Les thermocouples occupent une place essentielle dans la mesure de température industrielle. Utilisés dans des domaines variés comme la sidérurgie, l’aéronautique, la cryogénie, l’agroalimentaire, … Ils reposent sur un principe thermoélectrique éprouvé et universel : l’effet Seebeck.
Leurs principaux avantages sont leurs larges plages de mesure, leurs réactivités élevées, et leurs compatibilités avec des conditions sévères (haute température, pression, vibrations, …). De plus, les nombreux types normalisés (K, J, T, N, S, R, B, etc.) permettent d’adapter précisément le capteur à chaque besoin industriel.
Polyvalents, durables et économiques, les thermocouples demeurent une référence incontournable pour la régulation et la surveillance des températures dans l’ensemble des secteurs industriels modernes.
Les principaux types de thermocouples
1. Thermocouple type K – le plus polyvalent
- Composition : Nickel-Chrome / Nickel-Aluminium
- Plage de mesure : -40 °C à +1 200 °C
- Avantages : grande polyvalence, économique, bonne résistance à l’oxydation.
- Applications : fours industriels, sidérurgie, traitement thermique, procédés chimiques, plasturgie.
Le thermocouple type K est le plus utilisé dans le monde. Son succès repose sur sa robustesse, sa stabilité dans le temps et sa capacité à mesurer une très large gamme de températures.
2. Thermocouple type J
- Composition : Fer / Cuivre-Nickel
- Plage de mesure : -40 °C à +750 °C
- Avantages : peu coûteux, bonne sensibilité.
- Limites : oxydation rapide du fer à haute température.
- Applications : plasturgie, agroalimentaire, environnements secs.
Le thermocouple type J reste un bon choix lorsqu’un capteur économique et fiable est nécessaire pour des températures intermédiaires.
3. Thermocouple type T – le spécialiste des basses températures
- Composition : Cuivre / Cuivre-Nickel
- Plage de mesure : -200 °C à +350 °C
- Avantages : excellente précision à basse température.
- Applications : cryogénie, laboratoires, secteur médical, recherche scientifique.
Le thermocouple type T est particulièrement adapté aux mesures de basses températures grâce à sa très bonne stabilité et à sa précision remarquable dans la plage négative. Composé d’un couple cuivre / cuivre-nickel, il offre une excellente homogénéité thermique et une faible dérive dans le temps, garantissant ainsi une grande fiabilité des mesures.
Il se distingue par une précision entre –40 °C et +125 °C, avec une plage d’erreur de seulement ±0,5 °C, ce qui en fait l’un des thermocouples les plus précis pour les applications à basse température. Sa bonne résistance à l’humidité et son comportement stable en cryogénie en font un choix privilégié pour les environnements nécessitant une mesure fine, stable et répétable dans des conditions froides.
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4. Thermocouple type N – l’alternative au type k
- Composition : Nicrosil / Nisil
- Plage de mesure : -40 °C à +1 200 °C
- Avantages : meilleure stabilité que le type K, résistance aux atmosphères oxydantes.
- Applications : aéronautique, fours industriels, production d’énergie, procédés à haute température.
Le thermocouple type N est souvent considéré comme l’évolution moderne du type K. Conçu pour offrir une meilleure stabilité thermique et une plus grande résistance aux environnements oxydants ou corrosifs, il constitue une alternative de choix lorsque la fiabilité des mesures à long terme est essentielle.
5. Thermocouples nobles : types S, R et B – la référence pour les hautes températures
- Composition : Platine / Rhodium
- Plage de mesure : jusqu’à 1 600 °C (type S, R) et 1 800 °C (type B).
- Avantages : très grande stabilité, précision dans les hautes températures.
- Applications : verrerie, métallurgie, fours de laboratoire, traitement thermique.
Ces capteurs sont utilisés là où la fiabilité et la précision priment sur le coût, souvent dans les procédés à très haute température au-delà de 1000 °C (les thermocouples N ou K dérivent rapidement sur des usages en continue au-delà de 1000 °C).
Couleur des thermocouples et normalisation
Un aspect souvent méconnu est la couleur thermocouple. La gaine isolante et les conducteurs sont codés selon des normes (IEC, ANSI) permettant d’identifier rapidement le type de thermocouple.
- Exemple : La gaine extérieure du thermocouple K est verte en Norme Européenne (norme IEC) et jaune en Amérique du Nord (norme ANSI).
- La gaine extérieure du type S est orange en Norme Européen (norme IEC) et vert en Amérique du Nord (norme ANSI).
La connaissance du code couleur thermocouple est essentielle pour éviter toute erreur de câblage ou de mesure.
Critères de choix d’un thermocouple
Pour sélectionner le bon thermocouple type, il faut considérer :
- La plage de température visée,
- L’environnement (oxydant, réducteur, sous vide, corrosif),
- La précision recherchée,
- Le rapport coût/longévité.
Un thermocouple mal adapté peut entraîner des erreurs de régulation thermique ou une usure prématurée du capteur.
Conclusion
Les différents types de thermocouples répondent chacun à des besoins spécifiques. Le choix doit être fait en fonction de l’application industrielle, de la plage de température et des contraintes environnementales.
Du très polyvalent thermocouple K au « noble » thermocouple type S, en passant par les versions spécialisées comme le thermocouple T, ces capteurs jouent un rôle central dans la régulation thermique industrielle.
Pour approfondir le fonctionnement des thermocouples, et ses applications concrètes, nous vous invitons à consulter notre article détaillé : Thermocouples : principe, fonctionnement et applications industrielles dans la régulation thermique.
