# Réglages de mesure des vibrations : Fmax, nombre de lignes, fenêtre et moyennage

> Le même palier sera mesuré différemment par deux personnes. Chez l'une, le spectre affiche un seul pic épais ; chez l'autre, au même endroit, trois lignes distinctes. L'appareil est identique, la machine est identique, seuls les réglages diffèrent. Voici les paramètres que vous définissez avant la mesure et ce que chacun change dans l'image à l'écran.

**En bref:** Trois réglages sont liés par une formule stricte : Δf = Fmax / N = 1 / T. Fmax détermine ce que vous allez voir, le nombre de lignes N détermine la finesse, et la durée d'enregistrement T en découle automatiquement — vous devez alors maintenir la vitesse de rotation stable pendant tout cet intervalle. Pour l'équilibrage, un Fmax d'environ dix fois la fréquence de rotation et 400–1600 lignes suffisent. Pour les roulements et les engrenages, il faut des kilohertz en accélération, et pour séparer deux lignes proches, 6400 lignes ou plus.

Source: https://axiline.pt/fr/articles/reglages-mesure-vibrations/  
Publisher: AXILINE · Vila Nova de Gaia, Portugal · +351 931 831 229 · axilinegeral@gmail.com

## Trois réglages liés par une seule formule

L'appareil ne « voit » pas la vibration dans son intégralité. Il enregistre un segment de signal de durée finie et le décompose en un nombre fini de lignes fréquentielles. Tout ce qui n'entre pas dans ce segment et dans cette grille de lignes n'existe tout simplement pas pour vous.

Retenez la relation d'où découle tout le reste de cet article : Δf = Fmax / N, et en même temps Δf = 1 / T. Ici, Fmax est la limite supérieure du spectre, N le nombre de lignes, Δf l'écart entre deux lignes voisines, et T la durée d'enregistrement. On en déduit T = N / Fmax.

Cela se lit ainsi. Fmax répond à la question « que vais-je voir » : au-delà de cette fréquence, c'est le vide. Le nombre de lignes répond à la question « avec quelle finesse » : deux pics tombant dans une même ligne fusionnent en un seul. Quant à la durée d'enregistrement, vous ne la choisissez pas du tout, elle se calcule automatiquement, et c'est elle qui détermine combien de secondes la machine doit rester dans un régime stable.

Exemple de calcul en une ligne. Fmax = 1000 Hz, N = 1600 lignes. Donc Δf = 0,625 Hz, et l'enregistrement dure 1,6 s. Vous voulez une résolution deux fois plus fine — l'enregistrement passe à 3,2 s. Vous voulez monter Fmax à 10 kHz en gardant les mêmes 1600 lignes — la résolution se dégrade d'un facteur dix, jusqu'à 6,25 Hz, et les lignes proches fusionnent.

> Le moyennage n'intervient pas dans cette formule. Il stabilise l'amplitude et réduit le bruit aléatoire, mais n'améliore la résolution fréquentielle d'aucun hertz. C'est la confusion la plus fréquente chez ceux qui commencent à relever des données par eux-mêmes.

## Fmax : la limite supérieure adaptée à la tâche

Définissez Fmax en fonction de la fréquence la plus élevée que vous recherchez réellement, avec une marge de trois fois. Pas « dix fois plus par précaution » : une vue large se paie en résolution et en bruit haute fréquence superflu dans la mesure.

Pour le niveau global et pour décider « équilibrer ou non », une large bande n'est pas nécessaire. Vous avez besoin de la composante 1x — la vibration à la fréquence de rotation — et de ses premières harmoniques (fréquences multiples de celle-ci). Un ventilateur à 1450 tr/min donne 1x = 24,2 Hz ; Fmax = 250–500 Hz couvre 1x…20x avec une bonne marge, et la résolution à 1600 lignes devient très fine. Vérifiez séparément dans quelle bande votre norme est définie : la vibration globale selon l'ISO 20816 s'évalue en mm/s RMS (valeur efficace, ou valeur quadratique moyenne) dans la bande 10–1000 Hz, et la bande de l'appareil doit couvrir cette norme, sinon les chiffres ne sont pas comparables.

Les roulements et les engrenages vivent plus haut. Les défauts précoces des roulements excitent des résonances haute fréquence, typiquement dans la plage 2–10 kHz, et se manifestent en accélération, pas en vitesse. Repère typique : un réducteur avec une fréquence d'engrènement de 3,2 kHz demande un Fmax d'environ 10 kHz en accélération.

Et c'est là qu'intervient une limite qu'aucun réglage ne permet de contourner. C'est la fixation du capteur qui plafonne la fréquence supérieure, pas le menu de l'appareil.

- Goujon fileté : jusqu'à 10 kHz et au-delà. La seule option si vous visez sérieusement les roulements et l'engrènement.
- Plot collé : environ jusqu'à 5–7 kHz.
- Aimant bipolaire : environ jusqu'à 5 kHz.
- Aimant sur surface plane rectifiée : environ 1,5–2 kHz. Il tient la norme ISO 20816 dans la bande jusqu'à 1000 Hz, mais pour le spectre d'enveloppe du roulement — le traitement qui extrait le rythme des chocs de la bande haute fréquence —, il ne suffit déjà plus.
- Sonde manuelle : 300–500 Hz et une faible répétabilité. Ne convient pas pour le suivi de tendance.
- Capteur posé sur de la peinture ou une surface irrégulière : la résonance de fixation chute jusqu'à 1 kHz, et vous obtenez un « défaut » qui n'existe pas.

> Piège classique : on relève l'enveloppe d'un roulement avec un aimant et on trouve un pic à 1,8 kHz. On refixe sur goujon — le pic disparaît. C'était la résonance de l'aimant, tombée dans la bande de démodulation — cette même bande haute fréquence à partir de laquelle l'enveloppe est construite. Autre exemple : une ligne à 412 Hz qui ne correspond à aucune fréquence calculée de la machine. Avec une fréquence d'échantillonnage (nombre d'échantillons par seconde) de 5120 Hz et un Fmax de 2000 Hz, à travers un filtre anti-repliement imparfait — censé couper tout ce qui dépasse la bande utile —, une composante de 4708 Hz issue de la résonance du support s'est « repliée ». Règle : la fréquence d'échantillonnage doit être au moins égale à 2,56·Fmax, et tout pic douteux doit être vérifié par une nouvelle mesure avec un autre Fmax.

Sources: [ISO 20816-1:2016](https://www.iso.org/standard/63180.html) · [ISO 13373-3:2015](https://www.iso.org/standard/40840.html)

## Nombre de lignes : comment séparer deux pics proches

Le nombre de lignes détermine si vous distinguerez deux fréquences voisines ou si vous verrez une seule bosse épaisse. Seuil pratique : pour séparer deux pics avec certitude, prenez un Δf ne dépassant pas le tiers de l'écart entre eux. Si les pics sont espacés de 0,9 Hz, une résolution de 1 Hz ne vous apportera rien.

Ensuite, ce n'est plus que de l'arithmétique, toujours la même. Calculez les fréquences cibles. Trouvez le plus petit écart entre elles. Divisez-le par trois — vous obtenez le Δf nécessaire. À partir de Δf et de Fmax, obtenez le nombre de lignes ; à partir de Δf, la durée d'enregistrement. C'est seulement après cela que vous allez régler l'appareil.

Exemple de calcul typique. Moteur asynchrone à 1480 tr/min, 1x = 24,67 Hz. Vous soupçonnez une rupture de barre rotorique, qui produit des bandes latérales — des lignes satellites de part et d'autre de la ligne principale — autour de 1x avec un pas de 2·s·P, où s est le glissement et P le nombre de paires de pôles. Avec un glissement de 1,3 % et deux paires de pôles, le pas est de 1,3 Hz, il faut donc séparer les lignes à 24,67 et 23,37 Hz. Il faut un Δf d'environ 0,3 Hz et un enregistrement d'au moins 3,3 s. Le réglage N = 6400 avec Fmax = 2000 Hz donne Δf = 0,3125 Hz et T = 3,2 s. Vous verrez les bandes latérales.

Deuxième exemple de calcul, plus proche du terrain. Deux ventilateurs fonctionnent sur un même conduit à 24,5 et 24,9 Hz, une pulsation est audible, et on ne sait pas de qui vient cette vibration. L'écart est de 0,4 Hz, donc Δf ne doit pas dépasser 0,13 Hz, et l'enregistrement doit durer au moins 7,5 s. Même situation avec la fréquence de rotation d'un moteur proche de la fréquence du réseau : 4x à 1486 tr/min tombe sur 99,07 Hz, tandis que la fréquence double du réseau se trouve à 100 Hz. L'écart est de 0,93 Hz, il faut un Δf de l'ordre de 0,2–0,3 Hz et un enregistrement de 4–5 s.

On peut augmenter la résolution de deux façons : abaisser Fmax ou augmenter N. Les deux allongent l'enregistrement, car T = N / Fmax. Impossible de contourner cela, c'est une propriété de la transformée de Fourier, pas une question de pingrerie du fabricant de l'appareil. Un compromis sans perdre la vue d'ensemble est offert par la fonction zoom : elle calcule un spectre fin dans une bande étroite autour de la fréquence qui vous intéresse, sans augmenter le nombre total de lignes. Utile autour de la fréquence d'engrènement d'un réducteur, où il faut séparer les bandes latérales sans vouloir perdre le Fmax sur l'ensemble du spectre.

- Minimum rencontré sur les appareils : 400 lignes. Convient uniquement pour le niveau global.
- Réglage de travail pour la tournée de mesure : 1600 lignes. Couvre le balourd, le désalignement (des arbres), les jeux mécaniques, les fréquences de passage de pales.
- Analyse fine : 6400–12 800 lignes. Bandes latérales, barres rotoriques, fréquences proches, zone d'engrènement.
- Inutile de mettre 6400 partout « par précaution » : le temps de collecte quadruple, et la tournée ne tient plus dans une équipe de travail.

## Tableau : tâche, Fmax, résolution, quoi observer

| Tâche | Fmax | Résolution | Quoi observer |
| --- | --- | --- | --- |
| Décider si l'équilibrage est nécessaire | 10x la fréquence de rotation, généralement 200–500 Hz | 400–1600 lignes, Δf ≈ 0,3–1 Hz | Amplitude et phase de 1x (la phase est l'angle de la vibration par rapport au repère du tachymètre), rapport de 1x à la vibration globale, hauteur de 2x et 3x |
| Évaluer l'état général selon l'ISO 20816 | Bande 10–1000 Hz | Une résolution grossière suffit, seul le chiffre compte, pas l'allure du spectre | mm/s RMS et l'augmentation par rapport au niveau de référence, pas la valeur absolue isolée de son historique |
| Désalignement (des arbres), jeu mécanique, frottement | 10–20x la fréquence de rotation, généralement 1000 Hz | 1600 lignes, Δf ≈ 0,6 Hz | 1x, 2x, 3x, demi-harmoniques 0,5x et 1,5x, plancher de bruit, direction axiale |
| Fréquence de passage des pales, hydraulique de pompe ou de ventilateur | 5–10x la fréquence de passage des pales | 1600 lignes | Pic à z·1x et ses harmoniques, remontée large bande en cas de cavitation |
| Barres rotoriques du moteur, fréquence secteur proche de 1x | 200–2000 Hz | 6400–12 800 lignes, Δf ≤ 0,2–0,3 Hz | Bandes latérales autour de 1x avec un pas de 2·s·P, la raie à la fréquence secteur double |
| Roulements, stade précoce | 5–10 kHz en accélération plus enveloppe dans la bande 2–10 kHz | 1600 lignes sur l'enveloppe | BPFO, BPFI, BSF, FTF (fréquences calculées des défauts de bague extérieure, de bague intérieure, des éléments roulants et de la cage), pas des bandes latérales, facteur de crête (rapport du pic au RMS), température du palier |
| Engrènement et ses bandes latérales | Au moins 3·GMF (GMF — fréquence d'engrènement), généralement 5–10 kHz | 6400 lignes ou zoom autour de GMF | La fréquence d'engrènement et le pas des bandes latérales : le pas est égal à la fréquence de rotation du pignon défectueux |
| Recherche de résonance, montée en vitesse et ralentissement libre (décélération libre après coupure de l'entraînement) | 1x…5x, le lien avec la vitesse de rotation prime sur la bande | Sans moyennage, filtre suiveur ou enregistrement du ralentissement libre | Amplitude et phase de 1x en fonction de la vitesse de rotation : pic étroit et rotation de phase d'environ 180° |
| Élément lent, 20–100 tr/min | 50–200 Hz | Δf ≤ 0,1 Hz, enregistrement d'au moins 10 s | Déplacement en µm, spectre basse fréquence, chocs individuels dans le signal temporel |

> Le tableau donne des ordres de grandeur, pas une recette pour votre machine. Calculez la cinématique : la vitesse de rotation de chaque arbre, le nombre de pales, le nombre de dents, les rapports de transmission. Les réglages se choisissent après le calcul des fréquences cibles, pas avant.

## Durée d'enregistrement et stabilité de la vitesse de rotation

Vous payez la résolution en secondes, à un taux fixe : Δf = 1 / T. Vous voulez 1 Hz — enregistrez une seconde. Vous voulez 0,1 Hz — enregistrez dix secondes. Aucun traitement ne permet de contourner cela.

D'où découle l'exigence la plus souvent oubliée. Pendant ces dix secondes, la machine doit rester dans un régime stable. Critère pratique : la dérive de la vitesse de rotation pendant l'enregistrement ne doit pas dépasser un quart de Δf. Sinon, la ligne s'étale sur deux bins voisins ou plus (un bin étant une ligne de la grille fréquentielle), son amplitude chute, et vous concluez à tort que le défaut a disparu.

Traduisons cela en chiffres concrets. Machine à 1500 tr/min, vous voulez Δf = 0,125 Hz, enregistrement de 8 s. Un quart de Δf, c'est 0,03 Hz, soit environ 0,13 % de la fréquence de rotation, environ 2 tr/min. En huit secondes, la vitesse ne doit pas dériver de plus de deux tours par minute. Sur un moteur à charge constante, c'est réalisable ; sur un entraînement à variateur de fréquence avec charge fluctuante, généralement pas.

Il existe aussi un signe inverse, utile sur site. Si l'amplitude et la phase de 1x fluctuent de plus de 10–15 % pendant la mesure, une résolution fine ne vous aidera pas : la machine fonctionne probablement près d'une résonance. Dans ce cas, changez la vitesse de rotation, ou si ce n'est pas possible, modifiez les conditions de fixation sur la fondation. Équilibrer dans cet état n'a aucun sens, le coefficient d'influence obtenu sera peu fiable.

- [x] Les fréquences cibles et le Δf nécessaire ont été calculés avant la mesure, pas après.
- [x] Vérifié que la vitesse reste stable pendant l'enregistrement : observez les indications du tachymètre du début à la fin, pas une seule fois.
- [x] Le régime a été consigné : charge, vitesse, température. Une mesure sans régime noté ne peut pas être comparée à la précédente.
- [x] Sur un entraînement à variateur de fréquence, ne cherchez pas un Δf trop fin. On y utilise l'analyse d'ordre, le filtre suiveur ou le moyennage synchrone dans le temps sur repère du tachymètre — des méthodes qui rattachent la mesure à la vitesse de rotation réelle plutôt qu'à une échelle de fréquences absolue.
- [x] Sur un élément lent, acceptez d'emblée un enregistrement long. Un rouleau à 60 tr/min donne 1x = 1 Hz, et il est physiquement impossible de séparer 1x, 2x et les lignes voisines en une seule seconde.

## Moyennage : combien en faire et quand il nuit

Le moyennage des spectres sert à combattre le bruit aléatoire. Chaque moyennage abaisse le plancher de bruit proportionnellement à la racine carrée du nombre de moyennages : quatre moyennages apportent un gain d'environ deux fois, seize un gain de quatre fois. Au-delà, le rendement chute plus vite que ne croît le temps de mesure.

Réglage de travail pour la tournée : 4 moyennages. Si le bruit de fond de l'atelier est élevé ou si la mesure est instable, passez à 8–10. Un recouvrement de 50 % fait gagner du temps : les enregistrements voisins réutilisent en partie les mêmes échantillons.

Il est utile de savoir ce que le moyennage ne fait pas avant d'y consacrer une demi-heure. Il n'améliore pas la résolution fréquentielle. Il n'élimine pas un parasite stable à 50 Hz : ce parasite est cohérent et ne s'annule pas par moyennage — on le combat par la mise à la terre, le blindage et l'éloignement des câbles. Il ne sauve pas de l'écrêtage : un signal écrêté reste écrêté.

Passons maintenant aux inconvénients. Le moyennage suppose que le processus reste identique pendant toute la durée des enregistrements. Dès que ce n'est plus vrai, le moyennage détruit précisément ce que vous cherchiez.

### Moyennage linéaire

Tous les enregistrements pèsent également. Standard pour le spectre de routine d'une machine en régime stable. C'est ce que sous-entend la procédure de tournée quand elle indique « 4 moyennages ».

### Exponentiel

Les données récentes pèsent davantage. Nécessaire quand vous suivez un signal changeant en temps réel : vous ajustez la vitesse, vous chargez progressivement la machine, vous surveillez la montée en température.

### Maintien de crête (peak hold)

Fixe le maximum sur l'ensemble des enregistrements. Utile pendant le ralentissement libre et la montée en vitesse pour capter un pic de résonance. Ne convient pas au suivi de tendance des amplitudes : vous compareriez alors des pics accidentels.

### Synchrone dans le temps (TSA)

Moyennage dans le domaine temporel sur repère du tachymètre. Tout ce qui n'est pas synchrone avec la rotation s'annule ; il ne reste que ce qui se répète d'un tour à l'autre. C'est ainsi qu'on isole 1x et ses harmoniques, et qu'on distingue de la même façon les arbres d'un réducteur à plusieurs étages.

> Où il ne faut pas moyenner : un choc, un essai de choc (bump test — recherche de la fréquence propre d'une structure en la frappant), une montée en vitesse et un ralentissement libre, tout processus non stationnaire. Lors d'un essai de choc, on ne moyenne pas les spectres en continu, mais les réponses à 3–10 chocs individuels déclenchés par trigger. Un moyennage continu étalerait la réponse impulsionnelle dans le bruit, et la fréquence propre disparaîtrait du spectre. Gardez aussi en tête l'arithmétique du temps : une mesure dure T multiplié par le nombre de moyennages. 6400 lignes et 4 moyennages sur cinquante points de tournée ne tiendront pas dans une équipe de travail, c'est pourquoi on prend 1600 pour la tournée et 6400 seulement pour les points suspects.

## Fenêtres : Hanning, Flat top, rectangulaire

La FFT (transformée de Fourier rapide) suppose que votre enregistrement contient un nombre entier de périodes du signal. Dans la réalité, ce n'est presque jamais le cas : l'enregistrement s'arrête au milieu d'une oscillation, et il apparaît un saut aux extrémités. À cause de ce saut, l'énergie d'une ligne honnête se répand sur les lignes voisines. C'est ce qu'on appelle une fuite spectrale, qui se traduit par des bases floues à chaque pic.

Une fenêtre est une fonction de pondération qui ramène progressivement le début et la fin de l'enregistrement à zéro, pour éviter ce saut. Cela se paie soit en résolution, soit en précision d'amplitude. Il n'existe pas de fenêtre universelle, mais trois options qui fonctionnent en pratique.

### Hanning : par défaut

Un équilibre raisonnable entre fuite et résolution. Largeur effective de la ligne d'environ 1,5 bin. Sous-estime l'amplitude d'un pic isolé jusqu'à 16 % si ce pic tombe entre deux lignes de la grille. Utilisez-la pour tous les spectres de routine d'une machine en régime stable, pour les tendances et pour vérifier si « 1x domine ».

### Flat top : amplitude précise

L'erreur d'amplitude est pratiquement nulle, mais la ligne du spectre devient plus large, environ 3,8 bin. La résolution est moins bonne, les lignes proches se collent. À utiliser quand il faut mesurer précisément la hauteur d'une ligne donnée : étalonnage de capteur, comparaison avec une référence, vérification d'un seuil d'alarme. Dans un spectre de diagnostic courant, elle gêne plus qu'elle n'aide.

### Rectangulaire : sans fenêtre

Meilleure résolution et fuite maximale. Utilisée là où le signal revient de lui-même à zéro : choc, essai de choc, régime transitoire. Également en acquisition synchrone, quand l'enregistrement sur repère du tachymètre contient un nombre entier de tours.

### Exponentielle

Pour un essai de choc à amortissement long, quand la réponse n'a pas le temps de s'éteindre avant la fin de l'enregistrement. Elle renforce le début et force l'extinction de la queue du signal.

> Des spectres relevés avec des fenêtres différentes ne se comparent pas directement en amplitude. La fenêtre est fixée dans la procédure du point, avec Fmax, le nombre de lignes et le nombre de moyennages, et ne change pas d'une tournée à l'autre. Sinon, la tendance que vous avez accumulée pendant six mois se remet à zéro, et le remarquer après coup est presque impossible.

## Signal temporel : regardez-le toujours

Le spectre, par nature, moyenne les choses. Il répond honnêtement quant aux fréquences présentes en moyenne, mais masque les événements isolés. Un roulement à un stade précoce produit un choc rare, une fois toutes les quelques rotations de l'arbre. Dans le spectre, ce choc s'étale dans le plancher de bruit, tandis que dans le signal temporel vous voyez des impulsions nettes et isolées. D'où une règle simple : ouvrez l'enregistrement temporel avant de commencer à interpréter le spectre.

Ce qu'il faut chercher visuellement : impulsions isolées, séries répétitives, écrêtage des sommets, asymétrie entre l'alternance positive et négative, modulation de l'enveloppe, cliquetis limité à une seule alternance. Estimez le facteur de crête — le rapport du pic au RMS. Pour une sinusoïde pure, il vaut 1,41 ; des valeurs de 4–5 et plus indiquent un caractère impulsionnel du signal.

Pour que les chocs ne soient pas coupés, il faut des réglages précis, pas seulement l'envie de les voir.

- Regardez l'accélération, pas la vitesse. L'intégration agit en fait comme un filtre passe-bas et lisse les impulsions courtes.
- Gardez une limite supérieure élevée en accélération : un choc large d'une fraction de milliseconde exige une fréquence d'échantillonnage de plusieurs dizaines de kilohertz. Avec un Fmax de 500 Hz, vous ne verrez physiquement pas la forme du choc.
- Enregistrez au moins 4–6 tours de l'arbre. À 1500 tr/min, cela représente 0,25 s ; en pratique, on prend 1–2 s ; sur un rouleau à 60 tr/min, il faut environ 6 s.
- Vérifiez la saturation de l'entrée. Des sommets plats signifient un écrêtage : le RMS est sous-estimé, et de fausses harmoniques, absentes de la machine, apparaissent dans le spectre.
- Fixez le capteur de façon rigide et identique à chaque fois. Un pic haute fréquence qui saute d'une mesure à l'autre est plus souvent une résonance de fixation qu'un défaut de la machine.
- Synchronisez l'enregistrement avec la rotation. Les repères de début de tour sur le graphique montrent immédiatement combien de chocs se produisent par tour, ce qui permet de distinguer un roulement d'un frottement.

## Unités et intégration : où regarder quoi

Un même mouvement se décrit par trois paramètres, liés entre eux par la fréquence : v = ω·d, a = ω·v. Il en découle quel paramètre est informatif dans quelle partie du spectre.

Le déplacement en µm — basses fréquences, jusqu'à environ 10 Hz : éléments lents, jeux, déplacement relatif de l'arbre dans un palier lisse. La vitesse vibratoire en mm/s — grandeur de travail principale dans la bande 10–1000 Hz : balourd, désalignement (des arbres), jeux mécaniques, frottements, et c'est en elle que sont exprimées les normes de l'ISO 20816. L'accélération en g ou m/s² — tout ce qui dépasse le kilohertz : roulements, engrènement, spectre d'enveloppe.

L'intégration à l'intérieur de l'appareil n'est pas gratuite. Elle amplifie les basses fréquences, si bien que le bruit du capteur et une dérive lente à 0,5–2 Hz se transforment en une « bosse » caractéristique au bord gauche du spectre et surestiment le RMS. On corrige cela avec un filtre passe-haut, mais avec prudence : une coupure à 10 Hz éliminerait la sous-harmonique (composante en dessous de la fréquence de rotation) d'une machine lente en même temps que le bruit. La dérivation agit à l'inverse et amplifie le bruit haute fréquence.

Un dernier point sur les unités, celui qui fait le plus débat entre deux ingénieurs avec deux appareils. Ne convertissez pas le RMS en valeur crête « pour la commodité » : 4,5 mm/s RMS correspondent à 6,4 mm/s crête et 12,8 mm/s crête à crête uniquement pour une sinusoïde pure. Si la norme est exprimée en RMS, indiquez du RMS. L'écart entre un true RMS et un détecteur analogique sur un signal non sinusoïdal atteint 20–30 %, alors que les deux appareils fonctionnent correctement.

> La bande de mesure doit impérativement correspondre à la bande dans laquelle la norme est définie. Le Balanset-1A mesure la valeur efficace de la vitesse vibratoire dans la bande 5–200 Hz. Pour les défauts liés à la rotation et pour l'équilibrage, cela suffit largement. Mais si la réception se fait sur un chiffre exprimé dans la bande 10–1000 Hz, indiquez dans le procès-verbal dans quelle bande vous avez mesuré, et ne faites pas passer un chiffre pour un autre.

## Réglages pour l'équilibrage et réglages pour le diagnostic

Distinguons deux démarches différentes que l'on confond souvent. L'équilibrage n'a pas besoin d'une résolution fine. Il a besoin de répétabilité. Vous travaillez avec une seule ligne, celle de la fréquence de rotation, et ce qui compte, ce sont son amplitude et sa phase par rapport au repère du tachymètre. Ensemble de réglages de travail : Fmax d'environ dix fois la fréquence de rotation, 400–1600 lignes, fenêtre Hanning, vitesse stable, la même fixation et la même direction à chaque démarrage. Si la phase de 1x varie de plus de 10–15° entre deux démarrages identiques, le coefficient d'influence obtenu sera inutilisable, et aucune augmentation du nombre de lignes n'y remédiera.

Le diagnostic demande autre chose : une large bande en accélération, une fixation sur goujon, un spectre d'enveloppe, une résolution fine de façon ponctuelle et seulement là où vous avez calculé au préalable quelles deux lignes vous séparez. C'est plus long, cela demande une autre fixation et une autre qualification.

Disons clairement où se situe la limite de notre appareil. Le Balanset-1A donne une valeur efficace de vitesse vibratoire de 0,02–80 mm/s dans la bande 5–200 Hz, une vitesse de rotation de 100 à 100 000 tr/min, une phase avec une précision de ±1°, une acquisition simultanée sur deux voies, un spectre FFT, un signal temporel avec repères de tour et une durée d'enregistrement de 1, 5, 10, 15 ou 20 s, une analyse harmonique sur repère du tachymètre et un enregistrement du ralentissement libre. Cela suffit pour décider « équilibrer ou non », comparer deux paliers, trouver une résonance par le ralentissement, équilibrer sur un ou deux plans et contrôler le résultat. Pour traquer les piqûres de fatigue (l'écaillage du métal) sur la piste d'un roulement, il faut un analyseur avec une voie haute fréquence et une enveloppe, et nous n'affirmerons pas le contraire.

Les ingénieurs AXILINE conçoivent et fabriquent les appareils Balanset et les utilisent eux-mêmes pour équilibrer sur site. Si vous n'avez pas le temps de vous plonger dans les réglages, nous venons avec notre propre appareil, nous installons les capteurs sur vos paliers, nous relevons le spectre et le vecteur 1x, et nous vous disons directement s'il s'agit d'un balourd ou non. Si vous préférez relever les données vous-même, l'appareil peut être acquis : deux accéléromètres, un capteur laser de phase et de vitesse de rotation, un module USB à deux voies avec préamplificateurs, intégrateurs et CAN, un logiciel Windows avec diagramme polaire, répartition de la masse sur positions fixes, calcul de perçage, coefficients d'influence enregistrés, équilibrage trim, calcul de la tolérance selon les grades G conformément à l'ISO 21940-11, et archive pour les procès-verbaux. Le support-conseil est inclus.

- [x] Fmax défini « avec une marge » de dix fois : la résolution s'est dégradée d'un facteur dix, les lignes proches ont fusionné en un seul pic.
- [x] Fmax a été modifié, le nombre de lignes laissé par défaut : Δf a changé, et le nouveau spectre n'est plus comparable à l'ancien.
- [x] Les réglages changent d'une tournée à l'autre : la tendance basée sur les spectres est remise à zéro, et le remarquer après coup est presque impossible.
- [x] Un Δf fin a été réglé sur une machine à variateur de fréquence : la vitesse dérive pendant l'enregistrement, les lignes s'étalent, les amplitudes chutent.
- [x] Flat top laissé sur un spectre de routine : les lignes proches se collent, les bandes latérales deviennent illisibles.
- [x] Hanning appliqué à un essai de choc : la réponse impulsionnelle est étouffée, la fréquence propre n'est pas visible.
- [x] Moyennage activé pendant un ralentissement libre ou un essai de choc : l'événement recherché est noyé dans le bruit par le moyennage.
- [x] Aimant utilisé à la place d'un goujon avec un Fmax de 10 kHz : une résonance de fixation se trouve dans la bande de démodulation et ressemble à un défaut.
- [x] Saturation de l'entrée non vérifiée : sommets écrêtés, RMS sous-estimé, fausses harmoniques dans le spectre.
- [x] Seul le spectre a été ouvert, le signal temporel n'a pas été regardé : les chocs rares provenant du roulement sont passés inaperçus.
- [x] Le régime n'a pas été noté : charge, vitesse et température inconnues, la mesure ne peut pas être comparée à la précédente.
- [x] La bande de mesure ne correspond pas à la bande dans laquelle la norme est définie.

Sources: [ISO 20816-1:2016](https://www.iso.org/standard/63180.html) · [ISO 21940-11:2016](https://www.iso.org/standard/54074.html) · [ISO 13373-3:2015](https://www.iso.org/standard/40840.html) · [Manuel d’utilisation Balanset-1A](https://vibromera.eu/balanset-1a-operation-manual/) · [Spécifications fabricant Balanset-1A](https://vibromera.eu/product/balanset-1/)

## Questions fréquentes

**Quel Fmax choisir si je veux simplement savoir si l'équilibrage est nécessaire ?**

Prenez environ dix fois la fréquence de rotation. Pour une machine à 1500 tr/min, cela donne un Fmax d'environ 250 Hz, et avec 1600 lignes vous obtiendrez un Δf de l'ordre de 0,16 Hz pour un enregistrement d'environ 6 s. Vous devez observer trois choses : si 1x domine, de combien la vibration globale dépasse 1x, et s'il y a des 2x et 3x notables. Mesurez séparément la vibration globale dans la bande où votre norme est définie. Il est inutile de monter dans les kilohertz à ce stade : vous ne feriez que perdre en résolution et accumuler du bruit haute fréquence.

**1600 lignes ou 6400 : comment choisir sans calculer ?**

Sans calculer, on ne peut pas choisir, et ce n'est pas une simple formalité. Le nombre de lignes est déterminé par les deux fréquences que vous devez séparer. Calculez les fréquences cibles à partir de la cinématique, trouvez l'écart le plus étroit, divisez-le par trois pour obtenir le Δf nécessaire. Ensuite, N = Fmax / Δf. S'il n'y a pas d'écart inférieur à un hertz dans votre cas, 1600 lignes suffisent. En pratique : 1600 pour toute la tournée, 6400 et plus uniquement pour le point qui a éveillé un soupçon.

**Peut-on simplement ajouter des moyennages au lieu d'augmenter le nombre de lignes ?**

Non. Le moyennage abaisse le plancher de bruit et stabilise l'amplitude, mais il ne change absolument pas la résolution fréquentielle. Deux pics tombant dans une même ligne resteront un seul pic même après une centaine de moyennages. Seule une réduction de Δf améliore la résolution, c'est-à-dire un Fmax plus petit, plus de lignes, ou un zoom — et tout cela se paie en durée d'enregistrement.

**Quelle fenêtre utiliser pour un essai de choc ?**

La fenêtre rectangulaire, si la réponse a le temps de s'éteindre dans l'enregistrement, ou l'exponentielle, si la queue du signal ne rentre pas. La fenêtre Hanning fausse le résultat dans un essai de choc : elle étouffe le début de l'enregistrement, là où se concentre toute l'énergie du choc. Et n'activez pas de moyennage continu — moyennez les réponses à 3–10 chocs individuels déclenchés par trigger, sinon l'impulsion se noiera dans le bruit avec la fréquence propre recherchée.

**Pourquoi deux appareils sur le même point affichent-ils des mm/s différents ?**

Le plus souvent à cause de réglages différents, pas d'une panne. Vérifiez dans l'ordre : la bande de mesure, le type de détection (true RMS face à un détecteur analogique, l'écart sur un signal non sinusoïdal atteint 20–30 %), les unités et la représentation (RMS, crête, crête à crête), la direction et le point d'installation du capteur, le mode de fixation, ainsi que l'activation ou non d'un filtre passe-haut après l'intégration. Tant que ces six points ne coïncident pas, il est impossible de comparer les chiffres.

**Les réglages du Balanset-1A suffisent-ils pour le diagnostic des roulements ?**

Pour décider « est-ce un balourd ou autre chose », oui : vous voyez la vibration globale et 1x côte à côte, le spectre FFT, le signal temporel avec repères de tour et l'enregistrement du ralentissement libre pour vérifier une résonance. Pour le diagnostic précoce des roulements, non. La valeur efficace de la vitesse vibratoire est mesurée ici dans la bande 5–200 Hz, tandis que les défauts naissants des roulements se manifestent en accélération dans la bande d'environ 2–10 kHz et dans le spectre d'enveloppe. Pour cette tâche, il faut un analyseur avec une voie haute fréquence et une fixation sur goujon.