Chapitre 10 – Température et capteurs thermiques | 2nde Bac Pro MAMA | Physique-Chimie | ⏱ 30 min
Dernière mise à jour : 5 mai 2026, format manuel scolaire
Karim, technicien de maintenance chez BoisTech 76 au Havre, fait sa tournée hebdomadaire de contrôle thermique. Il utilise un thermomètre infrarouge à visée laser pour vérifier que les moteurs et roulements des machines CNC ne surchauffent pas.
| Élément | T mesurée (°C) | T max admise |
|---|---|---|
| Moteur broche scie 1 | 52 | 70 °C |
| Moteur broche scie 2 | 78 | 70 °C |
| Roulement axe X CNC | 43 | 60 °C |
| Coffret électrique | 38 | 50 °C |
| Aspirateur copeaux | 61 | 65 °C |
Convertir les températures suivantes :
a) 52 °C en K et en °F.
b) 70 °F en °C.
a) 52 °C = 52 + 273 = 325 K. En °F : 1,8 × 52 + 32 = 125,6 °F.
b) 70 °F = (70 − 32) / 1,8 = 38 / 1,8 ≈ 21 °C.
D'après les mesures, quel(s) élément(s) sont en surchauffe ? Que doit faire Karim ?
Action : arrêter immédiatement la scie 2, vérifier la ventilation, le refroidissement, l'usure des roulements. Risque de grillage du moteur si on continue.
Le thermomètre IR de Karim a une précision de ±2 °C. Pour la scie 2 (mesure 78 °C), quelle est la fourchette réelle de température ?
Le moteur est-il forcément en surchauffe ?
Fourchette : 78 − 2 = 76 °C à 78 + 2 = 80 °C. Donc T réelle ∈ [76 ; 80] °C.
Même au minimum (76 °C), on dépasse la limite de 70 °C. Surchauffe confirmée.
Pour les valeurs limites (aspirateur à 61 vs limite 65), la précision peut faire douter : la mesure pourrait être réellement 59 ou 63 °C. Il vaut mieux faire une seconde mesure ou utiliser une sonde de contact pour confirmer.
Karim mesure les machines à différentes distances. Le thermomètre IR a un champ de vision (D:S = 12:1) : à 12 cm de distance, il mesure la moyenne d'un disque de 1 cm de diamètre.
À 60 cm, sur quel diamètre la mesure se fait-elle ? Pourquoi est-il important de viser au plus près ?
Ratio D:S = 12:1. À 60 cm : diamètre = 60/12 = 5 cm.
À 60 cm, le thermomètre mesure la moyenne d'un disque de 5 cm. Si on vise un petit point chaud (3 cm), on inclut aussi des zones plus froides autour → mesure faussée plus basse que la vraie. Pour mesurer précisément un roulement, il faut s'approcher à 12-20 cm pour viser un disque de 1-1,5 cm.
Le thermomètre IR fonctionne par émissivité. Réglée à ε = 0,95 (par défaut). Le moteur de scie 2 est en métal poli (ε réelle = 0,3).
La mesure de 78 °C est-elle fiable ? Pourquoi ?
Non, la mesure n'est pas fiable. Le thermomètre IR suppose ε = 0,95, mais le métal poli a ε = 0,3 : il rayonne très peu. Le thermomètre sous-estime alors la vraie température (parfois de 30 à 50 °C !). La vraie température pourrait être 100 °C ou plus.
Solution : coller un morceau de ruban adhésif noir mat (ε ≈ 0,95) sur la surface, attendre l'équilibre thermique 30 s, puis viser le ruban. Ou régler manuellement l'émissivité à 0,3 sur le thermomètre.
Pour confirmer la surchauffe de la scie 2, Karim utilise une sonde de contact Pt100. Quels sont les avantages et inconvénients par rapport à l'IR ?
Pt100 (sonde de contact) :
Conclusion : utiliser l'IR pour le balayage rapide, et la Pt100 pour confirmer une anomalie.
Karim mesure régulièrement le moteur scie 1 :
| Date | Lun | Mar | Mer | Jeu | Ven |
|---|---|---|---|---|---|
| T (°C) | 52 | 54 | 57 | 61 | 65 |
Que constate-t-il ? Quelle action prendre ?
La température monte régulièrement (+13 °C en 5 jours). Si la tendance continue, la limite 70 °C sera atteinte vers le mardi suivant.
Action : programmer une maintenance préventive avant que la machine ne tombe en panne. Vérifier la ventilation, nettoyer le radiateur du moteur, contrôler la lubrification des roulements. Mieux vaut agir maintenant qu'attendre l'arrêt forcé.
Rédiger le compte-rendu d'intervention de Karim (5 lignes max).
Tournée thermique hebdo — Atelier BoisTech 76
• 5 éléments contrôlés au thermomètre IR.
• Anomalie : Moteur scie 2 = 78 °C (limite 70 °C). Confirmé Pt100 = 80 °C → ARRÊT.
• Tendance moteur scie 1 : +13 °C en 5 j → maintenance préventive programmée mercredi prochain.
• Aspirateur copeaux à 61 °C : à surveiller (limite 65 °C).
• Recommandation : nettoyage radiateurs + contrôle ventilateurs sur tout le parc machine.
Karim entend parler d'une caméra thermique (≈ 800 €) qui visualise toute une scène en couleurs (rouge = chaud, bleu = froid). Quel intérêt par rapport au thermomètre IR ponctuel ?
La caméra thermique :
L'investissement de 800 € est rapidement amorti pour un atelier qui doit faire des contrôles fréquents. C'est l'outil de référence en maintenance industrielle aujourd'hui.
📚 Cette activité s'appuie sur §1 (La température), §2 (Mesure de la température) et §5 (Applications industrielles) de la leçon Ch10.