Comment distinguer un balourd d'un désalignement : signes, phase et bon ordre des opérations

Une pompe s'est mise à vibrer un mois après une réparation. Le vibromètre sur le palier indique 7 mm/s, et on vous propose de déposer la roue et de l'équilibrer. Avant d'accepter, passez vingt minutes sur trois mesures complémentaires. Le balourd et le désalignement donnent des chiffres semblables sur une seule voie, mais se corrigent par des moyens opposés : l'un par des masses sur le rotor, l'autre en déplaçant le moteur sur la fondation.

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

Pourquoi ces deux défauts se confondent, et pourquoi l'erreur coûte cher

Les deux défauts produisent une vibration à la fréquence de rotation. Les deux augmentent avec le régime. Les deux sont le plus souvent mesurés de la même façon : on pose le vibromètre sur le palier, à l'horizontale, on relève un chiffre en mm/s, et on réfléchit après coup. Avec une seule voie et sans la phase, ces deux défauts sont par principe indiscernables.

C'est ensuite que les deux se séparent. Le balourd, c'est une répartition inégale de la masse par rapport à l'axe de rotation du rotor : le centre de masse est décalé, et la rotation fait apparaître une force centrifuge qui tourne avec le rotor. On ne peut l'éliminer que par de la masse : ajouter du métal en opposition de phase, ou en retirer au point lourd. Le désalignement, c'est la non-coïncidence des axes de rotation de deux arbres reliés par un accouplement. Ici, la force ne vient pas de la masse : à chaque tour, l'accouplement force les arbres dans une position qu'ils refusent de tenir.

Une erreur de diagnostic ne coûte pas qu'une équipe de travail. Équilibrer un groupe désaligné aggrave en général la situation, et nous verrons plus loin pourquoi exactement. Aligner les arbres d'une machine parfaitement équilibrée est inutile, mais au moins sans danger. Donc, en cas de doute sur l'ordre des opérations, commencez par l'alignement des arbres, pas par les masses.

L'appareil ne pose pas de diagnostic. Il vous donne des chiffres : amplitude, phase, spectre (la décomposition de la vibration par fréquences). Le diagnostic naît de la comparaison de plusieurs points et de plusieurs régimes.

Tableau : neuf signes qui distinguent les deux défauts

Aucun signe du tableau ne fonctionne isolément. Lisez-le comme un ensemble : trois ou quatre coïncidences dans le même sens donnent une hypothèse de travail, une seule coïncidence ne donne rien.

La vibration axiale est le signe le plus rapide à obtenir et le plus sous-estimé. Une seule mesure dans l'axe de l'arbre, sur le palier proche de l'accouplement, règle la moitié de la question en deux minutes.

Direction et phase : trois mesures qui posent le diagnostic

La différence entre « à peu près clair » et « clair », c'est la phase : l'angle indiquant à quel point du tour la vibration atteint son maximum. L'appareil la fournit avec l'amplitude de 1x, et sur un système à deux voies, vous obtenez la phase en deux points simultanément, ce qui permet justement de comparer les points entre eux. Le Balanset-1A mesure la phase avec une précision d'environ ±1°, si bien que distinguer 90° de 180° ne pose aucun problème.

Une seule condition : les capteurs doivent être posés de façon identique. Même direction, même orientation, même mode de fixation, le même capteur laser de phase et la même marque réfléchissante sur l'arbre. Si vous retournez un capteur, la phase se décale de 180°, et vous obtenez un beau faux signe de désalignement.

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   Horizontale contre verticale sur un même palier

   Posez les capteurs sur un même palier : l'un à l'horizontale, l'autre à la verticale, tous deux aussi près que possible du roulement. Relevez la phase de 1x sur les deux. Un écart d'environ 90° est un argument fort en faveur du balourd : la force tourne avec le rotor, donc la voie verticale est en retard sur l'horizontale d'environ un quart de tour. Un écart plus proche de 0° ou de 180° indique que la vibration est dirigée selon une seule ligne, ce qui évoque plutôt un désalignement, un jeu mécanique ou une résonance du palier dans une direction.

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   Sens axial de part et d'autre de l'accouplement

   Déplacez les deux capteurs dans le sens axial : l'un sur le palier du moteur près de l'accouplement, l'autre sur le palier de la pompe près de l'accouplement. Orientation identique, les deux regardent le long de l'arbre dans le même sens. Un déphasage d'environ 180° signifie qu'à chaque tour, une moitié du groupe avance pendant que l'autre recule. C'est le comportement typique d'un accouplement qui subit un désalignement. C'est le signe isolé le plus solide de désalignement qu'un appareil portatif puisse fournir.

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   Phase radiale des deux côtés de l'accouplement

   Les deux capteurs à l'horizontale : l'un sur le palier du moteur près de l'accouplement, l'autre sur le palier de la pompe près de l'accouplement. Un écart d'environ 180° à l'horizontale est caractéristique d'un désalignement parallèle. Des phases proches indiquent que les deux moitiés du groupe oscillent comme un seul bloc, ce qui évoque plutôt un balourd ou un châssis commun desserré.

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   Vérifiez la stabilité avant de croire les chiffres

   Observez les relevés pendant quelques dizaines de secondes. L'amplitude et la phase de 1x ne doivent pas varier de plus de 10 à 15 %. Si les chiffres sautent, la machine fonctionne près d'une résonance ou il existe un jeu quelque part, et toute conclusion de phase tirée de ces données n'est pas fiable. Nous avons un article séparé sur les signes de résonance et la vérification par ralentissement libre.

Le sens de comptage de la phase varie selon les appareils. Ce qui vous intéresse n'est pas la valeur absolue, mais la différence entre deux points relevés avec le même appareil au cours d'un même démarrage. C'est pourquoi une acquisition à deux voies est ici plus pratique que des mesures successives.

Types de désalignement : parallèle, angulaire, combiné

Le désalignement se présente sous trois formes, et leur signature vibratoire diffère. Connaître la différence est utile : elle indique dans quel sens déplacer le moteur et quelles cales changer.

Les causes sont les mêmes pour les trois : montage imprécis, dilatation thermique inégale à la mise en régime, tassement de la fondation, contrainte due à une tuyauterie raccordée de façon rigide, patte molle.

La dilatation thermique signifie qu'une machine alignée à zéro à froid se retrouvera désalignée au régime de service. La bonne approche : aligner les arbres avec des décalages à froid prédéfinis qui compensent la dilatation calculée, ou vérifier l'alignement des arbres sur machine chaude.

La patte molle (soft foot) : le sosie du désalignement

La patte molle, c'est la situation où l'une des pattes d'appui de la machine ne porte pas complètement sur le châssis ou la fondation. Sous la patte : un jeu, une inclinaison, de la saleté, une vieille cale oubliée ou un châssis déformé. Tant que le boulon est desserré, tout va bien. Dès que vous le serrez, le corps de la machine se déforme.

Voici ensuite ce qui rend la patte molle si difficile à trouver. Le corps s'est déformé, donc les logements de roulement ne sont plus sur un même axe. L'arbre à l'intérieur de la machine est donc déjà faussé, avant même l'accouplement. Vous obtenez un désalignement induit, une déformation des ajustements, une hausse de 1x et de 2x, et un faux tableau de jeu mécanique. Le système laser affichera alors un désalignement, vous le corrigerez honnêtement, et le niveau reviendra une équipe plus tard, parce que la cause est restée sous la patte.

Autre désagrément : la patte molle empêche d'aligner correctement les arbres de la machine. Vous déplacez le moteur, vous serrez les boulons, et les relevés dérivent, car le corps se déforme différemment à chaque fois. C'est pourquoi on vérifie le soft foot avant l'alignement des arbres, pas après.

• Desserrez les boulons de toutes les pattes et inspectez les surfaces d'appui : saleté, bavures, peinture, vieilles cales, traces de portée sur une partie seulement de la surface.
• Serrez toutes les pattes. Desserrez ensuite un boulon à la fois et observez la réaction de la machine. Un comparateur à cadran sur la patte montrera un soulèvement, et un vibromètre un changement de niveau et de phase de 1x.
• Un soulèvement de la patte, au desserrage du boulon, de plus de quelques centièmes de millimètre justifie de refaire le jeu de cales. Fiez-vous aux exigences du fabricant de la machine.
• Utilisez des cales pleines, en acier inoxydable, et non un jeu d'une dizaine de feuilles minces. Une pile de nombreuses feuilles se comporte comme un ressort.
• Vérifiez que la tuyauterie ne tire pas sur la machine. Désolidarisez la bride et regardez si la tubulure se déplace. La contrainte due à une tuyauterie agit exactement comme une patte molle.
• Vérifiez le châssis et la fondation : fissures, béton friable, scellement décollé, ancrages desserrés.

Une boulonnerie desserrée, une patte molle et des fissures dans les pattes d'appui donnent un spectre avec tout un peigne d'harmoniques et une phase instable, non reproductible. Si la phase de 1x ne se reproduit pas d'un démarrage à l'autre, il est inutile de raisonner plus loin sur le balourd et le désalignement : la mécanique d'abord.

Pourquoi équilibrer une machine désalignée est nuisible

C'est l'idée centrale de tout cet article, et elle ne relève pas du soin apporté au travail, mais de l'arithmétique des vecteurs.

L'appareil mesure une seule grandeur à la fréquence de rotation : le vecteur global de 1x. S'y ajoutent toutes les forces qui agissent une fois par tour. Le balourd réel du rotor y apporte son propre vecteur. Le désalignement apporte lui aussi une contribution à 1x, avec sa propre phase. L'appareil ne les distingue pas, et ne peut pas les distinguer : pour lui, c'est une seule flèche sur le diagramme polaire.

Vous faites un démarrage d'essai, le logiciel calcule le coefficient d'influence (le lien « masse posée — variation de vibration ») et propose une masse de correction. Cette masse est choisie pour annuler le vecteur global. Autrement dit, sa valeur compense non seulement le vrai balourd, mais aussi la contribution du désalignement. La vibration baisse réellement, le logiciel affiche « dans la tolérance », vous repartez.

Imaginez maintenant qu'un mois plus tard, quelqu'un aligne correctement les arbres de ce groupe. La contribution du désalignement à 1x disparaît. Mais la masse qui la compensait est restée sur le rotor. Elle agit désormais comme un vrai balourd, physiquement introduit, de même valeur et de phase opposée. La vibration, une fois les arbres correctement alignés, devient plus forte qu'avant toute intervention. Le mécanicien qui a fait l'alignement des arbres se voit reprocher que « ça a empiré après son passage ».

• La masse compense une force qui n'est pas la sienne : vous introduisez donc un vrai balourd là où il n'y en avait pas.
• Le désalignement n'a disparu nulle part : l'accouplement, les joints et le roulement côté entraînement continuent de s'user sous la charge latérale, vous avez simplement retiré l'indicateur.
• Le résultat ne tient pas. Le désalignement varie avec l'échauffement et la charge, donc la compensation, calée sur un seul état thermique, s'effondre dans un autre.
• Si la correction a été faite par perçage, l'erreur est irréversible : le métal ne se ressoude pas, et sur une roue à paroi mince, les trous réduisent en plus la résistance.
• Vous perdez la chance de détecter la cause tôt. Le désalignement est souvent la cause racine de plusieurs défauts à la fois, et sa correction les fait disparaître en bloc.

La situation inverse existe aussi. Si vous avez aligné les arbres du groupe et que 1x reste élevé alors que l'axiale est revenue à la normale, c'est qu'un vrai balourd se cachait derrière le désalignement depuis le début. C'est un déroulement normal, et l'équilibrage est alors pertinent.

Le bon ordre : de la patte aux masses

Cet ordre n'est pas arbitraire. Chaque étape suivante n'a de sens que lorsque la précédente est réglée, sinon vous compenserez un défaut par un autre et tournerez en rond.

1. Étape 1

   Patte molle, boulonnerie, contrainte de tuyauterie

   Vérifiez l'appui de toutes les pattes, le couple de serrage, l'état du châssis, des ancrages et du scellement. Supprimez la contrainte due aux tuyauteries et gaines raccordées de façon rigide. C'est l'étape la moins coûteuse, et c'est aussi celle qui règle le plus souvent la question à elle seule. Tant que le corps se déforme au serrage, ni l'alignement des arbres ni l'équilibrage ne tiendront.

2. Étape 2

   Alignement des arbres en tenant compte de la dilatation thermique

   Alignez les arbres selon des décalages à froid qui compensent la dilatation thermique calculée de la machine, ou vérifiez le résultat sur machine chaude. Profitez-en pour inspecter l'accouplement : remplacez l'élément élastique usé, les doigts et douilles endommagés, plutôt que d'attendre la prochaine révision programmée.

3. Étape 3

   Mesure après l'alignement des arbres, au régime de service

   Faites chauffer la machine, montez au régime de service et relevez de nouveau : la vibration globale — le niveau total sur toutes les fréquences — en mm/s RMS (valeur efficace), l'amplitude et la phase de 1x, le spectre et la composante axiale. C'est souvent là que tout s'arrête : le niveau est déjà normal, il n'y a rien à équilibrer. Ne sautez pas cette mesure, c'est elle qui sépare le travail nécessaire du travail superflu.

4. Étape 4

   Décision : équilibrer ou non

   Comparez la vibration globale et 1x. Si 1x représente l'essentiel du niveau, que l'axiale est retombée et que 2x est devenu négligeable, un équilibrage du rotor sur site réduira la vibration. Si la globale reste très supérieure à 1x, cherchez du côté des roulements, d'un frottement, de l'hydraulique ou d'une résonance. Nous avons des articles séparés sur ce critère et ses limites, sur le rapport entre la globale et 1x, et sur les cas où l'équilibrage ne sert à rien.

5. Étape 5

   Équilibrage sur les paliers propres à la machine

   Choisissez le nombre de plans de correction selon la géométrie du rotor, faites un démarrage d'essai, vérifiez que la réaction est suffisante, posez les masses de correction et faites un démarrage de contrôle. Si nécessaire, affinez par un équilibrage trim (ajustement par petites masses) à partir des coefficients d'influence enregistrés.

6. Étape 6

   Mesure de contrôle et protocole

   Consignez le 1x résiduel, la vibration globale par zones, le régime, les points et directions de mesure, l'état des paliers. Répétez la mesure deux à quatre semaines plus tard : c'est justement ce qui distingue un résultat durable d'un résultat provisoire.

Une astuce pratique : si le groupe a déjà été équilibré avant vous sans que le désalignement ait été corrigé, trouvez et retirez les masses posées précédemment avant l'alignement des arbres. Sinon, après l'alignement des arbres, vous obtiendrez exactement cette vibration accrue et devrez en rechercher la cause à nouveau.

Où les signes trompent : qu'est-ce qui donne aussi du 2x et de la vibration axiale

Un mot honnête sur les limites de la méthode. Un 2x marqué et une forte vibration axiale ne sont pas la signature exclusive du désalignement. Il existe au moins six situations où vous obtenez le même tableau sans aucun désalignement, et une septième où le désalignement existe, mais où 2x est presque absent.

• Un arbre courbé. 1x domine, l'axiale est forte, les phases axiales le long de l'arbre divergent de façon caractéristique. Au spectre, cela ressemble à la fois à un balourd et à un désalignement. Ce qui les distingue : le faux-rond de l'arbre au comparateur et l'inspection.
• Un desserrage de la fixation. Peigne d'harmoniques 2x, 3x et au-delà, demi-harmoniques et sous-harmoniques (des composantes à la moitié de la fréquence de rotation et en dessous), directionnalité marquée de la vibration et phase instable. Se vérifie par le serrage et le desserrage successif des boulons.
• Une résonance du palier à la fréquence double. Si la fréquence propre du palier ou du châssis se trouve proche de 2x du régime, un 2x modeste s'amplifie de plusieurs fois. Se vérifie par un test au choc (un coup porté sur la machine arrêtée, avec enregistrement de la réponse) ou par un ralentissement libre avec enregistrement de l'amplitude et de la phase en fonction de la fréquence.
• La fréquence de passage des aubes ou des pales. Sur un extracteur de fumées à six pales, la fréquence de passage des pales donne un pic à 6x, et non une harmonique de désalignement. Calculez toujours l'ordre et comparez-le au nombre d'aubes ou de pales.
• Une cause électromagnétique du moteur. La composante au double de la fréquence du réseau, 100 Hz pour un réseau à 50 Hz, se trouve, sur un moteur bipolaire, tout près de 2x du régime. Elle se distingue par sa disparition instantanée à la coupure de l'alimentation pendant le ralentissement libre, et par la résolution du spectre.
• Un accouplement rigide à brides. Il peut transmettre de grandes forces en faisant à peine monter 2x, car il n'a rien à déformer. Ici, le diagnostic repose sur la vibration axiale, la phase et la mesure directe de l'alignement des arbres.
• Un rotor flexible. Si le régime de service est proche de la vitesse critique (le régime auquel le rotor entre en résonance propre et commence à fléchir), la forme du rotor change avec le régime, et les signes relevés à une vitesse paraissent différents à une autre. Pour ce type de machine, ce sont les règles des rotors flexibles qui s'appliquent, pas les critères simples des rotors rigides.

D'où une règle simple : le diagnostic vibratoire donne une hypothèse, pas un verdict. Le désalignement se confirme par une mesure directe de l'alignement des arbres, pas seulement par le spectre. Le balourd se confirme par un démarrage d'essai : si le système est linéaire et que la réaction à la masse d'essai est prévisible, l'hypothèse est correcte.

Sources : ISO 13373-3:2015 · ISO 13373-5:2020 · ISO 20816-1:2016 · ISO 281:2007 · ISO 21940-12:2016

Ce que fait AXILINE sur votre site

Distinguer un balourd d'un désalignement est à votre portée : il faut un appareil à deux voies avec mesure de phase, une demi-heure et de la rigueur dans la pose des capteurs. C'est exactement pour cela que nous fabriquons le Balanset-1A. Le kit comprend deux accéléromètres, un capteur laser de phase et de régime, un module USB à deux voies avec préamplificateurs, intégrateurs et CAN, et un logiciel pour Windows. L'appareil affiche la vibration globale et 1x séparément, l'amplitude et la phase sur les deux voies simultanément, le signal temporel et le spectre FFT. Cet ensemble suffit à la fois à distinguer les défauts et à réaliser l'équilibrage lui-même en un ou deux plans.

Si vous n'avez pas le temps de vous en occuper vous-même, nous venons. Nos ingénieurs conçoivent et fabriquent les appareils Balanset, et les utilisent eux-mêmes pour équilibrer sur site : le diagnostic et l'intervention viennent donc des mêmes personnes. L'ordre suivi sur site est celui décrit plus haut : d'abord la mesure et la distinction des causes, puis la mécanique et l'alignement des arbres, puis, si nécessaire, l'équilibrage du rotor sur ses propres paliers, et enfin un démarrage de contrôle et un protocole chiffré. Si la mesure montre qu'il n'y a pas lieu d'équilibrer, nous vous le dirons franchement.

Nous apportons un accompagnement-conseil sur les questions liées à l'appareil et à la méthode : comment poser les capteurs sur votre machine, quelle direction choisir, comment lire les phases obtenues.

• Mesure sur les paliers : vibration globale en mm/s RMS, amplitude et phase de 1x, spectre, direction axiale.
• Distinction des causes : balourd, désalignement, patte molle, jeu mécanique, résonance, roulements.
• Équilibrage du rotor sur site en un ou deux plans, y compris la répartition de la masse sur les pales et les trous, et le calcul de perçage.
• Calcul de la tolérance selon les classes G (les classes de précision de l'équilibrage) et évaluation de la vibration globale par zones, avec indication de la partie applicable de la norme.
• Protocole avec les points de mesure, le régime, les valeurs initiales et résiduelles.

La partie et l'édition applicables de la norme pour votre machine doivent être vérifiées séparément : les chiffres et les classes de nos documents sont un repère de travail, pas une norme de réception prête à l'emploi.

Sources : Spécifications fabricant Balanset-1A · Manuel d’utilisation Balanset-1A · ISO 20816-1:2016 · ISO 21940-11:2016

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