Normes de vibration selon l'ISO 20816 : zones A, B, C, D et comment les utiliser

Le protocole indique « 4,2 mm/s ». Ce chiffre, pris seul, ne veut dire ni « bon » ni « mauvais » : son sens dépend de quatre éléments que l'on oublie presque toujours de noter. Voyons ce qu'évalue exactement l'ISO 20816 (rôle auparavant tenu par l'ISO 10816), ce que recouvrent les zones A, B, C et D, pourquoi les tableaux qu'on trouve en ligne se contredisent, et où ils sont le plus souvent confondus.

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

Ce qu'évalue l'ISO 20816, et dans quelles unités

La norme répond à une seule question : la vibration de la machine, mesurée sur ses parties fixes, est-elle acceptable. Les parties fixes, ce sont les corps de paliers, les paliers, les couvercles, le bâti. Pas l'arbre. La vibration de l'arbre se relève avec des capteurs de proximité sans contact et s'évalue selon d'autres documents, en général pour les turbomachines à paliers lisses.

La série ISO 20816 comprend plusieurs parties. Une partie générale, une sur les machines industrielles mesurées sur leur site d'exploitation, les autres sur les turbines à vapeur et à gaz de forte puissance, les groupes hydrauliques, les compresseurs à pistons, les réducteurs. Le mécanicien d'usine a presque toujours besoin des deux premières. Vérifiez la composition de la série et l'édition des parties avant d'y faire référence dans un document.

Une telle évaluation fixe cinq éléments, qu'il n'est pas permis de modifier à sa guise.

• Grandeur : valeur efficace (RMS) de la vitesse vibratoire, en mm/s. Pas le peak, pas le peak-to-peak, pas l'accélération.
• Bande de fréquences : 10–1000 Hz pour les machines d'usage général.
• Point : corps de palier ou palier. Capteur sur fixation rigide, goujon ou aimant sur une plaquette propre et plane.
• Direction : radiale, horizontale et verticale, axiale là où cela est prévu. La direction reste la même d'une mesure à l'autre.
• Régime : vitesse de service stabilisée et charge de service.

Le mot « large bande » est ici essentiel. Un seul chiffre additionne tout à la fois : balourd, désalignement, desserrage de fixation, fréquences d'engrènement, hydraulique. La norme ne demande pas d'où vient la vibration, elle répond seulement si elle est forte ou faible. La cause apparaît dans le spectre (la décomposition de la vibration par fréquence), sujet d'un article séparé sur la lecture du spectre. L'évaluation selon l'ISO 20816 ne confirme pas non plus la qualité de l'équilibrage du rotor : la différence entre trois tolérances distinctes est traitée dans l'article sur les trois tolérances en équilibrage.

Sources : ISO 20816-1:2016

Zones A, B, C, D : ce que chacune signifie pour votre décision

La norme évite délibérément une limite unique « bon ou mauvais ». Elle divise l'échelle en quatre zones, et chaque zone n'est pas une note, mais une action prescrite.

Les limites de zones ne sont pas un couperet. 4,4 et 4,6 mm/s pour une limite à 4,5 traduisent pratiquement le même état de machine, d'autant que la qualité de la fixation du capteur donne facilement un écart de 10–15 %. La zone sert à choisir une action, pas à discuter de dixièmes.

Tableau des zones par classes de machines I–IV

C'est le tableau classique que les mécaniciens connaissent par cœur : on l'imprime dans les procédures et on l'affiche au mur du service fiabilité. Les classes sont réparties par puissance, et pour les grandes machines, également par type d'assise.

Ces chiffres sont donnés en mm/s RMS pour la bande 10–1000 Hz et proviennent de la classification autrefois utilisée dans l'ISO 10816. Utilisez-les comme repère pratique pour votre propre suivi d'état. Avant une réception contractuelle, consultez la partie applicable de l'ISO 20816 dans son édition en vigueur et vérifiez son domaine d'application : l'ISO 20816-3 vise les machines industrielles de plus de 15 kW, à des vitesses de rotation de 120–30 000 tr/min, et comporte des exceptions selon les types de machines. Pour les petits ventilateurs, les vis sans fin, les broyeurs à végétaux et les groupes à transmission par courroie, vérifiez l'applicabilité séparément. Pour les machines à pistons, le tableau général ne fonctionne pas du tout : les harmoniques du mouvement alternatif, normales pour elles, feraient basculer un groupe en parfait état en zone C ou D, et ces machines relèvent de documents qui leur sont propres.

Sources : ISO 20816-1:2016

Assise rigide ou souple : la ligne que l'on confond sans cesse

Les deux dernières lignes du tableau ne diffèrent que par un mot, et les chiffres varient du simple au double. C'est exactement là que l'erreur se produit sans cesse, et elle coûte cher dans les deux sens : soit vous reprenez une machine normale, soit vous validez comme normal un niveau qui abîme déjà les roulements.

La physique est la suivante. Une assise souple se déforme elle-même à la fréquence de rotation et absorbe une partie de l'énergie de vibration. Le corps de palier bouge alors plus visiblement, mais la charge dynamique sur le roulement lui-même est plus faible. Une assise rigide se comporte à l'inverse : le corps bouge à peine, et l'effort passe intégralement dans le roulement et la fondation. D'où une conclusion qui semble contre-intuitive : pour une assise souple, la norme est plus élevée, pas plus basse.

• Comparez la fréquence de rotation à la première fréquence propre du système dans la direction de mesure : si la fréquence propre est supérieure à la vitesse, l'assise est rigide ; si elle est inférieure, elle est souple.
• Relevez la vibration en trois mesures successives : corps de palier, châssis à proximité, fondation sous le châssis. Si le châssis vibre de façon comparable au corps de palier et que la fondation vibre à peine, l'assise se comporte comme une assise souple.
• Regardez sur quoi la machine repose physiquement : ressorts, plots antivibratoires en caoutchouc et châssis soudé sur quatre points constituent presque toujours un schéma souple.
• Vérifiez le serrage des ancrages et l'absence de pied mou avant de désigner le type d'assise.
• Consignez dans le protocole le type d'appuis retenu, avec sa justification. C'est la moitié d'un futur différend avec le client réglée d'avance.

Si, dans un tableau trouvé quelque part, la norme pour une assise souple s'avère plus stricte que pour une assise rigide, ce tableau est erroné. Ne signez pas de protocole sur cette base, et ne l'intégrez pas dans un cahier des charges. Et, séparément : une fixation desserrée ou un châssis fissuré transforme une assise formellement rigide en assise souple, sans pour autant assouplir la tolérance. C'est un défaut, pas un choix de conception.

Pourquoi les tableaux qu'on trouve en ligne ne concordent pas

Vous trouvez deux tableaux de « normes ISO », et les chiffres y sont différents. Aucun des deux n'est pourtant inventé. La raison, c'est qu'il existe deux systèmes de classification distincts, et que les deux circulent sur internet sous le même nom.

Le premier système, ce sont les classes I–IV de l'ancienne classification générale : d'abord la puissance, puis le type d'assise pour les grandes machines. C'est celui présenté ci-dessus, et c'est aussi celui qu'on retrouve le plus souvent dans les procédures d'usine.

Le second système vient de la partie de la norme consacrée aux machines industrielles mesurées sur leur site d'exploitation. Les machines y sont réparties en groupes selon la puissance et la hauteur d'axe, et à l'intérieur de chaque groupe, des limites distinctes sont fixées pour les appuis rigides et pour les appuis souples. Les chiffres sont alors différents.

Les limites sont en mm/s RMS, bande 10–1000 Hz, données comme repère pratique. Remarquez la régularité : ici aussi, les appuis souples reçoivent des chiffres plus élevés. La conclusion pratique est simple. Pour le suivi interne de l'état, choisissez un seul système et n'en changez pas pendant des années, sinon la tendance devient incomparable. Pour une réception contractuelle, prenez le tableau imprimé dans la partie et l'édition applicables de la norme, et reportez sa ligne mot pour mot dans le protocole.

Sources : ISO 20816-1:2016

Bande 10–1000 Hz : trois endroits où le niveau global devient aveugle

La bande n'est pas une formalité d'en-tête de protocole. Elle détermine directement ce que l'appareil comptabilise et ce qu'il rejette. Trois conséquences sont à garder constamment en tête.

En toute honnêteté, voici la bande de notre appareil. Le Balanset-1A mesure le RMS de vitesse vibratoire dans la bande 5–200 Hz, sur une plage de 0,02–80 mm/s, à des vitesses de 100–100 000 min⁻¹, avec une incertitude de mesure de phase de ±1°. Pour l'équilibrage, c'est exactement ce qu'il faut : la composante synchrone et les harmoniques basses se trouvent dans cette bande, et pour les machines lentes, la limite basse de 5 Hz capte mieux le 1x que les 10 Hz habituels. Mais cette bande ne coïncide pas avec les 10–1000 Hz, et la partie haute fréquence n'entre pas dans le niveau global. Si le protocole part en réception, indiquez la bande réelle de l'appareil à côté du chiffre. On pourra alors comparer correctement cette valeur à une autre.

Pourquoi la tendance compte plus que le chiffre absolu

Deux machines. La première a tenu 1,2 mm/s pendant six mois, et est passée à 2,6 le mois dernier. La seconde est à 5,5 mm/s depuis cinq ans, sans changement. Formellement, la première est en zone B, la seconde en zone C. C'est pourtant la première qu'il faut examiner.

La raison en est que le chiffre absolu compare votre machine à un parc générique de machines de sa classe, tandis que la tendance compare la machine à elle-même. La seconde comparaison est toujours plus précise : elle tient déjà compte de la conception, du montage et des particularités de cette fondation précise. C'est pourquoi la norme donne deux critères d'évaluation, et non un seul : l'amplitude de la vibration large bande, et son évolution.

Voici des repères pratiques pour les seuils, c'est-à-dire les niveaux sur lesquels on règle l'alerte et l'arrêt de protection. Le niveau d'alarme (ALARM) se fixe comme le niveau de référence plus environ 25 % de la limite supérieure de la zone B, et généralement pas au-delà de 1,25 fois cette limite supérieure de la zone B. Le niveau d'arrêt (TRIP) se situe en zone C ou D, et ne dépasse généralement pas 1,25 fois la limite supérieure de la zone C. Vérifiez les règles précises et les coefficients dans l'édition en vigueur de la partie applicable.

Une variation d'environ 25 % de la limite supérieure de la zone B est considérée comme significative, même lorsque la machine reste à l'intérieur de sa zone. Et une baisse de niveau est elle aussi un signal, pas une raison de se détendre : c'est ainsi que se manifeste une masse de correction détachée, une pale cassée, un aimant de capteur décollé, ou un changement de régime.

• Un niveau de référence n'a de sens qu'avec un point, une direction, une bande et un régime inchangés. Si l'un de ces éléments change, recommencez la tendance à zéro et consignez-le dans l'archive.
• Trois directions sur chaque palier : horizontale, verticale, axiale. Une mesure prise au mauvais point produit une fausse variation dans la tendance, ce qui donne soit une fausse alerte, soit un défaut manqué.
• Vérifiez sur place toute valeur aberrante : 250 mm/s là où l'on a d'habitude 3 mm/s, c'est plus souvent un câble coupé ou un mauvais contact d'aimant qu'une avarie. Refaites la mesure : si la valeur se reproduit, alors consignez-la.
• Ne remontez pas le seuil pour que l'appareil arrête de protester. C'est le seul moyen de manquer un vrai défaut à coup sûr.

Réglez la fréquence des mesures sur la vitesse d'évolution du défaut. Le balourd évolue en semaines et en mois, les défauts de roulements en général de un à six mois, l'engrènement de trois à douze mois. D'où une règle pratique : un intervalle entre mesures ne dépassant pas la moitié du temps attendu entre le premier signe et la défaillance.

Ce qu'il faut consigner dans le protocole en cas de réception contractuelle

Un désaccord sur la vibration se révèle presque toujours être un désaccord non pas sur les chiffres, mais sur ce qui a été mesuré exactement. Réglez ce point à l'avance, avant le déplacement. Une seule feuille validée en commun économise une semaine d'échanges.

• Partie et édition de la norme : pas « selon l'ISO », mais une partie précise avec son année.
• Tableau et ligne : classe ou groupe de machine, puissance, type d'appuis, avec la justification du choix.
• Points de mesure : chaque palier séparément, avec un croquis ou une photo et des désignations sans ambiguïté.
• Directions : horizontale, verticale, axiale, identiques d'une mesure à l'autre.
• Paramètre et bande : vitesse vibratoire RMS en mm/s, bande réelle de l'appareil.
• Mode de fixation du capteur : goujon, aimant, plaquette préparée.
• Régime : vitesse, charge, température, état du procédé.
• Zone cible : A ou B, et ce que font les parties en cas de passage en zone C.
• Valeurs avant et après l'intervention, relevées aux mêmes points.
• En ligne séparée, la composante 1x résiduelle (la vibration à la fréquence de rotation du rotor) et le balourd résiduel, si le contrat exige une classe de qualité d'équilibrage.

La coïncidence des points « avant » et « après » compte plus que la précision de l'appareil. Déplacez le capteur de 100 mm, ou mesurez de l'autre côté du palier, et le résultat du travail devient indémontrable.

Vous êtes en zone C ou D. Marche à suivre

Un chiffre élevé ne dit pas en soi quoi faire. Il indique seulement qu'il est temps d'examiner la situation. L'ordre qui permet d'économiser de l'argent est le suivant : d'abord la mesure, ensuite la décision, enfin la réparation.

1. 01

   Vérifiez la fiabilité de la mesure

   Fixation du capteur, direction, bande, régime de la machine. Comparez avec l'historique de ce même point. La moitié des niveaux « d'alarme » disparaît à cette étape.

2. 02

   Décomposez le niveau en ses composantes

   Comparez la vibration globale à la composante 1x et examinez le spectre. Si le 1x domine, il s'agit d'un balourd. Un 2x marqué (vibration au double de la fréquence de rotation), associé à une vibration axiale accrue, signale plus souvent un désalignement, que corrige l'alignement des arbres. Un peigne d'harmoniques avec un plancher de bruit élevé indique des desserrages et des frottements. Des pics plus haut en fréquence, non multiples de la vitesse de rotation, indiquent en général des roulements.

3. 03

   Écartez la résonance et la mécanique

   Serrage des ancrages, pied mou, jeux, état du châssis et de la fondation. Vérifiez que la vitesse de service ne coïncide pas avec une fréquence propre de la structure. En résonance, l'équilibrage donne un résultat instable, ce point fait l'objet d'un article séparé.

4. 04

   Équilibrez sur site si le 1x domine

   Démarrage avec vibration initiale, masse d'essai sur le premier plan de correction (la section du rotor où l'on pose les masses), et pour deux plans, masse d'essai sur le second, calcul de la correction, démarrage de contrôle. La masse d'essai doit modifier l'amplitude du 1x de 20–30 %, ou la phase de 20–30°, sinon le coefficient d'influence (la réaction mesurée de la machine à la masse d'essai, à partir de laquelle l'appareil calcule les masses de correction) sera peu fiable.

5. 05

   Établissez un nouveau niveau de référence

   Mêmes points, même direction, même bande, même régime. C'est le point de départ de la prochaine tendance, et sans lui, tout le travail se réduit à une prestation ponctuelle.

L'équilibrage sur le site d'exploitation ramène la machine en zone A ou B lorsque l'essentiel du niveau provient de la composante synchrone. Si le 1x représente moins de la moitié, les masses ne réduiront le niveau global que de quelques pourcents. Les cas où l'équilibrage reste sans effet sont traités séparément.

Si vous n'avez pas le temps de démêler zones et appuis

L'évaluation selon l'ISO 20816 ressemble à un simple calcul jusqu'au moment où il faut décider si l'assise est souple, quelle partie de la norme appliquer, que faire d'une machine lente, et pourquoi deux tableaux trouvés donnent des chiffres différents. C'est là que commence le travail d'ingénierie, et il se fait en général plus vite entre des mains qui l'ont déjà fait avant vous.

AXILINE réalise l'équilibrage dynamique des rotors sur site d'exploitation et le vibrodiagnostic. Nous nous déplaçons avec un système de mesure à deux voies, relevons la vibration globale et la composante synchrone avec sa phase sur chaque palier, présentons le spectre, distinguons le balourd du désalignement, du desserrage et de la résonance, et équilibrons sur un ou deux plans dans les paliers propres à la machine, sans démontage du rotor. Vous obtenez en sortie un protocole avec les points, la bande, le régime et les valeurs avant et après, qui montre dans quelle zone se trouve la machine et pourquoi.

Seconde option, si ce type de travaux est régulier chez vous : acquérir l'appareil. Le Balanset-1A est un kit composé de deux accéléromètres, d'un capteur de phase laser, d'un module USB à deux voies et d'un logiciel pour Windows. Il mesure la vitesse, l'amplitude et la phase de la vitesse vibratoire, affiche le spectre et le signal temporel, calcule les masses et la tolérance selon les classes de qualité d'équilibrage, fonctionne à partir des coefficients d'influence conservés et tient une archive pour les protocoles. Les ingénieurs qui conçoivent et fabriquent ces appareils les utilisent eux-mêmes pour équilibrer sur site, si bien que l'accompagnement vient de la pratique, pas d'une brochure.

Écrivez-nous : le type de votre machine, sa puissance, sa vitesse, ce sur quoi elle repose, et les chiffres que vous avez obtenus. Nous vous dirons s'il vaut la peine de se déplacer, si l'équilibrage aidera, et quelle zone il est raisonnable de viser.

Questions fréquentes

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