L'imagerie thermique pour briser la chaîne de transmission de l'infection

La pandémie de corona a nettement montré au monde entier ce qu'un virus très contagieux peut provoquer. Les touristes et les voyageurs ont involontairement contribué à la propagation de la maladie. Détecter les personnes malades dès leur arrivée dans les aéroports est essentielle pour briser une éventuelle chaîne de transmission d'une infection. Dans ce contexte, les caméras thermiques peuvent apporter une aide précieuse. Grâce aux moteurs de FAULHABER, ces caméras sont aptes à fournir des images et des valeurs de mesure précises en quelques fractions de seconde.

L'idée d'un contrôle de la température de masse n'est pas nouvelle. Ce sont les épidémies limitées causées par les virus de SRAS, MERS et Ebola qui sont à l'origine de son introduction et de son utilisation croissante. Compte tenu des risques sanitaires aigus que présentent ces virus, certains pays ont déjà commencé il y a des années à utiliser les scanners thermiques dans les aéroports et autres points d'arrivée afin d'au moins entraver la propagation des maladies. Du fait du COVID-19, cette méthode est aujourd'hui de plus en plus utilisée dans le monde entier.

La fièvre est généralement le signe d'une maladie infectieuse. Même si l'augmentation de la température n'est pas nécessairement causée par le coronavirus, elle indique néanmoins qu'un examen plus approfondi est nécessaire. Si ce symptôme est détecté chez un voyageur, des tests ciblés peuvent être effectués et d'autres mesures immédiates prises en conséquence.

Rapide et sans contact
Un grand avantage de la mesure de la température par caméra thermique est son aptitude à la surveillance de masse. La procédure est sans contact, ne prend que quelques secondes et peut être automatisée. Cela signifie qu'elle peut être utilisée dans les aéroports, aux contrôles aux frontières ou dans d'autres situations avec des sas, sans restreindre de manière significative la liberté de circulation des personnes ni les soumettre à un grand nombre de procédures lourdes. La Corée du Sud, par exemple, a également utilisé cette méthode lors des élections législatives du 15 avril 2020 : la température corporelle de chaque électeur était mesurée avant qu'il n'entre dans le bureau de vote. Cela peut avoir contribué à la performance particulièrement bonne du pays dans la lutte contre le coronavirus, par rapport au reste du monde.

Le coin intérieur de la paupière est l'endroit le plus approprié sur le visage pour une mesure rapide et relativement fiable de la température. Alors que le front peut se refroidir considérablement sous l'effet de la transpiration, le coin de l'œil a une température extrêmement constante. Elle peut être déterminée à l'aide du rayonnement infrarouge qui émane de la surface du corps. La plupart des caméras thermiques captent ce rayonnement d'une manière similaire aux caméras numériques normales au moyen d'un capteur d'images avec jusqu'à un million de pixels.

Chaque pixel est un minuscule bolomètre, un récepteur thermique ne mesurant que quelques micromètres carrés. D'une épaisseur de 150 nanomètres seulement, il est chauffé par le rayonnement thermique d'environ un cinquième de la différence de température entre celle de l'objet et sa propre température, en 10 millisecondes. La somme de ces valeurs permet de calculer le profil de température sur la surface détectée. Représenté visuellement, cela donne une image thermique avec les nuances de couleurs connues - plus la couleur est vive, plus c'est chaud.

Pixels thermiques et puits quantique
Outre le bolomètre, il existe d'autres méthodes de mesure optique, sans contact, de la température. Par exemple, certains types de capteurs détectent la longueur d'onde du rayonnement et en déduisent la température. Les bolomètres et la détection de la longueur d'onde ne sont pas seulement utilisés pour la mesure de la température chez l'homme. Une autre application courante est la recherche de fuites de température dans l'isolation des bâtiments. L'image thermique en couleur montre en un coup d'œil où la chaleur - ou le froid dans le cas de la climatisation - est perdue.


Une application moins connue mais très répandue de la thermographie est le contrôle de la qualité. Qu'il s'agisse de métal, de plastique ou de verre - une température réglée avec précision lors des étapes de traitement thermique est souvent un facteur décisif pour la qualité d'un produit. C'est pourquoi des procédés tels que le laminage à chaud ou la trempe du verre sont souvent surveillés par des caméras thermiques. Dans le cas des cellules solaires, la thermographie permet de détecter les dommages causés à la structure en identifiant des « points chauds » énergivores. La thermographie joue également un rôle important dans le techniques de sécurité. Par exemple, un balayage thermique peut rendre visibles des composants électriques surchauffés bien avant qu'ils n'atteignent un état critique.

Dans la recherche atmosphérique et spatiale, une méthode complètement différente est utilisée, avec un photodétecteur infrarouge à puits quantique (QWIP). Celui-ci consiste en une alternance de couches semi-conductrices très fines et utilise un effet quantique. Les couches limitent les états quantiques dans lesquels une particule peut passer. Les ondes infrarouges entrantes influencent l'état, des images significatives peuvent en être tirées. Ces images se caractérisent par des « couleurs » de résolution particulièrement haute.

Par ailleurs, certains appareils n'utilisent pas le rayonnement thermique existant, mais inversent les rôles avec un éclairage actif. Une source de lumière infrarouge illumine une scène observée de la même manière qu'une lampe de photographe standard, la caméra thermique devient un dispositif de vision nocturne. Cette méthode est notamment utilisée dans les opérations antiterroristes dans des endroits sombres. La lumière infrarouge reste invisible aux personnes visées.

L'optique dans le mouvement motorisé
Quelle que soit la méthode utilisée, des ondes électromagnétiques doivent toujours être « capturées », regroupées et dirigées pour être mesurées et transformées en images. En principe, cela se fait de manière similaire à la photographie conventionnelle à la lumière visible. Les mêmes éléments optiques sont utilisés : les lentilles sont déplacées pour la mise au point et le réglage du zoom, les diaphragmes sont réglés, les filtres sont mis en position et les obturateurs sont actionnés. Dans le cas largement répandu du bolomètre, les pixels thermiques doivent également être recalibrés à intervalles courts afin que les points ayant la même température apparaissent avec la même intensité sur l'image. À cette fin, dans la plupart des appareils, un obturateur noir se place automatiquement devant le capteur pour ajuster tous les pixels à la même valeur. Plus l'obturateur se déplace rapidement, plus la période de temps pendant laquelle aucune mesure n'est possible est courte.


Pour la mise au point et le réglage du zoom, les appareils optiques sont souvent équipés de micromoteurs C.C. à commutation par métaux précieux de la série 1524 ... SR. Ils atteignent des performances particulièrement élevées dans un volume minimal. Des moteurs d'un diamètre de 8 à 10 mm sont utilisés dans les cas où les entraînements doivent également tenir dans de très petits micro-objectifs. Les moteurs pas à pas de type DM0620 en combinaison avec une vis-mère intégrée notamment sont bien adaptés pour déplacer des filtres et des obturateurs. FAULHABER propose également un grand choix de moteurs, ainsi que des réducteurs, des codeurs et d'autres accessoires correspondants. Cela permet de choisir la solution optimale pour pratiquement toutes les applications. Les composants de l'entraînement se trouvent déjà dans de nombreux appareils optiques conventionnels où ils font leurs preuves depuis de nombreuses années. Il en va de même pour l'alignement motorisé automatique des caméras sur des supports de réglage du panoramique et de l'inclinaison. Les moteurs pas à pas compacts et à faibles vibrations de FAULHABER sont particulièrement prédestinés à ces applications.

Thermal imaging cameras (faulhaber.com)

Optics & Photonics (faulhaber.com)

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