# Causes électriques de la vibration d'un moteur électrique : comment les séparer de la mécanique

> Le moteur gronde, une raie que le spectre ne devrait pas avoir est bien là, et on vous propose d'équilibrer le rotor. Parfois, c'est la bonne décision. Et parfois, vous y passerez une équipe pour obtenir le même niveau, parce que la vibration venait d'un entrefer irrégulier ou d'une barre de cage fissurée. On peut distinguer l'un de l'autre en un seul arrêt concerté. Voici les méthodes, les fréquences et les chiffres qui permettent de le faire directement sur site.

**En bref:** La vibration électrique se trahit par une fréquence liée au réseau, pas à l'arbre : une raie au double de la fréquence d'alimentation (100 Hz sur un réseau à 50 Hz) et des bandes latérales autour de la 1x (fréquence de rotation) espacées de la fréquence de passage des pôles F_p = s · f_réseau · P, où s est le glissement et P le nombre de pôles. Cela se vérifie en un seul arrêt : coupez l'alimentation et enregistrez la vibration en roue libre, pendant que l'arbre ralentit par inertie. La composante électromagnétique s'interrompt en une fraction de seconde, la composante mécanique décroît progressivement avec la vitesse. L'équilibrage ne corrige jamais une cause électrique, tout simplement parce que la source de la force n'est pas la masse du rotor, et une masse posée sur le rotor n'a aucune prise sur cette source.

Source: https://axiline.pt/fr/articles/causes-electriques-vibration-d-moteur-electrique/  
Publisher: AXILINE · Vila Nova de Gaia, Portugal · +351 931 831 229 · axilinegeral@gmail.com

## D'où vient, chez un moteur, une vibration indifférente à la vitesse de rotation

La force par laquelle le stator attire le rotor est proportionnelle au carré de l'induction magnétique dans l'entrefer. Élevez au carré une sinusoïde à 50 Hz, vous obtenez une composante constante plus une pulsation à 100 Hz. Sur un réseau à 60 Hz, ce serait 120 Hz. Cette pulsation existe sur tout moteur en bon état, seule son ampleur varie.

Sur une machine symétrique, les forces réparties sur la circonférence de l'entrefer s'équilibrent entre elles, et presque rien ne sort à l'extérieur. Rompez la symétrie, et il reste une force non compensée, qui tire le rotor d'un côté cent fois par seconde. Trois familles de causes rompent la symétrie : la géométrie (entrefer irrégulier, stator décentré, rotor voilé), le circuit magnétique (paquet de tôles du stator desserré, barre de cage rompue, spires en court-circuit) et l'alimentation (déséquilibre entre phases, contact brûlé, coupure sur une phase).

Retenez la propriété principale de cette vibration : sa fréquence est fixée par le réseau, pas par l'arbre. Chargez le moteur, la vitesse de rotation baisse, mais la raie à 100 Hz reste exactement à sa place. Tout le reste du diagnostic repose là-dessus.

D'où deux pièges dans lesquels on tombe régulièrement. Le premier : un moteur bipolaire à 2960 tr/min donne une 1x = 49,3 Hz et une 2x = 98,7 Hz, alors que le réseau donne 100 Hz. L'écart de 1,3 Hz fait que, avec des réglages de mesure courants, ces raies se confondent en une seule. Le second : la force à 100 Hz elle-même peut être normale, et c'est une résonance du châssis ou de la patte qui la rend élevée. Vous chercherez alors un défaut d'enroulement là où il faut en réalité renforcer la structure.

- La composante électrique se tient à une fréquence multiple de la fréquence d'alimentation : 100 Hz et 50 Hz sur un réseau à 50 Hz. Elle ne se déplace pas avec la vitesse de rotation.
- La composante mécanique est liée à l'arbre : 1x, 2x, fréquence de passage des aubes, fréquences de roulement. La vitesse change, et toute l'image glisse en fréquence.
- La composante électrique augmente généralement avec la charge, parce que le courant et le champ augmentent.
- Le balourd est indifférent à la charge : la masse du rotor n'en change pas.
- La composante électrique disparaît à l'instant même où le contacteur s'ouvre. La composante mécanique perdure tant que l'arbre tourne.

> Une raie élevée à 100 Hz n'est pas en soi une condamnation de l'enroulement. Elle dit seulement une chose : l'excitation est d'origine électromagnétique. La réponse de la structure à cette force peut être fortement amplifiée par une résonance du châssis ou par une patte molle, et dans ce cas la réparation du moteur ne donnera rien. Avant d'envoyer la machine à l'atelier électrique, sondez le châssis au marteau et vérifiez le serrage des pattes. Nous avons un article séparé sur la résonance et le test au choc (bump test).

## Le test en roue libre : un seul arrêt au lieu de trois hypothèses

C'est la méthode de diagnostic la moins coûteuse et la plus convaincante. Vous coupez l'alimentation et observez ce qui arrive à la composante suspecte dans les premières secondes. La force électromagnétique disparaît avec le courant, en une fraction de seconde. La composante mécanique décroît progressivement, parce que l'arbre continue de tourner et perd de la vitesse peu à peu.

Condition essentielle : il faut enregistrer sans interruption à travers le moment de la coupure. Deux spectres séparés, avant et après, ne tranchent pas la question, car vous ne verrez pas comment la raie a exactement disparu.

1. **Faites accepter l'arrêt** — Un arrêt non planifié est un risque pour le process et un démarrage supplémentaire pour le moteur. Obtenez l'autorisation de l'exploitant, convenez de qui appuie sur le bouton, assurez-vous que la machine redémarrera ensuite. Les grosses machines ont une limite au nombre de démarrages par heure, et elle s'applique aussi à votre test.
2. **Installez la mesure et n'y touchez plus** — Capteur sur le palier du moteur, monté rigidement, sur une surface propre et plane, le plus près possible du roulement. Pointez le capteur laser de phase (le repérage angulaire de la vibration par rapport au tour de l'arbre) sur la marque réfléchissante, pour voir la vitesse de rotation au même instant. Ne changez ni le point ni la direction jusqu'à la fin du test.
3. **Relevez la référence en régime de service** — Vitesse de rotation stabilisée, charge nominale, machine chaude. Un spectre avec une résolution telle que 100 Hz et 2x forment des raies séparées, plus un enregistrement du signal temporel. Fixez la vitesse réelle au tachymètre, vous en aurez besoin pour calculer le glissement.
4. **Coupez l'alimentation et continuez d'enregistrer** — Démarrez l'enregistrement quelques secondes avant la coupure et ne l'arrêtez pas avant l'immobilisation complète de l'arbre. Si l'appareil enregistre des spectres par séries, réglez le temps d'accumulation au minimum, sinon le moment de la coupure sera dilué par le moyennage.
5. **Dépouillez l'enregistrement** — La composante qui s'interrompt en une fraction de seconde après l'ouverture du contacteur est électrique. La composante qui glisse progressivement vers le bas en fréquence avec la vitesse est mécanique. Regardez à la fois le spectre et la forme du signal : sur l'oscillogramme, le moment de la coupure se voit généralement à l'œil, par un changement net du caractère des oscillations.
6. **Si l'arrêt est impossible, changez la charge** — Relevez des spectres à deux ou trois régimes de charge, à des vitesses proches. Les composantes électromagnétiques augmentent généralement avec le courant, le balourd est indifférent à la charge. La conclusion est plus faible que celle du test en roue libre, mais aucun arrêt n'est nécessaire, et il n'y a aucun risque.

> Un variateur de fréquence peut fausser ce test si l'on ne surveille pas le mode d'arrêt. La commande « stop » de la plupart des variateurs déclenche un freinage contrôlé : le moteur reste sous courant, seule la fréquence de sortie baisse. La composante électromagnétique ne disparaît alors nulle part, elle glisse simplement vers le bas avec la fréquence, et vous obtenez une fausse conclusion « mécanique ». Le test exige un mode de ralentissement libre (coast to stop) ou une coupure du circuit en sortie du variateur.

## Bandes latérales et fréquence de glissement : calculez avant de chercher

Le rotor d'un moteur asynchrone est toujours en retard sur le champ tournant du stator. Cet écart, c'est le glissement, et il engendre un second ensemble de signes, bien plus informatif qu'une simple raie isolée à 100 Hz.

Calculez avec des chiffres concrets. Un moteur tétrapolaire sur un réseau à 50 Hz a une vitesse synchrone de 1500 tr/min. Le tachymètre indique 1480 tr/min, donc la fréquence de rotation f_rot = 24,67 Hz, le glissement s = 20/1500 = 0,0133, la fréquence de glissement f_s = s · 50 = 0,67 Hz. La fréquence de passage des pôles F_p = f_s · P = 0,67 · 4 = 2,67 Hz, où P est le nombre de pôles. C'est exactement avec ce pas que se positionnent les bandes latérales autour de la 1x en cas de défaut de la cage rotorique.

Autrement dit, il ne faut pas chercher « quelque chose autour de 24,7 Hz », mais des raies précises à 22,0 et 27,3 Hz. L'écart entre elles et la 1x n'est que de 2,67 Hz, et c'est justement là que les réglages de mesure habituels font défaut.

La résolution du spectre est égale à la Fmax (borne supérieure du spectre) divisée par le nombre de lignes, et le temps d'accumulation d'un enregistrement est égal à l'inverse de la résolution. Une Fmax de 1000 Hz sur 400 lignes donne 2,5 Hz par ligne : les bandes ne peuvent physiquement pas se séparer, vous verrez une seule bosse large. Une Fmax de 200 Hz sur 1600 lignes donne 0,125 Hz et demande 8 secondes d'accumulation. Avec de tels réglages, les bandes sont visibles. Nous avons un article séparé sur le choix de la Fmax, du nombre de lignes et des fenêtres.

La seconde exigence est la plage dynamique : la capacité de la mesure à montrer des raies faibles à côté de raies fortes. Les bandes latérales dues à une barre fissurée se situent 30 à 50 dB en dessous de la 1x, si bien que le moyennage sur plusieurs enregistrements n'est pas un luxe mais une condition pour les extraire du bruit. Sur un moteur peu chargé, le glissement est faible, les bandes se plaquent contre la 1x, et il devient encore plus difficile de les séparer. La conclusion est simple : relevez le spectre en charge de service, pas à vide.

- Bandes autour de la 1x, espacées de F_p : rupture ou fissure d'une barre de cage, défaut d'un anneau de court-circuit, portée desserrée des barres.
- Bandes autour de 100 Hz, espacées de F_p : excentricité dynamique, c'est-à-dire un entrefer qui varie au fil de la rotation du rotor.
- Bandes autour de la fréquence d'encoches du rotor (nombre de barres multiplié par f_rot), espacées de 100 Hz : les mêmes défauts de cage, mais le signe se situe dans la zone du kilohertz, et une mesure de vitesse vibratoire dans la bande 10–1000 Hz ne le voit tout simplement pas.
- Bandes autour de la fréquence d'encoches du stator (nombre d'encoches multiplié par f_rot), espacées de 100 Hz : desserrage du paquet de tôles du stator, entrefer irrégulier.
- Modulation de la 1x elle-même, à cause de laquelle l'amplitude et la phase flottent avec une période 1/F_p (dans notre exemple, 0,37 s) : encore la cage rotorique ou l'excentricité dynamique. Équilibrer dans cet état n'a aucun sens, les relevés ne se répètent pas.

Sources: [ISO 13373-3:2015](https://www.iso.org/standard/40840.html)

## Fréquence et signe, cause électrique probable, comment vérifier

| Fréquence et signe | Cause électrique probable | Comment vérifier |
| --- | --- | --- |
| 100 Hz sur réseau à 50 Hz, domine la 1x, s'interrompt instantanément à la coupure de l'alimentation | Entrefer irrégulier, excentricité statique du stator, desserrage du paquet de tôles du stator | Test en roue libre. Mesure de l'entrefer à la jauge en quatre points de chaque côté. Sondage du châssis au marteau et vérification du serrage des pattes pour exclure une résonance à 100 Hz |
| 100 Hz augmente nettement avec la charge, courants de phase différents | Déséquilibre d'alimentation, contact faible dans la boîte à bornes, contact brûlé du démarreur, coupure sur une phase | Mesure des tensions et courants de phase avec calcul du déséquilibre en pourcentage. Thermographie de la boîte à bornes, du démarreur et des cosses de câble. Resserrage des contacts |
| Bandes latérales autour de la 1x, espacées de F_p = s · f_réseau · P | Rupture ou fissure d'une barre de cage rotorique, défaut d'un anneau de court-circuit | Spectre avec une résolution de 0,1–0,2 Hz en charge de service. Spectre du courant avec des bandes à f_réseau · (1 ± 2s). Thermographie après un fonctionnement en charge |
| Bandes latérales autour de 100 Hz, espacées de F_p | Excentricité dynamique : l'entrefer varie avec la rotation du rotor, arbre voilé, roulement détérioré | Mesure de l'entrefer à plusieurs positions angulaires du rotor. Faux-rond de l'arbre au comparateur. Le même test en roue libre |
| Fréquence d'encoches du rotor (nombre de barres × f_rot) avec bandes à 100 Hz | Barres desserrées ou rompues, mauvaise liaison des barres avec l'anneau de court-circuit | Spectre de l'accélération vibratoire avec une Fmax de plusieurs kilohertz. Nombre de barres selon la plaque signalétique. Ensuite, atelier électrique |
| Fréquence d'encoches du stator (nombre d'encoches × f_rot) avec bandes à 100 Hz | Desserrage du frettage du paquet de tôles du stator, cales d'encoches sorties | Inspection et sondage du paquet en atelier, vérification des cales, mesure de contrôle de l'entrefer |
| 1x élevée, mais l'amplitude et la phase flottent d'un démarrage à l'autre et changent avec la charge | Excentricité dynamique ou défaut de cage, masqué en balourd | Répéter la mesure à deux ou trois charges et vérifier la répétabilité de la phase. Test en roue libre. Reporter l'équilibrage jusqu'à éclaircissement |
| 100 Hz a augmenté, surchauffe localisée du carter, résistance d'isolement en baisse | Court-circuit entre spires dans l'enroulement | Essais électriques : résistance d'isolement, résistance des enroulements par phase, essai impulsionnel. Tâche pour l'électricien, pas pour le vibraticien |
| Bruit large bande haute fréquence sur un moteur sous variateur ; au démontage, cannelures visibles sur les pistes de roulement | Courants de palier et électroérosion des pistes | Mesure de la tension sur l'arbre. Vérification de la présence d'un roulement isolé et d'une bague de mise à la terre. Inspection des pistes au démontage |
| Raies au double de la fréquence de sortie du variateur et à ses multiples, sifflement dans les kilohertz, l'image change avec la consigne | Tension de sortie du variateur et sa fréquence porteuse MLI | Lire les paramètres du variateur : fréquence de sortie, porteuse, mode de freinage. Vérifier si la consigne ne tombe pas sur une résonance |
| 50 ou 100 Hz visible dans le spectre même moteur à l'arrêt | Parasite sur la chaîne de mesure, pas un défaut de la machine | Relever un spectre machine à l'arrêt. Vérifier le câble, le blindage, la mise à la terre, le contact du capteur. Redéplacer et remesurer |

> Le tableau donne des hypothèses, pas un diagnostic. On ne choisit pas une réparation sur la seule raie à 100 Hz : elle a au moins quatre origines différentes, chacune demandant sa propre confirmation indépendante. La règle de travail est la suivante : d'abord le test en roue libre, pour séparer l'électrique du mécanique, ensuite le courant et la température, pour resserrer le champ des possibles, et seulement après, le démontage.

## Six défauts électriques, un par un

### Entrefer irrégulier et excentricité statique

L'alésage du stator n'est pas concentrique à l'axe de rotation du rotor : stator décentré, portées usées, patte affaissée, bâti déformé au montage. L'entrefer est en permanence plus faible d'un côté, et la force tire le rotor de ce côté cent fois par seconde. La vibration devient fortement directionnelle : dans une direction radiale, le niveau est plusieurs fois supérieur à celui de l'autre direction. Vérification simple : mesurez l'entrefer à la jauge en quatre points de chaque côté de la machine. L'écart se maintient généralement dans environ 5 % de la moyenne, mais vérifiez l'exigence exacte dans la documentation du moteur concerné.

### Excentricité dynamique

Ici, le rotor n'est pas concentrique à son propre axe de rotation : arbre voilé, paquet de tôles du rotor non concentrique, roulement détérioré à cause duquel l'arbre se déplace dans son logement. L'entrefer varie au fil de la rotation du rotor, et la force électromagnétique est modulée par la vitesse de rotation. Signe : bandes autour de 100 Hz espacées de F_p et une 1x modulée, flottante. C'est le plus insidieux des défauts électriques, car c'est celui qui ressemble le plus à un balourd. C'est lui qu'on essaie le plus souvent de soigner avec des masses.

### Rupture ou fissure d'une barre de cage rotorique

La cage coulée en aluminium se fissure sous les cycles thermiques et les démarrages fréquents, tandis que pour une cage en cuivre, la cause est généralement un mauvais contact entre la barre et l'anneau de court-circuit. Le courant se redistribue sur les barres restantes, le champ perd sa symétrie, le couple pulse. Signes : bandes autour de la 1x espacées de F_p, augmentation du glissement à charge identique, surchauffe locale du rotor, parfois un ronflement pulsatoire. Le moteur fonctionne encore et tire, mais le couple de démarrage baisse, et la fissure progresse à chaque démarrage.

### Desserrage du paquet de tôles du stator

Les tôles du paquet perdent leur frettage, et les forces électromagnétiques, combinées à la magnétostriction (la capacité du fer à changer de dimensions dans un champ magnétique), commencent à faire vibrer le fer à 100 Hz. On l'entend comme un ronflement à tonalité pure marquée, et le spectre montre 100 Hz plus des bandes autour de la fréquence d'encoches du stator. Ne se répare pas sur place : il faut démonter, recaler et refretter le paquet. Mais sur place, on peut déjà le soupçonner avec confiance et ne pas perdre de temps en équilibrage.

### Court-circuit entre spires dans l'enroulement

Un court-circuit entre plusieurs spires rompt la symétrie du champ : la raie à 100 Hz augmente, une surchauffe locale apparaît à l'endroit du défaut. Le diagnostic vibratoire ne donne ici qu'un indice indirect, et il est plus honnête de le dire clairement. Cela se confirme par des méthodes électriques : résistance d'isolement, résistance des enroulements par phase, essai impulsionnel. Il ne faut pas traîner, un court-circuit entre spires évolue vers un court-circuit entre phases puis vers un défaut à la masse, et à ce stade le moteur ne se répare plus, il se remplace.

### Déséquilibre d'alimentation et mauvais contact

Le poste le moins coûteux de la liste et l'un des plus fréquents. Boulon desserré dans la boîte à bornes, contact brûlé du démarreur, sections de câble différentes selon les phases, déséquilibre du réseau d'atelier dû à des charges monophasées. Un déséquilibre de tension supérieur à 1 % justifie déjà une investigation, et en courant le déséquilibre ressort plusieurs fois plus élevé qu'en tension. Se vérifie à la pince ampèremétrique et à la caméra thermique en dix minutes, avant tout démontage et avant tout équilibrage. Commencez par là.

## Le variateur de fréquence : ce qu'il ajoute et ce qu'il perturbe dans le diagnostic

Le variateur change les règles de calcul. Pour le moteur, la fréquence d'alimentation n'est plus 50 Hz, mais la fréquence de sortie du variateur, et la pulsation électromagnétique se tient à son double. Le variateur fonctionne à 35 Hz, cherchez la raie à 70 Hz, pas à 100 Hz. Calculez aussi le glissement et la fréquence de passage des pôles à partir de la fréquence de sortie, sinon les bandes latérales ne seront pas là où vous les attendez.

La raie à 100 Hz peut néanmoins rester en place : la pulsation du bus continu vient du réseau et se propage dans la tension de sortie. Sur une machine sous variateur, vous verrez donc les deux raies à la fois, et il ne faut pas les confondre.

La fréquence porteuse de la MLI (modulation de largeur d'impulsion, avec laquelle le variateur forme la tension de sortie) se situe généralement entre 2 et 16 kHz. Elle donne un bruit de magnétostriction et une vibration à la porteuse elle-même, à ses multiples et à ses bandes latérales espacées de la fréquence de sortie. Une mesure classique de vitesse vibratoire dans la bande 10–1000 Hz ne l'atteint pas, et c'est normal : vous entendrez la porteuse comme un sifflement caractéristique avant de la voir dans le spectre. Elle se corrige par les paramètres du variateur et par un filtre de sortie, pas par des masses sur le rotor.

Sujet à part : les courants de palier. Le variateur induit une tension sur l'arbre, elle se décharge à travers le roulement, des décharges en étincelles rongent les pistes, et des cannelures apparaissent. Le calcul de durée de vie d'un roulement selon l'ISO 281 se fonde sur la charge, la géométrie et la lubrification, et l'électroérosion n'entre absolument pas dans ce modèle. C'est pourquoi un roulement censé, d'après le calcul, tenir des années, tombe en panne en une saison sur une machine sous variateur sans bague de terre. La protection est constructive : roulement isolé, bague de mise à la terre sur l'arbre, câble blindé avec une mise à la terre correcte.

- Avantage : avec un variateur, vous changez la vitesse de rotation progressivement et vérifiez honnêtement la résonance sans toucher à la mécanique.
- Avantage : vous amenez la machine à la vitesse de rotation voulue pour la mesure et la maintenez stable d'un démarrage à l'autre, or une vitesse stable est la condition d'une mesure de phase reproductible.
- Inconvénient : la plage de consignes inclut presque certainement des vitesses où la fréquence de rotation ou la fréquence de passage des aubes tombe en résonance. La machine sera calme à 42 Hz et se mettra à trembler à 47 Hz, et l'équilibrage n'y changera rien.
- Inconvénient : tant que vous n'avez pas déterminé le mode d'arrêt, le test en roue libre ne prouve rien.
- Inconvénient : sans bague de mise à la terre, vous obtiendrez un défaut de roulement qui ressemble à une usure ordinaire, mais qui se reproduira aussi sur un roulement neuf.

Sources: [ISO 281:2007](https://www.iso.org/standard/38102.html)

## Courant et température : deux confirmations sans démontage

La vibration dit que la symétrie est rompue. Où exactement, la vibration ne le dit pas. Deux mesures indépendantes comblent cet écart, et toutes deux se font sur la machine en fonctionnement.

Le spectre du courant est, au fond, une méthode économique de diagnostic électrique du moteur. Placez une pince ampèremétrique sur une phase, reliée à un analyseur, et relevez un spectre avec la même haute résolution que pour la vibration. En cas de défaut de la cage rotorique, des bandes apparaissent autour de la fréquence d'alimentation à f_réseau · (1 ± 2s). Dans notre exemple avec un glissement de 0,0133, on obtient 2s · f = 1,33 Hz, donc des bandes à 48,67 et 51,33 Hz. On évalue en dB la profondeur des bandes par rapport à la raie principale. À titre indicatif : plus de 50 dB est considéré comme normal, 40–45 dB comme suspect, moins de 40 dB comme une rupture probable. Les seuils varient selon les méthodologies, traitez donc ce chiffre comme un motif de vérification, pas comme un verdict.

La thermographie répond à d'autres questions. Elle repère instantanément un contact faible dans la boîte à bornes et sur les cosses de câble, montre un déséquilibre d'échauffement entre les phases du démarreur, détecte une surchauffe locale du carter au-dessus d'un court-circuit entre spires et une surchauffe du palier. Sa limite est honnête : la caméra thermique voit la surface, alors que la cage rotorique est cachée à l'intérieur de la machine et refroidie par le flux d'air. Prenez la thermographie après un fonctionnement en charge, pas une minute après le démarrage, et comparez avec des images antérieures du même moteur dans le même régime.

- [x] Tensions et courants de phase aux bornes, déséquilibre calculé en pourcentage, pas estimé à l'œil.
- [x] Spectre du courant avec une résolution d'au moins 0,1 Hz, bandes à f_réseau · (1 ± 2s) trouvées ou clairement absentes.
- [x] Thermographie de la boîte à bornes, du démarreur et des cosses de câble.
- [x] Thermographie du carter du stator et des deux paliers après un fonctionnement en charge.
- [x] Résistance d'isolement et résistance des enroulements par phase, si 100 Hz a augmenté sans cause géométrique évidente.
- [x] Vitesse de rotation réelle relevée au tachymètre, pas prise sur la plaque signalétique. Tout le calcul de glissement repose sur ce chiffre, et une erreur de 5 tr/min décale les bandes là où on ne les trouve plus.

> Le Balanset-1A mesure la vibration, la vitesse de rotation et la phase, affiche le niveau global et la 1x, construit le spectre et le signal temporel sur deux voies, tient un historique des mesures et des rapports. Il ne mesure ni le courant, ni la résistance d'isolement, ni la température, et ne prétend pas le faire. La vibration montre que la cause est électrique ; laquelle exactement se détermine à la pince ampèremétrique, à la caméra thermique et au mégohmmètre, avec un électricien.

Sources: [Manuel d’utilisation Balanset-1A](https://vibromera.eu/balanset-1a-operation-manual/)

## Pourquoi l'équilibrage ne corrige pas l'électrique, et comment finit une tentative

L'équilibrage n'agit que sur une masse, et seulement à la fréquence de rotation. L'appareil pose une masse d'essai, observe comment l'amplitude et la phase de la 1x ont changé, et en tire un coefficient d'influence, c'est-à-dire la réaction du système concret « rotor, paliers, socle » à une masse ajoutée connue. Il résout ensuite le problème inverse et donne une masse et un angle de correction.

La raie à 100 Hz n'entre absolument pas dans ce schéma. Elle n'est pas sur la 1x, elle n'est pas multiple de la vitesse de rotation, sa source n'est même pas une masse. Quelle que soit la masse posée, rien ne change dans l'entrefer. L'appareil réduira honnêtement la 1x jusqu'à la valeur cible fixée et affichera « dans la tolérance », mais le niveau global — en mm/s RMS (valeur efficace) dans la bande 10–1000 Hz — restera presque identique, parce que la contribution principale venait de la raie à 100 Hz. Le client verra le même chiffre qu'avant et demandera, à juste titre, ce qu'il a payé.

Pire encore, quand la 1x est réellement élevée, mais gonflée par une excentricité dynamique ou un défaut de cage. L'amplitude et la phase de la 1x flottent alors avec une période 1/F_p, un peu plus d'un tiers de seconde dans notre exemple, et dérivent plus lentement avec la charge et la température. La mesure ne se répète pas d'un démarrage à l'autre. Le coefficient d'influence calculé à partir d'une telle mesure n'est pas valable : il décrit non pas le système, mais l'instant fortuit où vous avez appuyé sur le bouton.

- L'appareil donnera une masse qui se posera à un angle en pratique arbitraire. La vibration a environ autant de chances d'augmenter que de diminuer.
- Vous ajouterez un vrai balourd mécanique pour compenser une force électromagnétique. Cette force dépend de la charge, la masse non. À un autre régime, la machine tremblera plus fort qu'à votre arrivée.
- Vous perdrez une équipe de travail et trois ou quatre démarrages supplémentaires sur un moteur qui a peut-être déjà une fissure dans la cage. Chaque démarrage est un choc thermique de plus sur cette même fissure.
- Vous perdrez du temps. Une rupture de barre et un court-circuit entre spires ne restent pas immobiles, ils évoluent, et le coût de la réparation augmente avec eux.
- Un rapport avec la mention « dans la tolérance » créera l'impression fausse que la machine est réglée, et la personne suivante repartira de zéro dans un mois.

> Il existe aussi le biais inverse, qu'on oublie. Un défaut électrique et un balourd cohabitent tranquillement, en particulier sur un moteur à demi-accouplement ou à poulie. En trouvant du 100 Hz, ne jetez pas l'hypothèse du balourd : éliminez d'abord la cause électrique, remesurez ensuite, et décidez alors seulement si un équilibrage est nécessaire. Choisissez la norme de balourd résiduel selon la classe G de la partie applicable de l'ISO 21940, et évaluez l'état de la machine selon la vibration globale et les zones de l'ISO 20816, en vérifiant la partie applicable et l'édition pour votre machine.

Sources: [ISO 21940-11:2016](https://www.iso.org/standard/54074.html) · [ISO 20816-1:2016](https://www.iso.org/standard/63180.html)

## À qui confier la tâche, et ce que nous apportons

Les appareils Balanset sont conçus et fabriqués par des ingénieurs qui partent eux-mêmes équilibrer avec eux. D'où le cadre pratique de cet article : prouvez d'abord que la vibration vient d'un balourd, et seulement ensuite posez des masses. Le Balanset-1A donne tout le nécessaire pour cette preuve : deux voies sur les paliers, un capteur laser de phase par marque réfléchissante, l'amplitude et la phase de la 1x, la vitesse de rotation, le spectre et le signal temporel, un historique des mesures et un rapport où figurent les chiffres avant et après.

Si la 1x se confirme, le même appareil vous permet de l'éliminer : équilibrage en un ou deux plans par la méthode des coefficients d'influence, positions fixes au lieu d'un rapporteur, calcul de perçage, report des masses sur d'autres plans, coefficients d'influence sauvegardés pour un équilibrage de finition rapide lors de la prochaine maintenance. Il existe une version Balanset-1A OEM sans mallette, pour intégration dans des machines-outils et des bancs d'essai. Si la 1x ne se confirme pas, vous avez économisé une équipe de travail et plusieurs démarrages, et c'est aussi un résultat.

AXILINE se déplace sur site avec cet équipement : mesure, séparation de la vibration en composantes, recherche de la cause, équilibrage sur place dans les paliers propres de la machine, rapport avec les chiffres. Si le tableau part vers l'électrique, nous le disons franchement et transmettons la tâche à un électricien, plutôt que de poser des masses sur le rotor. Sur l'appareil lui-même, nous offrons un accompagnement-conseil : réglages de mesure et interprétation du spectre.

- À la mécanique : la raie à 100 Hz est amplifiée par une résonance du châssis, il y a une patte molle ou affaissée, le bâti est déformé, un roulement est détérioré et a fait dériver l'entrefer. C'est un réglage et un serrage, souvent sur place et le jour même.
- À l'électricien sur site : déséquilibre des courants et tensions de phase, contact faible dans la boîte à bornes ou le démarreur, questions sur les paramètres du variateur, absence de bague de terre sur l'arbre. Le groupe de causes le moins coûteux, il est raisonnable de commencer par lui.
- À l'atelier électrique : rupture d'une barre de cage, court-circuit entre spires, desserrage du paquet de tôles du stator, excentricité statique due à des portées usées. C'est un démontage, pas un réglage, et cela se règle par un arrêt et un remplacement ou une réparation du moteur.
- Au diagnosticien vibratoire : les signes se contredisent, l'arrêt ne peut pas être accepté, il faut un spectre haute résolution et un enregistrement correct de la roue libre, ou bien une 1x élevée subsiste après l'élimination de la cause électrique et il faut l'éliminer.

Sources: [Spécifications fabricant Balanset-1A](https://vibromera.eu/product/balanset-1/)

## Questions fréquentes

**La machine ne peut pas être arrêtée. Comment savoir quand même si la vibration est électrique ?**

Travaillez avec la charge et la fréquence. Relevez des spectres à deux ou trois régimes de charge, à des vitesses proches : les composantes électromagnétiques augmentent généralement avec le courant, le balourd est indifférent à la charge. Vérifiez ensuite si la raie suspecte se tient exactement à 100 Hz (sur réseau à 50 Hz) ou plutôt sur une valeur multiple de la vitesse de rotation ; il faut pour cela une résolution de spectre de l'ordre de 0,1–0,2 Hz. Et relevez le spectre du courant à la pince ampèremétrique, les bandes latérales à f_réseau · (1 ± 2s) y sont visibles sans arrêt. La conclusion sera plus faible que celle d'un test en roue libre, mais généralement suffisante pour ne pas se déplacer équilibrer pour rien.

**Sur un moteur bipolaire, la 2x et 100 Hz coïncident presque. Comment les séparer ?**

À 2960 tr/min, 2x = 98,7 Hz, alors que le réseau donne 100 Hz, soit un écart de 1,3 Hz. Pour que les raies se séparent, il faut une résolution d'au moins 0,2–0,3 Hz : par exemple, une Fmax de 200 Hz sur 1600 lignes donne 0,125 Hz avec 8 secondes d'accumulation par enregistrement. Maintenez en plus une vitesse de rotation stable, sinon la raie mécanique s'étale et se recolle à la raie de réseau. Si la résolution manque ou si la vitesse flotte, il reste le test en roue libre : il sépare ces deux raies sans ambiguïté, parce que l'une s'interrompt instantanément et l'autre glisse vers le bas.

**Peut-on équilibrer un moteur qui a une raie élevée à 100 Hz ?**

La raie à 100 Hz elle-même n'empêche pas l'équilibrage, elle ne lui obéit simplement pas. Ce qui gêne, c'est autre chose : si cette même cause électromagnétique module la 1x, l'amplitude et la phase de la composante de rotation cessent de se reproduire, et le coefficient d'influence devient invalide. Voici l'ordre à suivre : assurez-vous que la 1x est stable en amplitude et en phase d'un démarrage à l'autre et à différentes charges. Si elle est stable, et si la 1x représente une part importante du niveau, équilibrez. Si elle flotte, reportez l'équilibrage et réglez d'abord l'électrique.

**Le moteur fonctionne sous variateur de fréquence. À quelle fréquence chercher la composante électrique ?**

Au double de la fréquence de sortie du variateur, pas à 100 Hz. Pour une sortie à 35 Hz, cherchez 70 Hz. Calculez aussi le glissement et la fréquence de passage des pôles à partir de la fréquence de sortie. La raie à 100 Hz peut néanmoins rester présente dans le spectre à cause de la pulsation du bus continu, si bien que les deux raies coexistent. La porteuse MLI se situe entre 2 et 16 kHz et n'entre pas dans une mesure classique de vitesse vibratoire jusqu'à 1000 Hz ; on l'entend généralement comme un sifflement. Et vérifiez le mode d'arrêt : en freinage contrôlé, le moteur reste sous courant, et le test en roue libre ne montrera rien.

**Des bandes latérales autour de la 1x ont déjà été trouvées. Faut-il absolument mesurer le courant en plus ?**

Oui, s'il s'agit de décider de démonter le moteur. Des bandes latérales autour de la 1x, espacées de la fréquence de passage des pôles, constituent une forte hypothèse, mais pas la seule : une excentricité dynamique et une modulation venant d'un équipement voisin donnent une image comparable, et le pas est facile à confondre en cas de vitesse de rotation mal mesurée. Le spectre du courant vérifie la même hypothèse par un autre canal physique, et les bandes à f_réseau · (1 ± 2s) s'y lisent de façon plus fiable. Plus la thermographie : elle trouve un contact faible, qui fait monter à la fois la vibration et le déséquilibre entre phases, et cela prend dix minutes.

**Nous avons équilibré, la 1x a baissé, mais le niveau global a à peine changé. Qu'avons-nous manqué ?**

L'essentiel du niveau global venait probablement d'autre chose que la 1x. Reprenez le spectre et calculez quelle raie accumule le niveau : 100 Hz trahira l'électrique, une 2x marquée avec vibration axiale trahira un désalignement, un peigne d'harmoniques à phase flottante trahira un desserrage, des pics haute fréquence non multiples de la vitesse de rotation trahiront un roulement. C'est normal : l'équilibrage ne réduit que la composante de rotation, et c'est là son seul travail. Il vaut mieux faire cette comparaison entre niveau global et 1x avant l'équilibrage plutôt qu'après, la discussion avec le client s'en trouve changée.