Diagnostic thermographique : intérêt pratique en élevage

La radiation infrarouge est émise par tout corps dont la température est supérieure à 0° Kelvin c'est-à-dire - 273,15º Celsius (zéro absolu). Dans le spectre électromagnétique, la radiation infrarouge se situe dans le rang de 0,78 à 100 µm, en dehors du champ visible pour l'œil humain (0,38-0,78 µm). La thermographie est une technique qui permet de mesurer des températures exactes à distance sans nécessité de contact physique avec l'objet à évaluer, en utilisant une caméra thermique qui enregistre l'intensité de la radiation et la transforme en image visible.

Comment fonctionne la caméra thermographique ?

Les thermomètres infrarouges peuvent aussi mesurer les températures à distance mais sur un seul point. Les caméras thermiques peuvent mesurer les températures de toute l'image avec des résolutions égales à 19.200 thermomètres infrarouges en même temps.

“Les applications réalisées en élevage sont orientées vers le confort des animaux et le rendement énergétique”

1. Vérifier le niveau d'isolation thermique

L'objectif de l’isolation thermique est de rendre difficile les transmissions de chaleur de l'intérieur vers l'extérieur et vice versa pour éviter les pertes de chaleur dans les périodes froides et les entrées de chaleur en périodes chaudes. Une isolation adaptée permet d’économiser l’énergie, d'augmenter le confort des animaux, de réduire les condensations, de conserver le bâtiment et de dimensionner correctement le système de chauffage et de réfrigération. De plus on aura un meilleur contrôle intérieur de la température et du mouvement de l'air.

Diagnostic de la conception et de la construction : l'isolation doit "empaqueter' le bâtiment, doit être continue et avec la même épaisseur.

Sur l'image 1 on observe une isolation mauvaise en façade (en bleu) et acceptable en couverture, elle est discontinue, provoquant des différences de température superficielle de 10 ºC qui augmentent le risque de condensations et compliquent le contrôle de la température et de la circulation de l'air. Sur l'image 2, en exceptant les petits ponts thermiques (bleu), qui ne devraient pas significativement influer, le niveau d'isolation est correct tant en couverture qu'en façade.

Entretien préventif : détection précoce pour diminuer les coûts

Ligne de profil: détermine le profil de T°c le long d'une ligne de l'image. La zone détériorée (ligne P) a une valeur moyenne de 21,2 ºC

La réparation a un faible coût si on effectue un entretien préventif périodique et si on détecte tôt les problèmes comme dans le cas de l'image 3.

2. Vérifier l'absence de condensation, d'humidité et la propagation de moisissures

L'humidité par condensation se produit quand la température superficielle d'un mur est inférieure au point de rosée de l'atmosphère. En mesurant l'humidité, la température ambiante et la température superficielle, on peut connaître le risque de condensation à chaque point de mesure. Avec la caméra thermique, on observe les surfaces avec un risque plus important en rouge (> 80%) et celles avec un risque moindre en vert (> 65%). Les autres couleurs (jaune-orange) montrent des zones à risques intermédiaires (65-80%).

Suivi : détecter des zones à risques pour le confort des animaux et la détérioration des structures

Sur l'image 4, il existe un risque élevé. On devrait détecter les causes qui peuvent être multiples, comme l'isolation, les ponts thermiques, la ventilation, la densité des animaux, le chauffage, … Sur l'image 5 on voit un faible risque puisque les conditions sont correctes.

3.

Vérifier qu'il n'y a pas de ponts thermiques significatifs

Les ponts thermiques sont des zones de l'enveloppe du bâtiment dans lesquelles on met en évidence un changement d'uniformité et de résistance thermique de la construction, que ce soit par un changement de l'épaisseur de la paroi, des matériels employés, par présence d'éléments de construction avec différentes conductivités, etc.. Ce sont aussi des parties sensibles où la possibilité de production de condensations en période froide peut augmenter.

Suivi : Détecter des zones de l'enveloppe avec un manque d'uniformité dans des bâtiments neufs (qualité de la construction) et en fonctionnement (entretien préventif)

Les ponts thermiques provoquent des différences de température (image 6) et des risques de condensation (image 7). La solution est basée sur la prévention, le contrôle de la qualité initiale ou la réparation périodique, qui a un faible coût si on détecte tôt leur apparition.

4.

Vérifier l'absence d'infiltration d'air

Une infiltration est le passage de l'air à travers des rainures de fenêtres, de portes, de fosses, de trous dans les murs, etc... Le rendement énergétique de la salle et le confort des animaux se trouvent affectés de façon importante par les infiltrations. Par conséquent, on devra les trouver et les résoudre. Il existe des équipements pour évaluer et quantifier les infiltrations existantes dans l'enveloppe grâce à un “test de pression”. La caméra thermique complétera le diagnostic qualitatif de ces infiltrations. .

Entretien préventif : Diagnostiquer et résoudre les entrées d'air non désirées

L'étanchéité de l'enveloppe du bâtiment doit être excellente et on peut le vérifier régulièrement. Dans la plupart des cas, il est plus difficile de diagnostiquer des infiltrations que de les résoudre. Les photos 8 et 9 sont des exemples classiques.

5.

Contrôler les systèmes actifs d'énergie

Une fois vérifié que les actions "passives" de la conception (isolation, étanchéité, etc..) sont adaptées pour minimiser la demande énergétique "active" (chauffage, réfrigération, etc..), on devra aussi vérifier avec la thermographie s'ils fonctionnent correctement. Voyons 2 exemples.

Systèmes de chauffage

Le chauffage ambiant par convection grâce à un tube à ailette simple. Capable de fournir environ 150 W par mètre linéaire de tube (si la température de l'eau > 70 ºC). Sur l'image 10 on voit que les deux lignes sont insuffisantes, surtout celle de dessous. La solution n'est pas d'installer plus de tubes mais de faire que la température de l'eau augmente

Image 10: Superposition d'images (thermique + numérique) pour analyser le fonctionnement du chauffage par convection dans un post-sevrage (hiver). La T°c de la ligne supérieure (rouge) est entre 53,5 et 65,5 ºC; la T°c de la ligne inférieure (jaune) est entre 38,5 et 53,4 ºC.

Systèmes de réfrigération :

La réfrigération par évaporation est une méthode efficace pour éviter le stress par la chaleur, toujours quand elle fonctionne correctement. L'image 11 montre que la température de surface (rouge et jaune) n'est pas suffisamment basse pour le processus de refroidissement intérieur. On voit “des surfaces sèches” (rouge) qui réduisent le confort. De plus, dans les zones jaunes et à cause d'incrustations de calcaire dans le panneau, le ventilateur travaille davantage (résistance) et consomme plus. Ce panneau nécessite de l'entretien ou doit être simplement remplacé.

Image 11: Superposition d'images (thermique + numérique) pour analyser le fonctionnement du panneau de réfrigération en gestantes (été)