Thermographie - Analyse thermographique infrarouge (IR)

Introduction

La thermographie infrarouge (IR) est un outil d'analyse non destructif auquel on fait appel dans de nombreuses applications pour les fonctions d'entretien préventif, d'économie de l'énergie, de contrôle de la qualité et de sécurité dans les immeubles. On s'en sert également pour les besoins du contrôle de la qualité dans la mise en service des systèmes architecturaux, structurels, électriques et mécaniques dans les immeubles neufs et dans les grands travaux de réaménagement, ainsi que pour l'évaluation de ces systèmes pour les rapports sur l'état des immeubles existants.

L'imagerie thermographique infrarouge est un puissant outil d'analyse qui étend la perception de l'oeil humain au-delà des longueurs d'ondes visibles.Note de bas de page * Les images à haute définition élaborées à l'aide du spectre infrarouge permettent de savoir où est concentrée la chaleur, grâce à de faux tons de couleurs ou de gris. Par exemple, ces images permettent de repérer les fuites de chaleur dans les immeubles ou les points dans lesquels les températures de surface sont plus importantes.


Élévation ouest, édifice de la Banque de Montréal, Ottawa, évolution des fuites d'air dans les murs de maçonnerie du rez-de-chaussée

Notes de bas de page

Note de bas de page *

L'énergie thermique, ou infrarouge, est une lumière qui n'est pas visible à cause de leur trop grande longueur d'onde, et qui ne peut pas être détectée par l'oeil humain; il s'agit de la partie du spectre électromagnétique que nous assimilons à la chaleur. À la différence de la lumière visible, dans la thermographie infrarouge, tous les objets dont la température est supérieure au zéro absolu émettent de la chaleur. Même les objets très froids, par exemple, les glaçons, émettent de l'énergie dans le spectre infrarouge. Plus la température des objets est élevée, plus le rayonnement infrarouge émis est important. La thermographie infrarouge nous permet d'observer des phénomènes invisibles à l'oeil nu. Aujourd'hui, presque tous les appareils s'échauffent avant de tomber en panne; voilà pourquoi les caméras infrarouges sont des outils diagnostiques extrêmement rentables et utiles dans des applications nombreuses et variées.

Retour à la référence de la note de bas de page *

Application

L'inspection des murs extérieurs des immeubles permet de repérer les fuites d'air, les défauts d'isolant, les vides dans les matériaux, l'accumulation de la moisissure et la formation potentielle de moisissures et de champignons qui expliquent les problèmes de qualité de l'air ambiant. L'inspection des toits permet de détecter les fuites causées par l'accumulation de l'eau dans les couches d'isolants. L'inspection des systèmes électriques permet de repérer les points chauds qui pourraient donner lieu à des pannes de système. L'inspection des systèmes mécaniques permet de repérer la surchauffe des moteurs et des roulements à bille qui pourrait à nouveau entraîner des pannes de composants. L'inspection des routes et du tablier des ponts permet de détecter les vides produits par la délamination du béton et la rupture de la structure du tablier des ponts.

À ce jour, on a procédé à 80 analyses thermographiques portant sur les enveloppes et les toits d'immeubles dans la RCN, qu'on a archivées dans le système de GDD-E (page accessible uniquement sur le réseau du gouvernement du Canada) (Gestion des documents et des dossiers de l'entreprise) pour consultation. Il existe des liens entre les fichiers de ces analyses et le SPIB (Système de planification des immobilisations et des biens); on peut donc extraire les fichiers correspondants.

Les images thermographiques doivent être prélevées et interprétées par des experts-conseils certifiés selon le processus de l'ASNT. Veuillez consulter, ci-après, les normes, les activités de formation et les attestations pertinentes.

Comment faire appel à des experts-conseils en thermographie

Les opérateurs d'équipement sont certifiés selon le processus de l'ASNT (American Standards for Non Destructive Testing), dans des centres de formation accrédités en Amérique du Nord. Ces centres assurent la certification des experts-conseils dans le cadre de cours, en plus de certifier, selon le processus, les opérateurs d'équipement infrarouge. Il existe trois niveaux de certification dans ce secteur d'activité; il est important de vous assurer de préciser le niveau de compétence auquel doit se situer l'expert-conseil. En règle générale, des compétences de niveau 1 sont suffisantes pour produire des images crédibles. Des compétences de niveau 2 sont requises des experts-conseils pour interpréter les images complexes et quantifier l'imagerie. Le niveau 3 est réservé aux experts-conseils qui souhaitent former le personnel à l'interne et qui s'occupent de la recherche et du développement des nouvelles méthodes dans ce secteur d'activité. Ces cours portent sur les différentes procédures d'essais standard élaborées depuis les 25 dernières années aux États-Unis, au Canada et à l'étranger pour le diagnostic de l'enveloppe des bâtiments, des circuits électriques, de la toiture, de la mécanique et du tablier des ponts.

Conditions limitatives pour les activités d'inspection

Systèmes électriques et mécaniques : généralement, ces systèmes sont inspectés dans des conditions de charge normale ou maximum pour permettre d'évaluer le rendement réel. Il n'y a pas de paramètres environnementaux minimums à appliquer; toutefois, les travaux sont généralement exécutés à la température ambiante de la pièce. Les travaux en plein air peuvent se dérouler la nuit ou le jour; bien qu'ils ne soient pas limités à une saison, ils sont généralement réalisés par temps cléments, à des températures tempérées.

Pour la détection des moisissures dans les toitures, on procède généralement aux inspections aussitôt après le coucher du soleil au printemps, à l'été et à l'automne, lorsque les toits sont libres de moisissures et sont déneigés. Il est également possible de détecter les moisissures dans les toits en appliquant une procédure pour la perte de chaleur selon le gradient thermique. (Les variations de température de 20ºC ou plus permettent de réaliser ces travaux de six à huit heures après le coucher du soleil.)

Pour l'évaluation de l'enveloppe des bâtiments, afin de détecter les fuites d'air et les moisissures et pour assurer le pont thermique, il est nécessaire de respecter une différence de température d'au moins 10ºC; toutefois, on recommande généralement un écart de 20ºC à 30ºC. Voilà pourquoi on réserve à la période hivernale ce type d'inspection.

Procédures de mise en services des systèmes électriques et mécaniques

Dans la préparation d'un programme d'inspection infrarouge pour les systèmes de distribution de l'électricité, rappelez-vous les principes suivants :

  • on doit effectuer une inspection au moins une fois par an;
  • les inspections doivent se dérouler dans les conditions de charge normale des systèmes électriques;
  • il faut avoir une portée optique sans obstacle des composants inspectés;
  • dans toute la mesure du possible, les inspections doivent se dérouler de quatre à six semaines avant la fermeture des installations pour l'entretien préventif, afin de prévoir un délai pour commander les pièces nécessaires;
  • il faudrait réinspecter les exceptions après les travaux de réparation pour s'assurer que ces travaux ont porté fruit;
  • il faudrait inspecter, dans les 24 heures de l'installation, tous les biens d'équipement neufs ou réaménagés;
  • on devrait consigner par écrit toutes les constatations, conformément au document intitulé « Guideline for Infrared Inspection of Electrical and Mechanical Systems ».

Il faudrait exploiter les systèmes de chauffage, ventilation et climatisation (CVC) des immeubles dans des conditions normales ou proches de la charge maximum. Dans les immeubles commerciaux, il se peut qu'on doive annuler la régulation des systèmes de CVC.

Enfin, les inspections ne devraient être confiées qu'à des thermographistes à l'infrarouge certifiés selon le processus de l'ASNT et connaissant parfaitement les systèmes à inspecter (connaissance des sciences du bâtiment, connaissances professionnelles, techniques ou pratiques en ce qui concerne les enveloppes et les toits et diplôme d'électricien ou d'ingénieur électrique pour les systèmes électriques, diplôme de mécanicien ou d'ingénieur mécanique pour les systèmes mécaniques, etc.).

Les systèmes électriques et mécaniques devraient être inspectés par des thermographistes à l'infrarouge accrédités au niveau 1 selon le processus de l'ASNT; des thermographistes à l'infrarouge de niveau 1 de l'ASNT peuvent donner des conseils sur la gravité des défaillances et formuler des recommandations. Toutefois, pour les systèmes plus complexes, il faudrait demander à des thermographistes à l'infrarouge de niveau 2 d'analyser les images.

L'inspection des toits devrait être confiée à des thermographistes à l'infrarouge accrédités au niveau 1 de l'ASNT, qui peuvent également formuler des recommandations pour les essais nécessaires pour établir la présence de moisissures dans les toits.

L'assemblage de l'enveloppe des bâtiments devrait être inspecté par des thermographistes à l'infrarouge de niveau 1 de l'ASNT; des thermographistes à l'infrarouge de niveau 2 et des professionnels ayant suivi une formation dans le domaine des sciences du bâtiment se rapportant à la conception et à l'analyse de l'enveloppe des immeubles devraient donner des conseils sur la gravité des défaillances et formuler les recommandations.

Documents techniques

Note : La plupart de ces documents sont disponible, pour en obtenir une copie, veuillez contacter SNGP.NPMS@tpsgc-pwgsc.gc.ca

  • Contrôle de la pression et de l'étanchéité à l'air (Série sur l'évaluation du rendement des immeubles), mars 1988
  • Détection des pertes de chaleur par convection sur les murs extérieurs creux, avril 1999
  • Évaluation de l'ambiance thermique (Série sur l'évaluation de rendement des immeubles), mars 1988
  • Inspection de la teneur en humidité (Série sur l'évaluation du rendement des immeubles), mars 1988
  • Inspections par thermographie de l'enceinte d'un immeuble (Série sur l'évaluation du rendement des immeubles), mars 1988
  • Mesure de la résistance thermique (Série sur l'évaluation du rendement des immeubles), mars 1988
  • Méthodologie générique de l'étude–diagnostic thermographique de l'enveloppe des bâtiments, 1982
  • Minimum resolvable temperature difference (MRTD) testing : equipment specification for building performance diagnostics, 1981 (en anglais seulement)
  • Motifs thermiques créés par l'accumulation d'humidité dans les murs de maçonnerie extérieurs, octobre 2005
  • Nondestructive Testing HandbookL'icône WWW indique un lien menant à l'extérieur de l'environnement commun Web du gouvernement fédéral. (disponible en anglais seulement), Volume 3 : Infrared and Thermal Testing, 2001 (en anglais seulement)
  • Principles of material selection and component design for optimum performance of building enclosures, 1982 (en anglais seulement)
  • Procédures d'investigation par thermographie infrarouge pour quatre types génériques de murs extérieurs, octobre 2002
  • Profils de comportement thermique des murs extérieurs en maçonnerie pleine des bâtiments historiques, avril 1995
  • Thermal patterns on solid masonry and cavity walls as a result of positive and negative building pressures, February 2005 (en anglais seulement)
  • Thermographic interpretation of building enclosure deficiencies in Canadian public buildings, 1980 (en anglais seulement)
  • Thermographie infrarouge pour évaluer les plaintes relatives au confort du lieu de travail (La) (Technoclips), septembre/octobre 2001
  • Thermography - a building diagnostic tool, 1983 (en anglais seulement)
  • Utilisation de la thermographie infrarouge dans la détection, la correction et le traitement des problèmes liés au confort thermique dans les immeubles à bureaux, (L'), 2001
  • Vérification de la performance de la zone tampon dynamique (ZTD) des murs par thermographie infrarouge, novembre 2002

Exemples et images infrarouges pour les enveloppes de bâtiments


Édifice Marshall /Four Corners. Essai pour détecter les fuites d'air de l'élévations sud; fuites d'air de l'intérieur vers la toiture immédiatement sous la toiture en métal des combles au troisième étage (comme l'indiquent les couleurs pâles au sommet de l'élévation).


Édifice Lester B. Pearson. Élévation est de la tour ouest, images de chaleur réfléchie au coin de l'immeuble et images des fuites d'air sur les parapets; accumulation de moisissures derrière les panneaux d'allège.


Laboratoire des aliments du gouvernement fédéral, Agassiz (Colombie-Britannique). Fuites d'air à la jonction du mur et de la toiture, dans la section des bureaux du laboratoire.


Images de fuites dans la toiture


Fuites dans la toiture du parapet

Exemples et images infrarouges pour les systèmes électriques

Exemples d'essai d'entretien en faisant appel à des images prises grâce à des caméras infrarouges

Disjoncteurs de réseau local



Problèmes de connexion interne d'un disjoncteur représentés dans ces images infrarouges.

Exemples de systèmes mécaniques

Pour prendre connaissance d'autres exemples, veuillez consulter le site Maintenance prédictive par caméra infrarouge L'icône WWW indique un lien menant à l'extérieur de l'environnement commun Web du gouvernement fédéral.


Tuyauterie - Les caméras infrarouges permettent d'évaluer l'état de douzaines d'appareils sous pression et de kilomètres de tuyauterie exploités dans des conditions extrêmes de chaleur et de pression.


Dispositif à entraînement par courroie (avant) - Notez les fortes températures constatées dans le thermogramme de gauche.
Premier thermogramme : 8/28/97


Dispositif à entraînement par courroie (après) - Deuxième thermogramme établi supposément après la réparation ou la mise au point.
Deuxième thermogramme : 9/18/97

Voici certains systèmes mécaniques qu'on peut inspecter grâce à la thermographie :

  • les chaudières, les récipients de stockage et les cuves de traitement : il faut rechercher le point faible dans les revêtements;
  • les circuits de vapeur, de condensat et d'eau chaude à découvert ou souterrains pour détecter les fuites et l'isolant endommagé;
  • les gaines pour l'exfiltration et l'infiltration de l'air;
  • les circuits de tuyauterie d'eau froide et de drainage enfouis pour détecter les fuites;
  • les purgeurs de vapeur et les robinets de régulation et d'arrêt pour s'assurer qu'ils fonctionnent correctement;
  • les systèmes de chauffage à eau chaude pour détecter et repérer les points où l'air est bloqué;
  • l'équipement électrique pour détecter les connexions lâches, les surcharges, le déséquilibre des phases et les autres défaillances;
  • les systèmes de chauffage par rayonnement infrarouge pour s'assurer que la réflectance et l'entretien sont adéquats;
  • les circuits de tuyauterie et les appareils sous pression non isolés, pour détecter la calamine et l'accumulation des sédiments;
  • les systèmes mécaniques neufs, réaménagés ou faisant l'objet de travaux d'entretien, dans le cadre des procédures d'inspection pour le contrôle de la qualité.

Liste des rapports d'analyse thermographique

Date :  Avant 1998

Lieu : Région de la capitale nationale

Projets / immeubles - Région de la capitale nationale 1998

  • Édifice du centre
  • Édifice de l'ouest
  • Édifice de l'est
  • Tour de la paix
  • Édifice Langevin
  • Ancienne ambassade des États-Unis
  • Musée des Beaux-Arts du Canada
  • Édifice Lorne, 90, rue Elgin
  • Édifice Sir Charles Tupper
  • Édifice Métro C
  • Édifice Constitution
  • Édifice Jackson
  • Édifice La Promenade
  • Laboratoires d'Environnement Canada
  • Édifice du Musée national des sciences naturelles, chemin Pink, Gatineau
  • Bibliothèque nationale du Canada
  • Place du Portage, Phases I, II, III et IV, Gatineau
  • Édifice Sir John Carling
  • La plupart des bâtiments du Pré Tunney
  • Collège de la GRC (piscine et écuries)
  • Centre des données fiscales de Sudbury

Lieu : Québec (Montréal)

Projets / immeubles - Québec 1998

  • Complexe Guy-Favreau
  • Édifice des Postes

Lieu : Nouvelle-Écosse

Projets / immeubles - NE 1998

  • Édifice Bedford Row

Lieu : Terre-Neuve et Labrador

Projets / immeubles - Terre-Neuve et Labrador 1998

  • QG de la GRC
  • Édifice des Pêches
  • Édifice Sir Humphrey Gilbert
  • Centre des données fiscales

Date : 1998

Lieu : Région de la capitale nationale

Projets / immeubles - RCN 1998

  • Banque de Montréal (Cf.la photo.)
  • Édifice Victoria
  • Édifice national de la presse
  • Édifice La Promenade
  • Édifice Birk's
  • Édifice Wellington
  • Édifice Marshall /Four Corners

Date : 1999

Lieu : Région de la capitale nationale

Projets / immeubles - RCN 1999

  • Édifice de l'administration centrale du Solliciteur général du Canada
  • QG de la GRC, ailes A, B, C et D

Date : 2000

Lieu : Région de la capitale nationale

Projets / immeubles - RCN 2000

  • Édifice Booth
  • Édifice Colonel By (Université d'Ottawa)

Lieu : Montréal (Québec)

Projets / immeubles - Québec 2000

  • Édifice de l'OACI

Date : 2001

Lieu : Région de la capitale nationale

Projets / immeubles - RCN 2001

  • Édifice Lester B. Pearson (Cf.la photo.)
  • Édifice Connaught

Lieu : Montréal (Québec)

Projets / immeubles - Québec 2001

  • Édifice de l'OACI

Date : 2002

Lieu : Région de la capitale nationale

Projets / immeubles - RCN 2002

  • Édifice Commémoratif de l'est
  • L'Esplanade Laurier
  • Édifice Marshall/Four Corners

Lieu : Île-du-Prince-Édouard

Projets / immeubles - IPE 2002

  • Centre fiscal de Summerside

Date : 2003

Lieu : Montréal (Québec)

Projets / immeubles - Québec 2003

  • 715, rue Peel

Lieu : Agassiz (Colombie-Britannique)

Projets / immeubles - CB 2003

  • Laboratoire des aliments du gouvernement fédéral (Cf.la photo.)

Lieu : Sault Sainte-Marie (Ontario)

Projets / immeubles - Ontario 2003

  • Immeuble du gouvernement du Canada

Demandes de renseignements

Pour de plus amples informations, veuillez contacter SNGP.NPMS@tpsgc-pwgsc.gc.ca.

Documents connexes

Normes

  • ISO 6 781, Isolation thermique - Détection qualitative d'irrégularités thermiques dans des enveloppes de bâtiments - Méthode infrarouge.
  • ANSI/ASHRARE 101 - 1981 - Application of infrared sensing devices to the assessment of building heat loss characteristics (disponible en anglais seulement).
  • ASTM - C - 1153 - 90 - Standard practice for location of wet insulation in roofing systems using infrared imaging (disponible en anglais seulement).
  • ASTM - C - 1060 - 90L'icône WWW indique un lien menant à l'extérieur de l'environnement commun Web du gouvernement fédéral. - Standard Practice for thermographic inspection of insulation installations in envelope cavities for frame buildings (disponible en anglais seulement).
  • ASTM - C - 1155 - 95(2001) - Standard Practice for determining thermal resistance of building envelope components from in-situ data (disponible en anglais seulement).
  • ONGC - 149 - GP - 2MP Manuel d'analyse thermographique de l'enveloppe des bâtiments (disponible en anglais seulement).
  • ASTM E1934-99aL'icône WWW indique un lien menant à l'extérieur de l'environnement commun Web du gouvernement fédéral. - Standard Guide for Examining Electrical and Mechanical Equipment with Infrared Thermography (disponible en anglais seulement).

Trousse à outils