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Applications de la thermographie infrarouge


Contrôle d'installations électriques HT et BT(délivrance du Q19)

 

Maintenance mécanique

 

Thermique industrielle : surveillance d'installations thermiques (fours, encolleuses, filtres...)

 

Thermique du bâtiment : localisation de déperditions thermiques, localisation d'éléments encastrés

 

Recherche et développement de produits, amélioration de procédés de fabrication utilisant la mesure par thermographie infrarouge ou radiométrie

Buts de la Thermographie en maintenance électrique :

 

Mettre en évidence, dans les infrastructures électriques en charge, des échauffements pouvant avoir diverses origines :

    • mauvaises connexions,
    • surcharges,
    • déséquilibre de phases,
    • contacts défaillants…

 Ceci afin de prévoir et d’éviter :

    • des dégradations de matériels coûteux,
    • des arrêts de production,
    • des pertes d’exploitation,
    • des incendies…

 Apporter des éléments de décision permettant de réaliser les interventions correctives, de prévoir, d’anticiper, sur d’éventuels travaux à réaliser, puisque idendifiés.

 

 Faciliter la maintenance des installations électriques (gain de temps et de sécurité)

                                                                           

Méthodologie :

Un balayage systématique de l’ensemble de l’installation électrique est effectué (en cas de besoin et dans la mesure des possibilités, une visualisation par l’arrière est réalisée).

Les systèmes examinés étant en fonctionnement, les éléments qui composent l’installation électrique sont en charge normale. En fait, ils vont nous apparaître, sur l’image infrarouge, plus ou moins rayonnant suivant leur rôle, leur conception, leur charge, leur matériau.

 

L’opérateur fait la part de choses entre les températures normales de fonctionnement et les anomalies. Les anomalies sont localisées spatialement, un réglage des paramètres de l’objet (émissivité, ambiance...) permet le calcul direct de la température maximale observée et éventuellement la surchauffe.

Un calcul complémentaire peut, dans le cas où le système n’est pas à sa charge normale, permettre d’estimer la surchauffe ramenée à son fonctionnement normal.

 

La surchauffe étant calculée, nous rapprochons celle-ci de la cinétique de dégradation et donc des degrés d’urgence : U1, U2, U3. (voir encadré ci-dessous).

Cette détermination est très importante car elle permet une véritable localisation dans le temps ; d’où une gestion aisée du traitement des anomalies.

Un cliché dans l’infrarouge et une photo dans le visible mémorisent le défaut.

 

Certification et habilitation de l'opérateur :

L’ensemble de l’équipe intervenante est habilitée BR H1V et est titulaire du certificat « Opérateur en contrôle d’installations électriques par thermographie infrarouge » délivré par le CNPP (Centre National de Protection et de Prévention).

Urgence :

 

 Les degrés d’urgence découlent d’une courbe que nous pourrions appeler «Cinétique de dégradation d’un contact électrique» (voir figure ci-dessous).

Celle-ci représente la surchauffe engendrée par une anomalie en fonction du temps.

Les valeurs numériques ne sont pas indiquées car elles dépendent d’un grand nombre de paramètres.

La courbe se divise en trois parties bien distinctes entraînant les caractères d’urgence

Ui et les réparations correspondantes :

      U3 : anomalie faible qui doit être traitée dans les trois mois. L’intervention pour la supprimer sera très brève : serrage, nettoyage.

      U2 : une anomalie de ce type devra être traitée dans le mois. La réparation nécessitera une durée un peu plus longue que la précédente : nettoyage sérieux des surfaces et changement éventuel d’un élément.

      U1 : la réparation doit être réalisée immédiatement. Le changement d’un élément au moins sera nécessaire. Il faudra intervenir également sur les éléments voisins (de la même ligne) par un nettoyage et une vérification des connexions (oxydation).

 

Rôle de l’accompagnateur:

Il devra :

  • définir le chemin minimal d’accès aux différentes installations,
  • participer à la rédaction de la liste des installations à contrôler
  • ouvrir les portes des armoires, enlever les plastrons ou écrans dans le strict respect des consignes de sécurité,
  • répondre à la question : « le système est-il en charge normal ? »,
  • participer à la rédaction du compte-rendu.

Exemples d'anomalies Basse Tension:

  • Bornier de commande
  • Automate
  • Coffret
  • Disjoncteur
  • Jeu de barres

 

Anomalie située sur un bornier de commande : défaut de connexion.

Risque d'arrêt de production.

 

 

Anomalie faible puissance : bornier d'alimentation d'un automate.

Cette mauvaise connexion entraînait des arrêts intempestifs et donc des pertes de production très importantes.

 

 

Extrapolation: l'anomalie se trouve 30 cm plus loin à l'intérieur de l'armoire.

Dans de nombreux cas (coffrets locaux, borniers, moteurs...), un diagnostic peut être fait sans démontage.

 

 

Disjoncteur : mauvais serrage de la connexion, entraînant une élévation de température très importante. Câble très dégradé et très oxydé pouvant provoquer un début d'incendie.

 

 

 

Alimentation d'un four à induction : anomalie très importante sur l'une des connexions d'un jeu de barre réfrigéré (défaut de jeunesse détecté après un mois de fonctionnement).


 

Les applications mécaniques de la thermographie infrarouge...

Les pièces mécaniques en mouvement s'échauffent normalement du fait des frottements.

La thermographie infrarouge permet de mettre en évidence des échauffements anormaux dûs à:

  • une usure
  • un mauvais alignement où un hyperstatisme
  • un problème de lubrification.

Nous utilisons ce moyen d'investigation principalement sur des ensembles moto-pompe ou moto-ventilateur.

 

En une seule image nous avons un état de santé du moteur élecrique, de son alimentation (câbles), des paliers et éventuellement de l'alignement.

 

Exemple d'anomalie mécanique d'une moto-pompe:

Cette illustration présente les images visibles et infrarouges et les profils thermiques de deux pompes similaires:

.

La pompe de droite présente une surchauffe de 60° au niveau du roulement moteur, ainsi qu'une surchauffe de 20° au niveau du roulement pompe.

Une mauvaise coaxialité avec appui hyperstatique au niveau des flasques de l'accouplement a été diagnostiquée et confirmée.

Ce mécanisme, installé depuis peu, était en phase d'autodestruction.

Exemple d'anomalie mécanique d'un palier:

Cette figure présente un échauffement de plus de 200°C d'un palier situé en bout de sauterelle.

Cet échauffement très élevé, localisé au niveau d'un palier en bout de sauterelle, est significatif d'un état de dégradation avancé. Le tapis transportant des déchets et poussières de bois, un risque d'incendie existait.

La localisation de ce défaut par thermographie infrarouge a permis de remplacer le palier défectueux lors d'un arrêt et ainsi d'éviter un arrêt de fonctionnement de la chaîne concernée.

Les applications thermiques de la thermographie infrarouges...

Outre les applications classiques de localisation de défauts dans

  • l'isolation de bâtiments
  • les réfractaires de fours

nous intervenons également dans la recherche de défauts de calorifuges d'électrofiltres. Ces anomalies entraînent des condensations et une corrosion accélérée des enveloppes.

 

Thermique bâtiment : ces applications de la thermographie infrarouge concernent les architectes, les installateurs de chauffage et de sanitaire, les exploitants de chauffage, les électriciens, les sociétés immobilières, les experts immobiliers, les propriétaires, les assureurs.

Isolation : à l’aide de l’infrarouge il est aisé de visualiser la distribution de chaleur sur la façade d’un bâtiment et il est possible de localiser précisément les pertes de chaleur dues à un défaut d’isolation. On peut ainsi dresser un bilan thermique du bâtiment.

                    

Visualisation de canalisations enterrées :

·          Chauffage au sol :

o       Localisation de fuites : les canalisations qui transportent un fluide chaud et qui affleurent la surface du sol peuvent être facilement visualisées et il est possible de localiser précisément des fuites dans le réseau.

o       Localisation des éléments chauffants : une localisation précise des tubes peut être nécessaire en vue du percements du sol pour travaux.

 ·         Réseaux de distribution de chaleur (chauffages urbains) : suivi des canalisations enterrées, localisation de fuites dans les réseaux enterrés ou dans les caniveaux.

 

Thermique industrielle : Ces applications concernent les techniciens de maintenance des services mécaniques, les services de recherche et développement, les responsables production…

 

Recherche de défauts au niveau des réfractaires d'un four:

Recherche de défauts au niveau des joints d'un cyclone:

 

 

 

 

 


 

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