Comment savoir si un thermomètre infrarouge professionnel est correctement calibré ?

Durant l'urgence liée à la COVID-19, nous avons constaté une augmentation exponentielle de l'exigence de mesurer la température corporelle aux entrées des établissements publics et privés, dans le but d'identifier tout état altéré et ainsi de pouvoir effectuer un dépistage préliminaire entre les personnes à risque et celles qui ne le sont pas.

De ce fait, les thermomètres infrarouges et les caméras thermiques de différents types et, surtout, de qualités variées, se répandent rapidement sur le marché.

Pour ce type de test, FDM propose ses chambres climatiques pour essais environnementaux, conçues et produites en Italie depuis 1949.

La précision d'un thermomètre peut dépendre de la chaleur de la main de l'opérateur, d'un mauvais positionnement, mais surtout de :

• la qualité de fabrication du thermomètre lui-même
• la température de l'environnement dans lequel la mesure est prise
• la qualité et la fréquence de son étalonnage

Le thermomètre infrarouge est-il fiable ?

Le thermomètre numérique demeure un appareil fondamental en raison de la rapidité avec laquelle il détecte la température, comparé à un simple thermomètre d'un autre type.

La rapidité est, en général, mais surtout en ce moment historique, une exigence nécessaire , compte tenu du nombre de mesures qui doivent être prises en très peu de temps .

Toutefois, compte tenu de la situation actuelle, une mesure non fiable représente un risque qu'aucun opérateur ne peut prendre, pour des raisons à la fois éthiques et de responsabilité directe.

Que se passe-t-il si un thermomètre numérique ne fonctionne pas ? 

En revanche, au contraire, le danger est :

• Des services hospitaliers surchargés, déjà en grande difficulté, sans réel besoin
• Administrer des médicaments inutiles et/ou, dans le pire des cas, nocifs pour la santé.

Comment pouvons-nous nous assurer que cela fonctionne ? 

La solution pour garantir une mesure correcte d'un thermomètre infrarouge est l'ITeR.

FDM ITeR – Indicateur de fiabilité professionnel d'un thermomètre infrarouge, directement sur site 

L'équipe R&D de FDM a étudié une solution innovante pour la recherche scientifique, obtenant un outil capable de combiner, sous une seule forme, sécurité, rapidité et simplicité des tests.

à portée de main outil de contrôle professionnel et portable pour les thermomètres infrarouges

Cette solution garantit une sécurité accrue dans les aéroports, les hôpitaux et les points d'accès aux lieux publics, où une surveillance sanitaire rigoureuse est requise.

Qu'est-ce que l'ITeR et comment ça fonctionne ?

ITeR est un compact, portable et de haute précisionqui contrôle périodiquement et en temps réel. Avec une plage de température allant de la température ambiante à 45 °C, ITeR génère une référence fiable et constante dans le temps.

Grâce à ITeR, l'opérateur peut vérifier à tout moment, sur son lieu de travail, le fonctionnement de son appareil de mesure, minimisant ainsi le risque d'erreurs de lecture et donc l'apparition de résultats non fidèles à la réalité.

ITeR est un appareil intelligent et facile à utiliser : sans écran, il se connecte via Bluetooth à l’application Android ou iOS pour smartphones et tablettes. Grâce à cette application, vous pouvez définir la température de consigne et recevoir des notifications en cas d’alarme (températures très élevées ou très basses, anomalies, etc.).

Grâce à l'algorithme PID intégré au système, la stabilité maximale de la source. L'utilisation d'une source distribuée permet une excellente uniformité de la répartition de la chaleur. 

Examinons brièvement ce point fondamental.

Les capteurs utilisés pour un thermomètre infrarougecontiennent une thermopile qui convertit les rayons infrarouges en un signal électrique et permet ainsi la mesure de la température.

En raison de sa forte dépendance à la température ambiante, un capteur de référence, souvent une thermistance NTC, est également intégré au boîtier. Sa courbe est similaire à celle de l'image suivante :

La courbe d'image montre comment, à mesure que la température ambiante augmente, la variabilité de la réponse du capteur diminue. Plus précisément, entre 25 et 30 degrés, la résolution est nettement inférieure à celle mesurée entre 10 et 20 degrés. Cela signifie qu'aux températures de fonctionnement (entre 20 et 30 degrés), la précision de référence se dégrade de façon exponentielle.

Par conséquent, pointer le thermomètre infrarouge vers une source de chaleur de température connue permet de compenser l'erreur due aux variations de la température ambiante.

ITeR évolue précisément dans cette direction, offrant une large surface qui permet d'avoir une cible avec une température connue et réglable afin de pouvoir comparer en continu le résultat du thermomètre infrarouge avec la valeur définie dans ITeR.

Pourquoi ITeR

ITeR est un appareil doté de caractéristiques uniques sur le marché. 

les laboratoires d'étalonnage achètent pour fournir un service à des tiers et qui nécessitent un investissement en temps et en argent.

L'ITeR peut être facilement placé sur un bureau, monté sur un support ou fixé au mur, selon la configuration la plus confortable pour l'opérateur.

Normes de référence

• ASTM E1256 — Méthodes d'essai normalisées pour les thermomètres à rayonnement (type à bande unique). Norme principale pour la caractérisation métrologique des thermomètres infrarouges.
• ASTM E2758 — Guide standard pour la sélection et l'utilisation des thermomètres infrarouges à large bande et basse température.
• VIM (JCGM 200:2012) — Vocabulaire international de métrologie, terminologie de référence pour l'étalonnage et l'incertitude.
• ISO/IEC 17025 — Exigences générales concernant la compétence des laboratoires d’essais et d’étalonnage, requises pour la délivrance d’un certificat ACCREDIA LAT.
• JCGM 100 (GUM) — Évaluation des données de mesure – Guide pour l’expression de l’incertitude de mesure.
• CEI 60584-1 — Thermocouples – Tables de référence (référence pour l'étalonnage indirect via des thermocouples de référence).
• ITS-90 — Échelle internationale de température de 1990, échelle de référence pour les points fixes métrologiques.

Sources faisant autorité

• ACCREDIA, unique organisme d'accréditation en Italie, gère l'accréditation des laboratoires d'étalonnage LAT selon la norme ISO/IEC 17025.
• L'INRIM – Institut national de recherches métrologiques– est un institut italien pour la traçabilité des unités de mesure, qui gère les points fixes ITS-90.
• BIPM – Bureau international des poids et mesures. Définit l'échelle de température ITS-90 et coordonne les comparaisons internationales.
• ASTM Internationalpublie la série E de thermomètres à rayonnement ASTM.

Questions fréquentes concernant le thermomètre infrarouge calibré ACCREDIA

Que signifie « ACCREDIA calibré » et pourquoi est-ce important ?

thermomètre infrarouge étalonné ACCREDIA LAT est un instrument accompagné d'un certificat d'étalonnage délivré par un laboratoire accrédité ACCREDIA selon la ISO/IEC 17025.Ce certificat atteste la traçabilité métrologique de la mesure aux unités SI grâce à une chaîne ininterrompue de comparaisons jusqu'à l'ITS-90, maintenue par l'INRIM. La différence par rapport à un étalonnage commercial non accrédité réside dans : (1) la compétence technique vérifiée par ACCREDIA au moyen d'audits périodiques ; (2) l'incertitude déclarée selon les normes GUM avec un budget détaillé ; (3) la reconnaissance mutuelle internationale grâce aux accords ILAC-MRA ; (4) la validité juridique en cas de litiges et d'inspections industrielles. Un certificat ACCREDIA LAT est requis pour les applications BPL, les BPF pharmaceutiques, les audits ISO 9001 et l'accréditation ISO 17025 des laboratoires clients.

Quelle est la marge d'incertitude d'un thermomètre infrarouge calibré par un professionnel ?

L'incertitude d'un thermomètre infrarouge étalonné ACCREDIA dépend de sa plage de mesure et de sa qualité. Pour la plage physiologique (30-45 °C , thermomètres médicaux) : incertitude U (k=2) ≤ 0,2-0,3 °C. Pour la plage industrielle (0-500 °C) : U ≈ 0,5-2 % de la valeur mesurée, soit ± 1-3 °C. Pour hautes températures (500-1500 °C , sidérurgie et métallurgie, fusion) : U ≈ 0,25-0,5 % de la valeur mesurée, soit ± 2-5 °C. Pour les basses températures (-40/0 °C , chaîne du froid) : U ≈ ± 0,5-1 °C. Les principaux facteurs contribuant à l'incertitude sont : l'émissivité de la cible (0,95 ± 0,03), la température ambiante de réflexion, la distance de mesure, la résolution de l'instrument, la dérive temporelle et la répétabilité. L'étalonnage est effectué sur des corps noirs de référence (calibrateur de corps noir) avec une émissivité certifiée ε > 0,99 dans la plage de fonctionnement du thermomètre.

À quelle fréquence faut-il recalibrer un thermomètre infrarouge et pourquoi ?

La fréquence recommandée est annuelle pour les applications BPL/BPF/ISO 17025 et pour une utilisation intensive (> 100 mesures/jour) ; bisannuelle pour une utilisation occasionnelle et les instruments de secours. Les facteurs qui accélèrent la dérive sont : (1) les chocs thermiques répétés (mesure sur des surfaces chaudes ≥ 300 °C immédiatement après refroidissement) ; (2) la contamination optique de l’objectif (poussière, graisse, solvants altérant la transmittance) ; (3) les chutes et les chocs mécaniques désalignant l’optique et le capteur ; (4) le vieillissement du détecteur pyroélectrique ou bolométrique (typiquement 0,1 à 0,5 °C/an) ; (5) dérive électronique du filtre spectral et du conditionnement du signal. La comparaison avant/après étalonnage permet d’évaluer la dérive et de déterminer si l’intervalle actuel est acceptable ou s’il convient de le réduire. Un thermomètre présentant une dérive > U/3 entre deux étalonnages nécessite une révision ou un remplacement.

Comment l'émissivité est-elle prise en compte dans les mesures réelles ?

L'émissivitéε est le rapport du rayonnement émis par une surface réelle à celui d'un corps noir à la même température. Valeurs typiques : métaux brillants : 0,02-0,1 (mesures IR déconseillées sans préparation) ; métaux oxydés : 0,5-0,9 ; peintures et plastiques : 0,9-0,97 ; peau humaine : 0,98 ; eau : 0,96-0,98 ; acier inoxydable poli : 0,14. Une erreur de 0,1 sur ε entraîne une erreur de mesure estimée à environ 2-4 % de la température absolue (par exemple, ± 6-12 °C à 300 K). Méthodes correctives : (1) appliquer un ruban adhésif noir mat (ε = 0,95) sur la cible et laisser s'équilibrer pendant 5 minutes ; (2) utiliser une peinture à haute émissivité (Nextel Velvet 811-21, ε = 0,97). (3) trou de référence dans le matériau (cavité cylindrique L/D rapport > 6 simule un corps noir ε ≥ 0,99) ; (4) mesure différentielle avec contact de référence (thermocouple K calibré) pour l'étalonnage in situ de l'émissivité effective.