Infrarouge · Émissivité
Émissivité : le réglage qui fait mentir ou dire vrai un thermomètre infrarouge
L'émissivité mesure, de 0 à 1, la capacité d'une surface à émettre du rayonnement infrarouge. Un thermomètre infrarouge suppose par défaut 0,95, valeur des surfaces mates : bois, peinture, plastique, peau, aliments. Sur l'aluminium poli, à 0,05, la même mesure peut afficher 60 °C pour une pièce à 200 °C. Régler l'émissivité, ou contourner le problème, fait passer l'erreur de plusieurs dizaines de degrés à moins de 2 °C.
Ce que l'émissivité change dans la mesure
Un thermomètre infrarouge ne mesure pas une température : il mesure une puissance rayonnée, puis calcule la température qui correspond à cette puissance pour une émissivité donnée. Un corps noir parfait a une émissivité de 1 et rayonne le maximum possible à sa température. Une surface réelle en émet une fraction, et réfléchit le reste de l'environnement. Le capteur reçoit donc deux contributions : l'émission propre de la surface, et le reflet de ce qui l'entoure, y compris l'utilisateur.
Deux conséquences pratiques. Plus l'émissivité réelle est basse, plus l'appareil sous-estime la température d'une surface chaude, car il attribue à 0,95 un rayonnement produit à 0,1. Et plus la surface est brillante, plus elle renvoie l'image thermique de la pièce : viser un inox à 150 °C peut donner 35 °C, c'est-à-dire la température de la main qui tient l'appareil, réfléchie.
Valeurs d'émissivité des matériaux courants
| Surface | Émissivité | Lecture avec réglage 0,95 |
|---|---|---|
| Peau humaine | 0,98 | Correcte (écart < 0,5 °C) |
| Eau, glace, aliments, bois, papier | 0,93 – 0,97 | Correcte |
| Peinture mate, plastique, caoutchouc, brique, plâtre | 0,90 – 0,95 | Correcte |
| Fonte, acier oxydé ou rouillé | 0,80 – 0,95 | Acceptable, ±5 °C |
| Verre (vitre, bouteille) | 0,85 – 0,92 | Acceptable, attention aux reflets |
| Inox brossé | 0,30 – 0,60 | Sous-estimée de 20 à 60 °C sur une pièce chaude |
| Inox poli, chrome | 0,10 – 0,20 | Fausse, reflète l'environnement |
| Aluminium poli, cuivre poli | 0,03 – 0,10 | Inutilisable sans correction |
Ces valeurs varient avec l'état de surface et la température ; les tables des fabricants (Fluke, Testo, Optris) donnent des fourchettes, jamais une valeur unique. Une surface rayée, oxydée ou sale gagne en émissivité ; une surface neuve et polie en perd.
Régler l'émissivité sur l'appareil
Les modèles d'entrée de gamme fixent l'émissivité à 0,95 sans réglage possible. Les appareils intermédiaires proposent trois positions : « basse » vers 0,3 pour les métaux brillants, « moyenne » vers 0,7 pour les métaux oxydés, « haute » à 0,95 pour tout le reste. C'est le principe du Bosch UniversalTemp. Les modèles atelier, comme l'Etekcity Lasergrip 1080 ou le Fluke 62 MAX+, permettent un réglage continu de 0,10 à 1,00 par pas de 0,01.
- Identifier le matériau et son état : mat ou brillant, propre ou oxydé.
- Sélectionner la valeur du tableau la plus proche, ou la position préréglée correspondante.
- Se rapprocher jusqu'à ce que la cible remplisse la zone mesurée (rapport D:S, expliqué dans thermomètre laser).
- Viser perpendiculairement : au-delà de 30° d'inclinaison, l'émissivité apparente chute, surtout sur les métaux.
- Faire deux ou trois lectures ; si elles varient de plus de 2 °C, la surface reflète et la méthode ci-dessous s'impose.
Contourner le problème sans rien régler
La méthode la plus fiable ne passe pas par le menu. Elle consiste à donner à la surface une émissivité connue. Un morceau de ruban adhésif d'électricien noir mat, d'émissivité 0,95, collé sur la pièce, prend sa température en quelques secondes s'il fait moins de 100 °C. On vise le ruban, avec le réglage par défaut, et la lecture est juste à ±1,5 °C près. Au-dessus de 100 °C, on utilise une peinture haute température mate ou un ruban Kapton ; au-delà de 300 °C, on mesure un endroit oxydé de la pièce plutôt qu'un point poli.
Pour vérifier une valeur d'émissivité inconnue, il existe une méthode de référence : mesurer la surface avec un thermomètre à contact (sonde de type K), puis ajuster l'émissivité de l'infrarouge jusqu'à lire la même valeur. La valeur obtenue vaut pour ce matériau et cet état de surface. Ce protocole fait partie des vérifications décrites dans calibrer un thermomètre.
Règle à retenir : surface mate, on mesure directement. Surface brillante, on colle un ruban mat ou on mesure le contenu (eau, huile, aliment) plutôt que le contenant.
L'erreur fréquente : mesurer la casserole au lieu de l'huile
En cuisine, on vise la paroi extérieure d'une sauteuse inox pour savoir si l'huile est à 180 °C. La paroi, brossée, a une émissivité voisine de 0,4 : l'appareil indique 90 ou 100 °C, on continue à chauffer, et l'huile dépasse son point de fumée. La mesure correcte se fait sur la surface de l'huile elle-même, d'émissivité 0,95, visée de haut à 15 cm ; ou avec un thermomètre de friture à sonde immergée, seule méthode qui lit la masse du bain et pas sa surface.
Huile chaude : ne pas se pencher au-dessus d'un bain de friture pour viser. Une lecture de surface sous-estime la température du bain en profondeur de 10 à 20 °C juste après l'ajout d'aliments ; le point de fumée des huiles courantes se situe entre 160 et 230 °C.
Pour qui ce réglage n'a pas d'intérêt
Qui ne mesure que des surfaces mates n'a pas besoin d'un appareil à émissivité réglable : murs, sols, radiateurs peints, pierre à pizza, aliments, peau, pneus, plastique. Le réglage fixe à 0,95 donne alors une précision de ±1,5 °C, et le surcoût d'un modèle réglable ne sert à rien. Le réglage devient indispensable pour le contrôle de métaux nus en mécanique, en chaudronnerie, en brasserie sur cuves inox, ou en électricité sur des bornes cuivre. Dans ces métiers, une version industrielle avec entrée pour sonde de contact simplifie la vérification. Notre comparatif des thermomètres infrarouges indique pour chaque modèle si le réglage est fixe, préréglé ou continu.
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Questions fréquentes
Quelle émissivité régler pour la peau ou les aliments ?
0,95 à 0,98, c'est-à-dire la valeur par défaut de tous les appareils. Peau, viande, eau, pain, légumes sont des surfaces mates et humides qui émettent presque comme un corps noir ; aucun réglage n'est nécessaire.
Pourquoi mon thermomètre infrarouge donne 30 °C sur une casserole qui brûle ?
Parce que l'inox ou l'aluminium poli émet très peu d'infrarouge et reflète surtout la pièce autour, à 20 ou 30 °C. Collez un ruban adhésif mat sur la paroi, laissez-le prendre la température, puis visez le ruban.
L'émissivité change-t-elle avec la distance ?
Non, l'émissivité est une propriété de la surface. Ce qui change avec la distance, c'est le diamètre de la zone lue, fixé par le rapport D:S de l'appareil. L'angle de visée, lui, compte : au-delà de 30° l'émissivité apparente des métaux baisse.
Une caméra thermique a-t-elle le même problème ?
Oui, exactement le même. Une caméra thermique est un réseau de capteurs infrarouges ; chaque pixel dépend de l'émissivité. Sur une image, un radiateur chromé apparaît froid et un mur peint chaud, à température identique.