CHOISIR UNE CAMERA THERMIQUE

Caméra thermique / Définition

Une caméra thermique combine des composants optique et électronique.

Son but est de produire une image à partir des différences de température existantes dans la zone observée. Selon la performance de l’équipement des différences de température de l’ordre du 1 / 20 ème de degré sont décelables.

Les éléments constitutifs d’une caméra thermique

  1°) Le détecteur.

C’est le cœur de la caméra, c ‘est lui qui analyse les différences de température de la zone observée et qui va permettre la visualisation de celle-ci sur l’écran.
Il est caractérisé par 2 paramètres principaux :
la résolution des images et la fréquence de rafraîchissement.
  a) La résolution des images

Le pouvoir de définition du microbolomètre donne la résolution de l’image qui sera observée. Celle-ci peut varier suivant les équipements : entre 160 x 120 pixels pour une Scout TK à 640 x 480 pixels pour une Scout II (640) ou une BHS-XR.

Quand le détecteur offre une bonne résolution, il est possible d’avoir un grossissement numérique qui va rapprocher le sujet observé mais diminuer la résolution de l’image.

Si la résolution du détecteur est :
* inférieure à 320 x 240 pixels : pas de zoom numérique
* 320 x 240 pixels: zoom x 2
* 384 x 288 pixels: zoom x 2 à x 4
* 640 x 480 pixels: zoom x 2 à x 8

b) La fréquence

Elle peut varier de 9 Hz à 60 Hz, elle altère peu la qualité des observations statiques mais lors des mouvements de la caméra l’image sera plus fluide avec un microbolomètre cadencé à 60 Hz.

Il faut savoir que c’est la règlementation internationale qui fait qu’il existe des caméras 9 Hz, 30 Hz ou 60 Hz.
En effet, les caméras FLIR 60 Hz coûtent le même prix que les 9 Hz mais leur importation des USA nécessite une licence.

(Cf. : le paragraphe sur « La règlementation »).

  2°) Visualisation des images
  a) Écran
Elle s’effectue essentiellement sur l’écran de visualisation qui affiche l’image que lui transmet le détecteur. Sa résolution est de 640 x 480 pixels mais ne pas oublier que c’est le détecteur qui fixe la résolution de l’image observée.

b) Sortie vidéo
La plupart des caméras possèdent une sortie vidéo qui permet l’affichage sur un écran externe ou la sauvegarde des images sur un enregistreur.

c)Les caméras FLIR des séries HS, TS, BHS, BTS intègrent un lecteur de SD card.

  3°) L’alimentation
Elle peut être constituée :
  a) D’une batterie interne inaccessible qui se recharge par port USB.

C’est le cas notamment des caméras de la gamme Scout de FLIR. La charge dure de 4 à 5 heures et permet une autonomie à peu près équivalente.

A noter qu’il est possible de diminuer le temps de charge avec un chargeur USB rapide.

b) De 4 piles AA (éventuellement rechargeables)

Elles permettent une autonomie de 5 à 6 heures.

c) Les packs batteries, comme l’EPS5 de PULSAR, donne une autonomie accrue d’une vingtaine d’heures.

A noter que sur les séries TS, BTS, HS et BHS de FLIR il est possible de charger les accumulateurs pendant l’observation à poste fixe.

  4°) Les optiques.
La partie optique est constituée de l’oculaire et de l’objectif.
  a) L’oculaire

C’est lui qui nous permet d’observer « confortablement » l’écran de visualisation.

Il est toujours équipé d’un réglage dioptrique qui permet l’adaptation à la vision de tout observateur.

b) L’objectif

Il peut être grossissant ou non.

Quand il grossit il permet d’augmenter la distance de détection mais il diminue le champ d’observation.

Le grossissement maximum d’une caméra thermique est le produit du grossissement optique avec le grossissement numérique maximum.

Exemples :

La caméra thermique FLIR LS-XR :
Pas de grossissement optique (le grossissement est de x 1), le grossissement numérique peut varier de x 1 à x 8.
La plage de grossissement de la caméra varie donc de 1 à 8.

La caméra PULSAR XQ50 :
Son grossissement optique est de x 4.1, le numérique peut varier de x 1 à x 4.
La plage de grossissement de la caméra est comprise entre 4.1 à 16.4.

Il faut noter que le grossissement optique est le plus souvent (1) une donnée fixe de la caméra qui va impacter le champ de vision et peu la qualité de l’image.
Alors que le grossissement numérique impacte à la fois le champ de vision et la qualité de l’image (pixellisation).

(1) Sur les séries TS, BTS, HS et BHS de FLIR il est possible de changer l’objectif et donc le grossissement optique.

Les performances des caméras thermiques

La distance de détection d’une cible de taille humaine est le critère le plus souvent utilisé.

Selon la résolution du microbolomètre et des grossissements optique et numérique disponibles cette distance va varier entre 100 m et 2500 m.
A cette distance « limite », vous ne distinguerez pas exactement une forme humaine mais vous détecterez un point chaud de la taille d’un homme.

Les images obtenues sont, à notre avis, moins esthétiques que celles données par les systèmes à amplification de lumière. Mais l’avantage du thermique réside dans le fait que les performances sont totalement indépendantes de la lumière ambiante ce qui n’est pas le cas des systèmes à amplification de lumière.

Le tableau ci-dessous présente les performances des modèles les plus courants:

MARQUE F L I R P U L S A R
MODELE Scout TK Scout II
(240)
Scout II
(320)
et
LS-X
Scout II
(640)
et
LS-XR
HS /
TS-XR

(Obj:
38 mm)
HS /
TS-XR

(Obj:
100 mm)
XQ 19 XQ 38 XQ 50
DISTANCE
de
DETECTION
100 m 350 m 460 m 1100 m 960 m 2450 m 680 m 1350 m 1800 m
CHAMP
de
VISION
20° x 16° 28° x 18° 17° x 13° 18° x 14° 18° x 13° 6° x 4° 34° x 25° 17° x 12° 13° x 9°

La Règlementation

Les caméras thermiques sont considérées d’après la réglementation internationale comme des biens à double usage (civil et militaire).

Le traité ITAR signé par la plupart des pays précise les contraintes liées à la circulation de ces matériels.

S’agissant des caméras thermiques le paramètre déterminant est la fréquence de rafraîchissement de l’écran, si celle –ci est inférieure ou égale à 9 Hz (1) l’exportation de la caméra ne nécessite pas de licence.
Si la fréquence est supérieure à 9 Hz l’établissement d’une licence est obligatoire pour l’exportation du matériel avec l’identification de l’utilisateur final.

(1) Depuis 2015, les USA appliquent des règles encore plus strictes qui concernent l’ensemble des caméras thermiques.

Conclusion

Votre choix s’effectuera en fonction:

- de votre besoin,
- des performances du matériel (résolution, autonomie, enregistrement, etc..)
- éventuellement, des contraintes règlementaires
- et de votre budget.