d'étudier les teneurs en eau des surfaces. L'atmosphère est en grande partie opaque aux rayonnements du moyen infrarouge qui sont absorbés par la vapeur d'eau. Peu d'intérêt pour les caméras de vidéosurveillance ou d'imagerie thermique.

• L'infrarouge thermique :
  (Aucune source lumineuse requise)

Dans ce domaine spectral (4μm à 15μm), le rayonnement est émis directement par la matière, soit par restitution d'énergie absorbée venant de rayonnements (solaires ou autres), soit en conséquence de sa température (échauffement, feu,...).
La particularité de cette gamme du spectre IR est que le rayonnement est émis directement par l'objet et non reflété, les caméras thermiques ou celles d'inspection thermographique peuvent donc fonctionner dans le noir total, sans illuminateur IR, en percevant uniquement le rayonnement IR émis par l'objet.

CONCLUSION :

L'article n'a pas vocation à être un cours de sciences, le but est simplement de synthétiser le phénomène physique permettant de mieux comprendre le fonctionnement de ces trois types de caméras.

• La caméra de surveillance avec vision nocture :

Communément rencontrée en vidéosurveillance et largement répandu dans les rayons des magasins de bricolage, elle n'est pas chère et fonctionne très bien. Elle ne fonctionne toutefois pas dans le noir absolu sans un apport de rayonnement, apport réalisé en général par un illuminateur IR intégré (LEDs IR) agissant tout comme un projecteur de lumière, son intérêt est de ne pas être visible la nuit à l'oeil nu.

La portée de l'illuminateur intégré ayant des limites (5 à 10 m en général), il est possible d'y ajouter des illuminateurs IR en local, afin d'agrandir la portée de la surveillance.

Attention à l'IR CUT, option indispensable afin d'avoir des couleurs réalistes de jour. 

• La caméra d'inspection thermographique :
  
  

Elle permet de visualiser la température des objets de par leur rayonnement infrarouge, très utile pour détecter des échauffement électriques ou mécaniques, utilisé dans l'inspection des habitations afin de mettre en évidence des pertes de chaleurs, ponts thermiques et autres...Ce sera l'objet d'un prochain projet DIY de bidouillage à base de capteur Adafruit AMG8833,

• La caméra de surveillance thermique :
  
  

  Equipement de pointe utilisé en vidéosurveillance ou dans l'armée sur hélicoptère ou avion de combat, elle permet de visualiser les objets en fonction de leur émission de chaleur, ceci à plus ou moins grande distance.

  Permettant ainsi de voir distinctement un animal au milieu d'une forêt, de repérer une personne camouflée, ...

  C'est le top de la surveillance, mais c'est extrêmement cher, ce qui rend ce joujou inaccessible aus bidouilleurs que nous sommes.