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RÉSUMÉ
La thermographie infrarouge est entrée dans le monde du bâtiment au milieu des années 2000 comme outil d'aide à la décision et puissante technique de contrôle de la performance énergétique. La caméra thermique cartographie aisément les déperditions radiatives, moins facilement les déperditions convectives et, si elle localise les fuites d'air, elle ne les mesure pas. Dans le contexte de la thermique statique, la thermographie progresse en formalisation et en quantification : on avance ici une méthode innovante de détermination de l'importance d'un défaut.
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Dominique PAJANI : Ingénieur de l'École Centrale de Lyon, ingénieur conseil - Président de l'Institut de la thermographie - Expert près la Cour d'Appel de Versailles
INTRODUCTION
L'alerte mondiale avertissant du réchauffement climatique et de la fin inéluctable des énergies fossiles a propulsé la performance énergétique du bâtiment comme un enjeu majeur désormais incontournable. En effet, la consommation de chauffage, inutilement excessive, constitue un fabuleux gisement d'économies à exploiter, tandis qu'améliorer et contrôler la qualité de la construction, dans le respect de nécessités de plus en plus pressantes, est un nouveau défi que les métiers du bâtiment s'engagent à relever. Deux excellents outils se distinguent pour contribuer à la performance et assurer son expertise : l'infiltrométrie et la thermographie. Si la première dispose déjà d'un solide développement et d'une obligation réglementaire, la seconde est sur la voie de la formalisation et de la professionnalisation.
Au fil de cet article, nous évoquerons en permanence ce qui constitue la spécificité de la thermographie appliquée au bâtiment : le risque d'erreur d'interprétation. Parmi toutes les applications que nous avons accompagnées en plus de 30 ans de ce métier, la thermographie du bâtiment est l'application la plus captivante, donc la plus… piégeante. La technique est très simple à mettre en œuvre, et on trouve des images thermiques très aisées à interpréter. Mais, la caméra thermique ne fournit pas une cartographie de températures au sens commun de ce mot et le bâtiment est une machine thermique complexe dans un environnement évolutif : ainsi, il existe partout, sans exception, des images thermiques qui sont autant d'écueils sur lesquels les débutants, les amateurs et les donneurs d'ordre viennent bien naturellement s'échouer. Puis ils abandonnent et décrient. Qui souffre de la prétention de ses diplômes ou qui considère cette technique comme banalement évidente apprendra ici, souvent dans la surprise, que la modestie et la réflexion fine sont de mise à chaque instant.
Il est primordial de comprendre les rayonnements avant de s'aventurer à parler en termes de flux de chaleur ou de températures : la synthèse entre thermographie et thermique pourra alors se réaliser. La thermographie passionne, elle associe les atouts de l'image et ceux du mesurage ; elle en conjugue aussi les difficultés et les limites : ce qui est trop tôt expliqué, dans le feu de l'action de terrain, peut se retrouver contredit lors de l'interprétation logique et froide.
Le thermographe engage le diagnostic thermographique à l'instant opportun qui révèlera des déperditions radiatives de l'enveloppe. Le thermicien saura dans quelles conditions il obtiendra aussi les déperditions convectives. Par un nouveau concept, les irrégularités ou les défauts pourront être quantifiés par leur impact sur la consommation énergétique du bâti. Leur typologie commentée illustre largement le document avant de conclure sur les pistes de formalisation à poursuivre.
Mais cet article n'est qu'un raccourci du sujet : le lecteur n’en sortira pas spécialiste de thermographie du bâtiment. L’apprentissage représentera même une certaine difficulté quand il remettra en cause des savoirs antérieurs erronés ou inefficaces, largement diffusés.
Le métier le plus en accord avec l'outil thermographique est thermicien du bâtiment, à partir d'un niveau de technicien supérieur. Le diagnostiqueur, habitué aux recettes toutes faites, aboutira également mais au prix d'un engagement accru. Gageons que nous intéresserons l'architecte, l'homme de la conception.
un glossaire est présenté en fin d'article.
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MOTS-CLÉS
Application performance énergétique diagnostic thermographique thermographie du bâtiment thermique du bâtiment
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Rayonnement et propriétés radiatives des matériaux
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2. Éléments de thermique du bâtiment
Nous nous contenterons ici de décrire les éléments utiles de la thermique statique (échanges thermiques en régime permanent) et simplifiée de l'enveloppe du bâtiment en période de chauffage afin de déduire comment la thermographie s'intègre dans le processus d'observation et de contrôle de la performance énergétique. Plus tard, nous évoquerons, de façon indispensable, le risque permanent inhérent à l'interprétation que représente l'inertie thermique et donc l'historique du bâtiment, de son exploitation et des influences de son environnement. Pour comprendre la thermographie, l'ingénieur thermicien va être amené à détricoter l'approche simpliste trop courante.
2.1 La température et les trois modes de transfert de la chaleur
« Thermique » vient du mot grec thermè (chaleur), qui donne « thermomètre » et « thermographie » ; la relation avec température est si intuitive qu'elle engendre de l'incompréhension. Ce qui nous intéresse d'abord ici c'est la chaleur.
Un bâtiment est un ensemble de volumes d’air séparés par des parois, sièges de transferts d'énergie : la chaleur dans notre cas. La connaissance du comportement thermique d’une paroi, en réponse à des sollicitations intérieures et extérieures, est donc utile à la compréhension de la thermique du bâtiment dans son ensemble.
Les transferts de chaleur ont pour origine la tendance naturelle de la chaleur à se déplacer des zones chaudes vers les zones froides en utilisant trois modes de transport :
-
la conduction : pour une paroi, de sa surface côté intérieur vers sa surface côté extérieur ;
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la convection : pour une paroi, de sa surface côté extérieur vers son environnement convectif extérieur, par exemple ;
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le rayonnement : pour une paroi, de son environnement radiatif intérieur vers sa surface côté intérieur, par exemple.
Les trois modes de mesure de température illustrent ces trois modes de transfert :
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mesure par conduction (contact entre le capteur et la matière) ;
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mesure par convection (immersion du capteur dans la matière fluide) ;
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mesure par rayonnement (réception, par...
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Éléments de thermique du bâtiment
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - PAJANI (D.) - La thermographie du bâtiment - Eyrolles (2012).
-
(2) - Institut de la thermographie - Guide pratique de thermographie du bâtiment - Eyrolles (2012).
-
(3) - Collectif CSTB - Réglementation thermique – Règles de calcul - Règles Th U (2012).
-
(4) - DORIGNAC (E.) - Thermique du bâtiment - Conférence au Congrès Thermogram'2007 – téléchargeable sur http://www.wiki-thermographie.net.
-
(5) - Vocabulaire international des termes généraux de métrologie - JCGM 200:2012 – VIM - Téléchargeable sur http://www.bipm.org/fr/publications/guides/vim.html.
-
(6) - Grandeurs et unités - Partie 7 : lumière NF ISO 80000 (2009).
- ...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Site de la connaissance en thermographie :
http://www.wiki-thermographie.net
Site de l'association des thermographes professionnels :
http://www.institut-thermographie.net décrivant la thermographie du bâtiment et tenant à jour la liste des thermographes certifiés thermographe du bâtiment par les organismes accrédités par le COFRAC
Site d'échange :
http://www.forum-thermographie.net
Ce site est désormais peu actif, suite à la baisse d'intérêt des acteurs et à la surinformation que représente Internet.
HAUT DE PAGE
Congrès : THERMOGRAM' a lieu tous les deux ans en région (années impaires)
http://www.institut-thermographie.net et http://www.wiki-thermographie.net
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