Pyromètre

Si un objet est trop chaud pour être manipulé, il est inutile d'essayer de mesurer sa température avec un thermomètre ordinaire. Mais vous pouvez aussi mesurer la température à distance avec un gadget pratique appelé pyromètre (des mots grecs signifiant "feu" et "mesure"). Les thermomètres à infrarouge, qui échantillonnent la température à distance, en sont probablement les exemples les plus connus. Comment fonctionnent-ils exactement ? Voyons cela de plus près !

Qu'est-ce qu'un pyromètre ?

Vous pouvez sentir un feu à une certaine distance car il émet un rayonnement thermique dans toutes les directions. En théorie, si le feu se comporte exactement selon les lois de la physique, le rayonnement qu'il produit est lié à sa température d'une manière très prévisible.

Ainsi, si vous pouvez mesurer la longueur d'onde du rayonnement, vous pouvez mesurer précisément la température, même si vous vous trouvez à une certaine distance. C'est la théorie qui sous-tend le pyromètre : un type de thermomètre très précis qui mesure la température d'un objet à partir du rayonnement thermique qu'il émet, à une distance sûre (pour certains pyromètres) pouvant atteindre 30 mètres.

Il existe deux types de pyromètres de base : les pyromètres optiques, qui permettent de regarder une source de chaleur à travers un mini-télescope et d'effectuer une mesure manuelle, et les pyromètres électroniques numériques (également appelés thermomètres infrarouges), qui effectuent des mesures de manière totalement automatique.

Les pyromètres thermomètres infrarouges :

De nos jours, il est plus courant pour les ingénieurs et les scientifiques d'utiliser des pyromètres numériques entièrement automatiques, qui sont plus rapides et plus simples, et utilisent deux types de détecteurs différents.

Certains mesurent la chaleur en absorbant la lumière, ce sont donc essentiellement des détecteurs de lumière : des cellules photoélectriques photosensibles à base de semi-conducteurs, un peu comme de minuscules cellules solaires, mais avec des filtres placés à l'avant pour qu'elles ne réagissent qu'à une certaine bande de rayonnement visible, infrarouge ou ultraviolet. En échantillonnant les rayonnements bien au-delà du spectre visible, les détecteurs de ce type peuvent mesurer une plus grande gamme de températures que les anciens pyromètres manuels.

D'autres pyromètres utilisent des détecteurs qui mesurent la chaleur en l'absorbant, comme les thermocouples et les thermopiles en silicium (collections de thermocouples) ou les thermistances (résistances sensibles à la chaleur).

Quels sont les différents types de pyromètres ?

Les pyromètres modernes se déclinent en différents types et modèles. Certains appareils mesurent le spectre complet du rayonnement émis, on les appelle alors pyromètres à rayonnement total ou à large bande ; ils ont tendance à utiliser des détecteurs basés sur la chaleur, comme les thermopiles.

Comme leur nom l'indique, les pyromètres à bande étroite captent une bande de rayonnement beaucoup plus petite et plus spécifique, généralement à l'aide de cellules photoélectriques. La bande de rayonnement que vous devez échantillonner dépend des températures (et des matériaux) que vous essayez de mesurer (les alliages chauds des turbines des moteurs à réaction sont très différents des outils de coupe d'une usine, par exemple, qui sont encore différents des températures d'une usine chimique, et également différents des phénomènes naturels tels que les geysers fumants et les volcans en éruption).

Alors que certains pyromètres mesurent une seule bande de rayonnement, d'autres peuvent effectuer des mesures plus précises en comparant deux bandes d'ondes (en d'autres termes, deux "couleurs" spectrales différentes) ; on les appelle pyromètres à rapport ou pyromètres à deux couleurs.

Certains pyromètres sont conçus pour effectuer des mesures rapides et ponctuelles. Ils ont donc la forme d'un pistolet, avec des détecteurs, des amplificateurs de signaux, des sources d'énergie et des thermomètres intégrés. Vous les dirigez vers l'objet que vous voulez mesurer et vous appuyez sur la gâchette.

De nombreux processus industriels reposent sur des mesures et un contrôle constants et précis de la température. Pour ce type d'applications, les pyromètres "pistolets" portatifs ne sont pas adaptés. Au lieu de cela, des fibres optiques (ou des guides de lumière similaires), fixées de manière permanente à la machine ou au processus à surveiller, sont utilisées pour recueillir le rayonnement d'une zone chaude et l'acheminer vers un détecteur distant, généralement connecté à un système de contrôle électronique qui régule automatiquement l'ensemble du processus.