Comment choisir la classe de précision d'équilibrage : G6.3, G2.5 et le reste

La commande indique « équilibrer selon G2.5 », et rien de plus : ni la masse du rotor, ni le rayon de pose des masses, ni la vitesse. Sans ces chiffres, la classe ne se traduit ni en grammes ni en critère de réception. Nous expliquons ce qui se cache derrière la lettre G, comment la classe devient une tolérance en g·mm, et pourquoi durcir la classe « par précaution » coûte plus cher qu'il n'y paraît.

Mis à jour le 27 août 2026 · par AXILINE · Vila Nova de Gaia

Ce qu'est la classe G, et ce qu'elle ne normalise pas

La classe de qualité d'équilibrage G est fixée par l'ISO 21940-11 (avant sa révision, cette partie s'appelait ISO 1940-1). Le nombre dans la désignation de la classe est égal au produit du balourd résiduel spécifique admissible par la vitesse angulaire, et a la dimension d'une vitesse, en mm/s. La notation G6.3 se lit ainsi : e_per (le balourd résiduel spécifique admissible) multiplié par ω (la vitesse angulaire de rotation) donne 6,3 mm/s.

Le balourd résiduel spécifique est le balourd total divisé par la masse du rotor, en g·mm/kg. Cette grandeur a un sens concret : elle est numériquement égale au déplacement du centre de masse du rotor par rapport à l'axe de rotation, en micromètres. 40 g·mm/kg correspond à 40 µm d'excentricité, soit quatre centièmes de millimètre. L'épaisseur d'une feuille de papier est environ deux fois plus grande.

Venons-en maintenant à la principale confusion. La dimension en mm/s dans la désignation de la classe n'a aucun rapport avec la vitesse vibratoire que vous lisez sur le capteur du palier. G6.3 ne signifie pas 6,3 mm/s sur le corps de la machine, et une zone A selon les normes de niveau global de vibration ne confirme pas la classe G6.3. Ce sont deux critères indépendants, avec des unités et des points de contrôle différents. Nous les avons présentés ensemble avec un troisième, la valeur cible du 1x résiduel (la vibration à la fréquence de rotation du rotor) dans le logiciel de l'appareil, dans un article séparé sur les trois tolérances en équilibrage.

La série des classes progresse par pas d'environ 2,5 fois : G0.4, G1, G2.5, G6.3, G16, G40, G100, G250, G630, G1600, G4000. Les classes hautes s'adressent aux systèmes lents et rigidement fixés, les classes basses aux rotors de précision. La pratique du travail sur site se situe presque entièrement dans la plage G16…G1.

Sources : ISO 21940-11:2016

Pourquoi la classe a la dimension d'une vitesse

La logique de la norme est simple, et elle explique pourquoi on ne peut pas fixer une seule valeur d'excentricité pour toutes les machines. La force centrifuge due à la masse déséquilibrée croît proportionnellement au carré de la vitesse angulaire. Un rotor avec un décalage du centre de masse de 40 µm à 1500 tr/min sollicite les roulements quatre fois moins qu'un rotor identique à 3000 tr/min. Un même balourd résiduel est anodin pour une machine lente et destructeur pour une machine rapide.

C'est pourquoi la norme ne fixe pas l'excentricité elle-même, mais le produit de e_per par ω. Physiquement, il s'agit de la vitesse linéaire du point représentant le centre de masse, qui tourne autour de l'axe sur un rayon e_per. D'où les mm/s dans la désignation de la classe.

Vous sentirez la conséquence pratique dès que vous commencerez à calculer les grammes. Une classe, c'est une courbe, pas un seul chiffre. Doublez la vitesse, et la masse admissible chute de moitié. Un rotor qui, à 750 tr/min, passe la classe G6.3 avec 32 grammes de résidu doit, à 3000 tr/min, se limiter à 8 grammes.

Le tableau est calculé pour la classe G6.3 et un rotor de 100 kg, les chiffres sont arrondis pour la lisibilité. Il illustre la relation, mais ne remplace pas le calcul : vérifiez la partie et l'édition applicables de la norme, ainsi que le mode de répartition de la tolérance entre les plans, pour votre machine précise.

Sources : ISO 21940-11:2016

Comment passer de la classe aux grammes : la logique du calcul

Pour que la classe devienne un critère de réception, il faut quatre chiffres. Sans l'un d'eux, parler de G2.5 reste une simple discussion.

1. 01

   Rassemblez les données de départ

   La masse du rotor M en kilogrammes (celle de la partie tournante uniquement, pas de toute la machine), la vitesse de service n en tr/min, la classe G et le rayon réel de pose des masses r en millimètres, pour chaque plan de correction (la section du rotor où se posent les masses de correction). Prenez la masse sur la plaque signalétique ou pesez-la, mesurez le rayon au mètre ruban sur place, sans l'estimer à l'œil.

2. 02

   Convertissez la vitesse en vitesse angulaire

   ω = 2π·n/60 rad/s. À 1500 tr/min, cela fait environ 157 rad/s, à 3000 environ 314, à 1450 environ 152. Facile à retenir : divisez la vitesse par 9,55.

3. 03

   Calculez la tolérance spécifique

   e_per = G/ω. Pour G6.3 à 157 rad/s, cela donne 0,040 mm, soit 40 µm, soit 40 g·mm/kg. C'est le déplacement admissible du centre de masse du rotor par rapport à l'axe de rotation après équilibrage.

4. 04

   Passez à la tolérance totale

   U_per = e_per·M, ou sous une forme pratique U_per = 1000·G·M/ω en g·mm. Pour un rotor de 100 kg à 1500 tr/min en G6.3, cela donne environ 4000 g·mm pour l'ensemble du rotor.

5. 05

   Convertissez en grammes à votre rayon

   m = U_per/r. Au rayon de 250 mm, cela fait 16 g, au rayon de 500 mm seulement 8 g. Plus vous posez les masses loin de l'axe, moins de grammes correspondent à la même tolérance. C'est exactement pour cela qu'on ne peut pas noter le rayon au hasard.

6. 06

   Répartissez la tolérance entre les plans

   Pour un rotor symétrique entre ses paliers, on divise généralement la tolérance totale en deux : 2000 g·mm et environ 8 g par plan. Pour un rotor en porte-à-faux ou asymétrique, la répartition se calcule en tenant compte de la position du centre de masse et des distances aux paliers, et on ne peut plus la diviser simplement en deux.

Les chiffres des exemples sont arrondis pour que la logique reste visible. Les formules valent pour un rotor à l'état rigide. Prenez le calcul exact, la correspondance entre classe et type de machine, et la règle de répartition de la tolérance entre les plans, dans l'édition applicable de l'ISO 21940-11 et dans la documentation du rotor concerné.

Sources : ISO 21940-11:2016

Repères : quelle classe pour quelle machine

La norme donne des recommandations par type de machine, qui se résument sur site à une liste courte. Les chiffres des deux dernières colonnes sont calculés pour un même rotor de 100 kg à 1500 tr/min, avec un rayon de correction de 250 mm, afin que vous voyiez le prix, en grammes, d'un durcissement de la classe.

Le tableau est un repère pratique, pas un extrait de la norme. Avant une réception contractuelle, consultez l'édition applicable de l'ISO 21940-11 et vérifiez la classe pour votre type de rotor : la norme détaille la répartition plus finement, et certains types de machines font l'objet de recommandations spécifiques.

Sources : ISO 21940-11:2016

Cinq questions qui déterminent le choix de la classe

La cinquième question élimine plus d'exigences irréalistes que les quatre premières réunies. Examinons-la séparément, car c'est précisément là que s'effondre l'idée « demandons une classe plus précise, on ne sait jamais ».

• Existe-t-il une exigence dans la documentation de la machine, sur sa plaque signalétique ou dans le contrat ? Si oui, le choix est déjà fait. Votre tâche est différente : vérifier que l'exigence est physiquement réalisable sur cette machine avec votre méthode de correction, et le dire avant le début des travaux, pas après.
• De quelle machine s'agit-il, et dans quel système est-elle intégrée ? Un ventilateur sur châssis en acier en toiture et une broche de rectifieuse ne peuvent pas avoir la même classe, même si la masse de leurs rotors coïncide. Regardez la fonction de l'organe et qui subit la vibration : les roulements, la fondation, la qualité du produit, ou les personnes à proximité.
• Quelle est la vitesse de service, et la machine n'a-t-elle qu'un seul régime ? La même classe à 3000 tr/min donne une tolérance deux fois plus faible qu'à 1500. Si la machine fonctionne sur variateur de fréquence dans une plage de vitesses, calculez la tolérance pour la vitesse de service maximale et consignez-le dans le protocole.
• Le rotor est-il rigide ou flexible ? L'ISO 21940-11 est écrite pour les rotors à l'état rigide. Si la vitesse de service est proche de la première fréquence critique du rotor (la vitesse à laquelle l'arbre commence à se déformer sensiblement) ou la dépasse, le rotor se déforme en fonctionnement, le balourd se redistribue le long de sa longueur, et la classe G cesse de décrire son comportement. Un tel cas s'évalue selon d'autres documents, et l'équilibrage se fait selon un schéma modal, c'est-à-dire en tenant compte des modes de flexion de l'arbre.
• Avec quoi et où allez-vous poser les masses ? Le rayon, le nombre de positions disponibles, la masse minimale d'une rondelle ou d'un point de soudure, la possibilité de percer. Si la tolérance calculée s'avère inférieure à votre résolution de pose de masse, la classe choisie n'est pas réaliste, et aucun nombre de démarrages ne pourra corriger cela.

Le nombre de plans de correction n'entre pas dans le choix de la classe : c'est une décision distincte, fondée sur le rapport L/D (longueur du rotor sur diamètre) et la vitesse, et nous lui consacrons notre propre article. Mais le nombre de plans influence directement la répartition de la tolérance.

Pourquoi il ne faut pas demander G1.0 « par précaution »

Voici l'ordre de travail honnête. Fixez la classe qui correspond à la machine, en général G6.3 pour les ventilateurs, les pompes et les moteurs électriques d'usage général. Atteignez-la, examinez le spectre (la décomposition de la vibration par fréquence) et comparez la vibration globale à la composante 1x. Si le 1x domine encore et que cela ne suffit pas au client, durcissez la classe en connaissance de cause : vous savez déjà combien de démarrages cela coûte et si votre résolution de pose de masse le permet. Mais si ce n'est pas le 1x qui domine dans la vibration globale, durcir la classe n'apportera strictement rien, et c'est là que commence le vibrodiagnostic, pas l'équilibrage. Les cas où l'équilibrage n'aide pas du tout sont traités séparément.

Comment la classe devient un chiffre à l'écran de l'appareil

Dans le logiciel du Balanset-1A, la tolérance de balourd résiduel se trouve dans le champ « Balancing tolerance » et s'exprime en g·mm. Vous pouvez la saisir à la main si le chiffre vous a déjà été calculé, ou ouvrir une fenêtre de calcul séparée et obtenir la tolérance selon la méthode de l'ISO 1940-1, c'est-à-dire selon l'ISO 21940-11 aujourd'hui en vigueur. Vous indiquez la classe et les données de départ, le logiciel affiche le résultat en g·mm.

Le second champ, dont dépend tout le calcul, est le « Mass mount radius » pour chaque plan. Le logiciel utilise le rayon pour recalculer le balourd initial et résiduel à partir de la vibration mesurée et des masses, et pour vérifier le respect de la tolérance. Une erreur de 20 % sur le rayon décale la tolérance en grammes des mêmes 20 %.

Après le démarrage de contrôle, le logiciel affiche le balourd résiduel atteint à côté de la tolérance fixée. Ce couple de chiffres est celui qui passe dans le protocole depuis l'archive : le U_per calculé et le résidu réel. L'archive conserve séparément une seconde tolérance, indépendante, en mm/s de vibration. Ne les confondez pas : le premier champ concerne le rotor, le second la façon dont la machine vibre.

• Saisissez la masse réelle de la partie tournante, pas la masse de toute la machine avec le moteur et le châssis.
• Mesurez et saisissez le rayon réel de pose des masses pour chaque plan, avant de calculer la tolérance.
• Indiquez la vitesse à laquelle la machine fonctionne réellement, et pour un entraînement à vitesse variable, la vitesse de service maximale.
• Vérifiez comment la tolérance totale est répartie entre les plans, en particulier pour un rotor en porte-à-faux.
• Saisissez la masse de la masse d'essai en grammes, pas en pourcentage, si vous prévoyez d'équilibrer ensuite cette machine à partir des coefficients d'influence conservés.
• Conservez l'archive : elle fournit un protocole avec les deux tolérances et le diagramme polaire, pas seulement le mot « dans la tolérance ».

Sources : ISO 21940-11:2016 · Manuel d’utilisation Balanset-1A

Ce qu'il faut écrire dans le contrat et dans le protocole

La formule « équilibrer selon G2.5 » n'est pas une exigence technique. Elle ne peut être ni vérifiée ni contestée. Pour que la classe devienne un critère de réception, le contrat doit contenir tous les chiffres qui la transforment en grammes, ainsi que la méthode de vérification.

• La classe G et la norme, avec indication de la partie et de l'année d'édition.
• La masse du rotor retenue pour le calcul, et ce qu'elle inclut exactement : la roue seule, la roue avec son arbre, ou le rotor complet.
• La vitesse de service pour laquelle la tolérance est calculée, et le comportement en cas d'entraînement à vitesse variable.
• Le rayon réel de pose des masses de correction pour chaque plan de correction.
• Le balourd résiduel admissible calculé, en g·mm, et la règle de sa répartition entre les plans.
• La méthode de vérification : calcul du balourd résiduel à partir du 1x résiduel et des coefficients d'influence, sur le site d'exploitation, dans les paliers propres à la machine. Ce n'est pas la même chose qu'un contrôle du rotor sur une machine à équilibrer, et l'un ne peut pas remplacer l'autre.
• En ligne séparée, le critère de vibration globale avec référence à la partie applicable de l'ISO 20816, avec les points et directions de mesure, la bande de fréquences et le régime de la machine. C'est une seconde exigence, indépendante, qui ne se déduit pas de la classe G.
• Ce que font les parties si la classe est atteinte mais que la vibration globale reste au-dessus de la norme. C'est généralement une étape distincte : diagnostic et réparation de la mécanique, alignement des arbres, fixations, appuis.

Il n'existe pas de conversion directe de la classe G en mm/s sur le palier. Un même balourd résiduel, sur une fondation massive et sur un châssis en acier souple, donnera une vibration de corps différente, parce qu'entrent en jeu la masse et la rigidité des appuis, l'amortissement et la proximité d'une résonance. C'est pourquoi les deux critères se vérifient séparément, et tous deux figurent dans le protocole.

Sources : ISO 21940-11:2016 · ISO 20816-1:2016

Ce en quoi AXILINE peut vous aider

Le choix de la classe représente la moitié du travail, et c'est généralement le point le plus discuté. Nous le faisons avec le client avant le déplacement : nous examinons le type de machine, la vitesse, la masse du rotor et l'endroit où il est physiquement possible de poser une masse, nous calculons la tolérance en g·mm et en grammes, et nous disons franchement si elle est atteignable sur cette machine ou non. Si l'exigence du cahier des charges est irréaliste au regard de la résolution de correction, vous le savez à l'avance, pas à la fin du poste.

Ensuite, nous nous rendons sur la machine, posons les capteurs sur les paliers, séparons la composante synchrone de la vibration globale et examinons le spectre. Si le balourd domine vraiment, nous équilibrons le rotor dans ses propres paliers, sur un ou deux plans, et nous remettons un protocole où la tolérance calculée et le balourd résiduel atteint figurent côte à côte, avec le critère de vibration globale en ligne séparée. Si le balourd n'est pas la cause principale, vous recevez un vibrodiagnostic indiquant ce qu'il faut réparer avant d'équilibrer.

Les travaux sont réalisés par des ingénieurs qui conçoivent et fabriquent les appareils Balanset et qui les utilisent eux-mêmes pour équilibrer sur site. Si vous souhaitez calculer vous-même les tolérances par classe G et tenir vos propres protocoles, le Balanset-1A peut être acheté : deux capteurs de vibration, un capteur de phase laser, un module USB à deux voies et un logiciel pour Windows avec calcul de tolérance, archive et diagramme polaire. L'accompagnement reste alors assuré par nous.

Écrivez-nous le type de machine, la vitesse, la masse du rotor et la classe qui vous est demandée. Cela suffit généralement pour vous dire combien de grammes de résidu vous sont autorisés, et s'il est réaliste de les atteindre.

Sources : Spécifications fabricant Balanset-1A

Questions fréquentes

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