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Quels gaz les caméras d'imagerie optique des gaz peuvent-elles détecter ? Un guide complet par secteur d'activité

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Les caméras d'imagerie optique des gaz (OGI) permettent de visualiser des fuites de gaz totalement invisibles à l'œil nu. Mais voici un fait qui surprend souvent les acheteurs novices : une caméra OGI ne détecte pas tous les gaz. Elle détecte uniquement certains gaz spécifiques en fonction de la manière dont ceux-ci

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Les caméras d’imagerie optique des gaz (OGI) permettent de visualiser des fuites de gaz totalement invisibles à l’œil nu. Mais voici un fait qui surprend souvent les acheteurs novices : une caméra OGI ne détecte pas tous les gaz. Elle détecte des gaz spécifiques en fonction de la manière dont ceux-ci absorbent le rayonnement infrarouge à certaines longueurs d’onde.

Si vous envisagez d’adopter la technologie OGI pour votre site, la première question à vous poser n’est pas « Quelle caméra dois-je acheter ? », mais « Cette caméra détecte-t-elle les gaz que nous manipulons réellement ? ». Ce guide détaille précisément les gaz que les caméras OGI peuvent et ne peuvent pas détecter, classés par secteur d’activité où ces gaz sont présents. Pour mieux comprendre le fonctionnement de cette technologie, consultez notre explication des principes qui sous-tendent la technologie d’imagerie optique des gaz.

Fonctionnement de la détection OGI : le lien avec les longueurs d’onde
Les caméras OGI détectent les gaz grâce à un phénomène appelé absorption infrarouge. De nombreuses molécules de gaz absorbent le rayonnement infrarouge à des longueurs d’onde spécifiques — leurs propres « empreintes spectrales ». Une caméra OGI utilise un détecteur associé à un filtre spectral réglé sur la bande de longueurs d’onde où le gaz cible absorbe le rayonnement.

On peut comparer ce principe au réglage d’une radio. Tout comme il faut sélectionner la bonne fréquence pour capter une station, une caméra OGI doit sélectionner la bonne longueur d’onde pour « voir » un gaz. Lorsque la caméra est orientée vers une fuite, le gaz cible absorbe le rayonnement infrarouge provenant de l’arrière-plan le long de la ligne de visée, ce qui réduit le signal infrarouge reçu par le détecteur. La différence de rayonnement infrarouge crée un contraste, permettant à la caméra de visualiser le panache de gaz.

En raison de cette conception spécifique à une longueur d’onde, une seule caméra OGI ne peut pas détecter tous les gaz. Une caméra filtrée pour la détection du méthane fonctionne dans une bande de longueurs d’onde différente de celle d’une caméra conçue pour l’hexafluorure de soufre. Comprendre ce lien est essentiel pour choisir le bon équipement.

Plage de longueurs d’onde Famille de gaz Applications typiques
3,2–3,5 μm Hydrocarbures légers, méthane, COV Pétrole et gaz, traitement chimique
7–8,5 μm Méthane, fluides frigorigènes, SO₂ Surveillance environnementale, CVC, émissions industrielles
10,3–10,8 μm SF₆, ammoniac, éthylène Électricité, réfrigération et pétrochimie
4,2–4,4 μm Dioxyde de carbone (CO₂) Surveillance des émissions (caméras spécialisées)
4,5–4,7 μm Monoxyde de carbone (CO) Sécurité de la combustion (caméras spécialisées)
Gaz détectables par les caméras OGI
Hydrocarbures et composés organiques volatils (COV)
Les hydrocarbures constituent la plus grande famille de gaz détectables par la technologie OGI. Ce sont les gaz les plus couramment manipulés dans les opérations pétrolières et gazières, les usines pétrochimiques et les installations de traitement chimique.

Fuite de COV dans un réservoir de stockage
Le méthane (CH₄) est le gaz le plus fréquemment détecté grâce à la technologie OGI. Il s’agit du principal composant du gaz naturel et il est présent tout au long de la chaîne de valeur du pétrole et du gaz — des têtes de puits et des usines de traitement aux pipelines et aux installations de stockage. Le méthane est également le principal constituant du biogaz et du gaz de décharge, ce qui le rend pertinent pour la gestion des déchets et les opérations liées aux énergies renouvelables. Le méthane étant un puissant gaz à effet de serre, la détection des fuites est devenue une priorité pour les programmes de conformité environnementale à l’échelle mondiale.

Le biométhane — un biogaz purifié utilisé comme substitut renouvelable au gaz naturel — présente les mêmes caractéristiques d’absorption infrarouge que le méthane conventionnel. Les installations qui produisent ou consomment du biométhane, telles que les digesteurs anaérobies et les usines de valorisation du biogaz, peuvent utiliser les mêmes caméras OGI que celles déployées pour la détection des fuites de gaz naturel.

Le gaz de pétrole liquéfié (GPL), principalement composé de propane (C₃H₈) et de butane (C₄H₁₀), est largement utilisé pour le chauffage, la cuisine et les procédés industriels. Ces gaz présentent une forte absorption dans la bande de longueurs d’onde des hydrocarbures et peuvent être visualisés à l’aide de caméras OGI calibrées pour les hydrocarbures. Les installations de manutention de GPL, les stations-service de propane et les usines pétrochimiques tirent toutes parti de la détection des fuites par OGI.

Au-delà de ces applications, les caméras OGI peuvent détecter un large éventail d’hydrocarbures industriels, notamment l’éthane, l’éthylène et le propylène (matières premières pétrochimiques essentielles), le benzène, le toluène et le xylène (solvants utilisés dans la fabrication de produits chimiques), ainsi que des composants courants des carburants tels que l’essence, l’éthanol et le méthanol. Certains systèmes OGI avancés permettent de visualiser un large éventail de composés organiques volatils.

La plupart des caméras OGI de détection d’hydrocarbures fonctionnent dans les bandes spectrales de 3,2 à 3,5 μm (MWIR) ou de 7 à 8,5 μm (LWIR). La longueur d’onde exacte détermine quels hydrocarbures spécifiques sont visibles et avec quelle sensibilité.

Hexafluorure de soufre (SF₆)
Le SF₆ est incolore, inodore et très efficace pour empêcher la formation d’arcs électriques. Cependant, les fuites sont difficiles à détecter visuellement, et le SF₆ présente un potentiel de réchauffement global de 23 500 sur 100 ans, selon les données de l’EPA américaine. Cela signifie que l’inspection des fuites de SF₆ est importante non seulement pour la maintenance des équipements, mais aussi pour le contrôle des émissions et la conformité réglementaire.

La détection du SF₆ nécessite une caméra OGI fonctionnant dans la gamme de longueurs d’onde comprise entre 10,3 et 10,8 μm. Cette gamme diffère fondamentalement de celle utilisée pour la détection des hydrocarbures. Une caméra OGI standard optimisée pour le méthane ne peut pas détecter le SF₆, et inversement. Les compagnies d’électricité et les fabricants d’équipements électriques doivent choisir une caméra dotée d’un filtre spécifiquement adapté à la bande d’absorption du SF₆.

Pour les installations dotées d’infrastructures électriques à haute tension, la détection des fuites de SF₆ ne relève pas uniquement de la maintenance. Dans l’UE, le SF₆ est réglementé par le règlement sur les gaz fluorés (règlement (UE) n° 2024/573), qui prévoit des exigences en matière de confinement, de contrôle des fuites, d’étiquetage, de tenue de registres et de réduction progressive des gaz à effet de serre fluorés.

L’ammoniac (NH₃) et les fluides frigorigènes industriels
L’ammoniac (NH₃) est largement utilisé dans les systèmes de réfrigération industrielle à grande échelle, les entrepôts frigorifiques et la production d’engrais. Il est toxique à des concentrations élevées et présente des risques tant pour la santé que pour la sécurité en cas de fuite. L’ammoniac absorbe le rayonnement infrarouge dans la gamme de 10,3 à 10,8 μm, à l’instar du SF₆, ce qui signifie qu’il est détecté par les caméras OGI de type LWIR.

La réfrigération industrielle et commerciale utilise également des fluides frigorigènes fluorés tels que le R-134a, le R-152a et le R-123. Bon nombre de ces fluides frigorigènes présentent une absorption dans la bande de 7 à 8,5 μm et sont détectables à l’aide de caméras OGI équipées de filtres adaptés. Pour les usines agroalimentaires, les opérateurs de la chaîne du froid et les équipes de maintenance CVC, la possibilité de visualiser les fuites de fluides frigorigènes sans avoir à arrêter les équipements constitue un avantage opérationnel majeur.

Dioxyde de soufre (SO₂)
Le dioxyde de soufre (SO₂) est un sous-produit courant de la combustion et des procédés industriels. Il est généré lors de la production d’électricité, de la fusion, de la fabrication d’acide sulfurique et des émissions maritimes. Les émissions de SO₂ sont réglementées dans de nombreuses juridictions en raison de leur impact sur la qualité de l’air et la santé publique.

Image thermique montrant la détection d’une fuite de gaz SF₆ autour de vannes industrielles à l’aide d’une caméra OGI
Le SO₂ absorbe le rayonnement infrarouge dans la gamme de 7 à 8,5 μm, ce qui le rend détectable avec les mêmes types de caméras LWIR que celles utilisées pour la détection du méthane et des fluides frigorigènes. Pour les installations soumises à des exigences de surveillance des émissions, une caméra OGI réglée sur cette bande peut aider à identifier les fuites et les rejets de SO₂ sans avoir à arrêter les équipements.

Gaz industriels spécialisés
Plusieurs autres gaz industriels relèvent des capacités de détection OGI, bien qu’ils nécessitent souvent des configurations de caméra spécialisées :

L’oxyde d’éthylène — utilisé dans la stérilisation et la synthèse chimique
Le dioxyde de carbone (CO₂) — détectable entre 4,2 et 4,4 μm, bien que cela nécessite une caméra spécialisée qui ne fait pas partie de la gamme standard de la plupart des gammes OGI
Le monoxyde de carbone (CO) — détectable entre 4,5 et 4,7 μm, nécessitant également un équipement spécialisé
Gaz que les caméras OGI ne peuvent pas détecter
Il est important d’être transparent quant aux limites. Les caméras OGI ne peuvent pas détecter les gaz qui n’absorbent pas le rayonnement infrarouge dans les bandes de longueurs d’onde où elles fonctionnent. Parmi les exemples les plus notables, on peut citer :

Gaz Raison pour laquelle il ne peut pas être détecté Méthode de détection alternative
Oxygène (O₂) Aucune absorption infrarouge dans les bandes OGI Capteurs électrochimiques
Azote (N₂) Aucune absorption infrarouge dans les bandes OGI Les fuites ne font généralement pas l’objet d’une surveillance
Hydrogène (H₂) Aucune absorption infrarouge dans les bandes OGI Capteurs catalytiques ou électrochimiques
Hélium (He) Aucune absorption infrarouge dans les bandes OGI Détecteurs de fuites par spectrométrie de masse
Cette limitation n’est pas un défaut de la technologie OGI — il s’agit d’une contrainte physique. Ces gaz sont diatomiques ou monoatomiques et ne possèdent pas les modes de vibration moléculaire qui créent les bandes d’absorption infrarouge. Si votre site utilise des systèmes à hydrogène (par exemple, dans des applications de piles à combustible ou de production d’ammoniac), vous aurez besoin de technologies de détection complémentaires en plus de l’OGI

Choisir la bonne caméra OGI en fonction du type de gaz
La question pratique qui se pose à la plupart des acheteurs est simple : « Je manipule ces gaz — de quelle caméra ai-je besoin ? » Le processus de sélection se déroule en trois étapes.

Étape 1 : Dressez la liste des gaz que vous devez détecter. Commencez par consulter vos schémas de procédé, vos fiches de données de sécurité et les exigences réglementaires. Ne vous fiez pas à des suppositions : une longueur d’onde incorrecte empêchera la caméra de détecter la fuite.

Étape 2 : Identifiez la bande de longueur d’onde correspondant à ces gaz. Utilisez le tableau ci-dessous comme référence rapide.

Étape 3 : Associez la longueur d’onde à une caméra équipée du filtre spectral adapté.

Type de gaz Longueur d’onde Exemple de configuration de caméra
Méthane, biométhane, GPL, hydrocarbures légers 3,2–3,5 μm ou 7–8,5 μm Caméra MWIR ou LWIR optimisée pour les hydrocarbures
SF₆, ammoniac, éthylène 10,3–10,8 μm Caméra LWIR dédiée avec filtre 10,55 μm
Réfrigérants (R-134a, R-152a) 7–8,5 μm Caméra LWIR optimisée pour les réfrigérants
SO₂ 7–8,5 μm Caméra LWIR (même bande que le méthane/les réfrigérants)
CO₂, CO 4,2–4,7 μm Caméras spécialisées (pas d’OGI standard)
Pour les installations traitant plusieurs familles de gaz, il est souvent impossible de répondre à tous les besoins avec une seule caméra OGI. Certaines opérations nécessitent plusieurs caméras équipées de filtres différents. D’autres peuvent tirer parti de systèmes de surveillance multicapteurs combinant la technologie OGI à d’autres technologies de détection pour une couverture complète.

Recommandations de Raythink concernant les caméras OGI
Raythink propose des caméras OGI configurées pour répondre à différentes exigences en matière de détection de gaz. La caméra OGI portable RG630C fonctionne dans la gamme 7–8,5 μm, une bande qui couvre les caractéristiques d’absorption du méthane, des réfrigérants, du SO₂, etc.

La caméra OGI portable RG630F est conçue pour la détection de gaz à ondes longues dans la gamme 10,3–10,7 μm, couvrant des gaz tels que le SF₆, l’ammoniac, l’éthylène et le propylène.

Pour la surveillance continue d’un périmètre ou d’une zone, le système d’imagerie de gaz antidéflagrant TE464G1 offre une couverture fixe pour une large gamme d’hydrocarbures.

Caméra OGI portable RG630C
Caméra OGI portable RG630C
Caméra OGI portable RG630F
Caméra OGI portable RG630F
Système d’imagerie de gaz antidéflagrant PTZ TE464G1
Système d’imagerie de gaz antidéflagrant PTZ TE464G1
Résumé
Les caméras OGI sont des outils efficaces pour visualiser les fuites de gaz, mais leur efficacité dépend avant tout de l’adéquation des longueurs d’onde. Une caméra ne détecte que les gaz qui absorbent le rayonnement infrarouge dans la bande de filtre spécifique qu’elle utilise. Les exemples présentés dans ce guide regroupent le méthane et les hydrocarbures légers dans une bande, le SO₂ et les fluides frigorigènes dans une autre, et le SF₆ et l’ammoniac dans une troisième ; cependant, dans la pratique, les caméras peuvent utiliser des bandes qui se chevauchent ou qui sont légèrement différentes, et certains gaz peuvent être détectés avec plusieurs configurations de filtres. Avant de choisir votre équipement, dressez la liste des gaz présents sur votre site, identifiez leurs longueurs d’onde d’absorption et associez ces longueurs d’onde à la configuration de caméra appropriée. Si vous avez besoin d’aide pour déterminer la solution OGI la mieux adaptée à vos besoins en matière de détection de gaz, contactez Raythink pour une consultation technique ou une démonstration de produit.

Foire aux questions
À quelle distance une caméra OGI peut-elle détecter une fuite de gaz ?
Il n’existe pas de distance de détection unique valable pour toutes les situations. La portée dépend de la distance focale de l’objectif, de la taille et de la concentration de la fuite, du contraste radiométrique créé par le rayonnement infrarouge de fond absorbé par le gaz, des conditions de vent et de la sensibilité du détecteur de la caméra. Les caméras OGI portables sont généralement utilisées à une distance allant de quelques mètres à plusieurs dizaines de mètres, tandis que les systèmes équipés d’objectifs à plus longue focale peuvent couvrir de plus grandes distances dans des conditions favorables.

Une caméra OGI peut-elle identifier la source exacte d’une fuite ?
Une caméra OGI permet de visualiser le panache de gaz, ce qui aide à localiser la zone générale d’une fuite. Dans le cas de très petites fuites ou d’équipements complexes, le panache peut se disperser avant de devenir visible ; le point source exact peut donc nécessiter une inspection plus approfondie ou une confirmation à l’aide d’un outil complémentaire de détection de fuites.

Une seule caméra OGI peut-elle détecter plusieurs gaz en même temps ?
Une seule caméra OGI peut visualiser plusieurs gaz si ceux-ci absorbent le rayonnement infrarouge dans la même bande de longueur d’onde. Cependant, la caméra ne peut pas vous indiquer de quel gaz spécifique il s’agit. Les gaz qui absorbent dans des bandes de longueur d’onde différentes nécessitent des caméras équipées de filtres spectraux différents.

En quoi l’OGI se distingue-t-il des détecteurs de gaz traditionnels ?
Les capteurs ponctuels ou « sniffers » traditionnels mesurent la concentration de gaz en un seul point et peuvent détecter des gaz que l’OGI ne peut pas détecter, comme l’hydrogène. L’OGI couvre des zones plus étendues à distance et produit une image visuelle de la fuite. Les deux approches sont souvent utilisées conjointement : l’OGI pour un dépistage visuel rapide, et les capteurs ponctuels ou analyseurs pour la quantification et la confirmation.