Équilibrage des compresseurs, surpresseurs et soufflantes de gaz sur leur lieu d'exploitation

Une machine de compression est presque toujours rapide, souvent installée derrière un multiplicateur (un engrenage élévateur de vitesse), et ne donne presque jamais accès au rotor sans démontage. Ici, la solution ne commence donc pas par les masses, mais par la mesure : nous séparons la composante synchrone — la vibration à la fréquence de rotation, que crée le balourd — du tourbillon d'huile, de la fréquence de passage des aubes et des fréquences d'engrènement de la transmission. Une partie du parc de compresseurs, nous l'équilibrons directement sur site, dans les paliers propres de la machine. Une autre partie, nous l'envoyons honnêtement à l'atelier, et nous le disons avant l'intervention, pas après.

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

Symptômes : quand il est temps de mesurer le compresseur plutôt que de le supporter

Une machine de compression tombe rarement en panne soudainement. D'abord le niveau augmente sur les paliers, puis de l'huile apparaît sur le corps du joint, puis les goussets du châssis se fissurent et l'insert élastique de l'accouplement se déchire. Si la mesure est faite à temps, vous disposez de semaines pour une planification normale, plutôt que d'une nuit pour un remplacement d'urgence.

Voici les symptômes pour lesquels une mesure se justifie déjà. Ils ne signifient pas tous un balourd, et c'est justement ce que nous distinguons sur site.

• Le niveau de vibration sur les paliers a augmenté d'au moins une fois et demie par rapport à l'habitude, même si vous restez formellement dans la zone admissible.
• Un ronflement et un faux-rond sont apparus juste après un nettoyage, un lavage ou un remplacement de la roue du surpresseur.
• La vibration varie avec la pression de refoulement ou la position de la vanne : le débit entre donc aussi en jeu.
• Le même palier tombe en panne pour la deuxième ou la troisième fois.
• Le groupe de compression fait osciller le châssis, et la vibration remonte par la tuyauterie jusqu'au plancher de l'atelier.
• Sur le bloc à vis, le son a changé, un sifflement est apparu, le ralentissement libre s'est modifié.
• Une courroie s'est déchirée, l'insert élastique de l'accouplement s'est cassé, ou les boulons de fondation se sont desserrés.
• Brouillard d'huile sur le corps, huile assombrie, traces de fonctionnement du joint sur l'arbre.

Notez à quel régime la vibration est la plus forte. Une observation du type « ça vibre plus fort à pleine pression » ou « ça vibre seulement machine froide » réduit considérablement le diagnostic sur site, car elle écarte d'emblée des groupes entiers de causes.

Quels équipements de compression nous équilibrons

Le parc de compresseurs n'est pas homogène. Au sein d'une même installation, il y a des rotors accessibles en vingt minutes, et des rotors inaccessibles sans démontage complet du carter. Nous classons les équipements selon l'accès au plan de correction, pas selon le nom de la machine.

Le compresseur à pistons n'entre pas dans cette logique. Là, la vibration élevée à la fréquence de rotation et à ses harmoniques est créée par les masses en mouvement alternatif et les forces des gaz. L'équilibrage du rotor ne supprime pas cette vibration ; sur site, nous ne pouvons intervenir que sur le volant, la poulie et le ventilateur de refroidissement.

Ce que nous vérifions avant l'équilibrage, spécifiquement sur les groupes de compression

Nous posons deux accéléromètres sur les paliers et le capteur laser de phase sur le repère réfléchissant de l'arbre que nous allons équilibrer. C'est essentiel : sur un groupe avec multiplicateur, deux arbres tournent à des fréquences différentes, et un repère sur le mauvais arbre donne une composante synchrone dénuée de sens.

Ensuite, nous comparons la vibration globale à la composante synchrone. Si le niveau global est nettement supérieur à la 1x, les masses ne résoudront qu'une petite partie du problème, et nous le disons avant de commencer les essais. Nous avons détaillé la logique de cette comparaison dans l'article sur la vibration globale, la composante synchrone et la phase.

Sur les machines à paliers lisses, nous examinons particulièrement attentivement la zone subsynchrone du spectre — les fréquences inférieures à la fréquence de rotation. Le tourbillon d'huile donne un pic situé environ entre 0,4 et 0,5 fois la fréquence de rotation, et il s'agit d'une instabilité du film d'huile, pas d'un balourd. Les causes résident dans le jeu, la viscosité, la température et la pression de l'huile, dans un palier sous-chargé. L'équilibrage d'une telle machine est inutile, et parfois dangereux, car il masque la véritable dégradation du palier.

Nous vérifions le désalignement. Sur les groupes de compression, il apparaît après chaque réparation, après un rescellement de fondation et après la dilatation thermique du corps sur une machine chaude. Les signes sont les mêmes que d'habitude : une deuxième harmonique notable, une forte vibration axiale, un décalage de phase (l'angle indiquant la position du pic de vibration sur le tour) d'environ 180 degrés de part et d'autre de l'accouplement. Il se corrige par l'alignement des arbres et l'élimination du pied mou, pas par des masses.

Nous vérifions séparément le régime et la température. Un compresseur chaud au refoulement fait fléchir thermiquement l'arbre, et une machine froide et une machine chaude affichent des chiffres différents. Nous mesurons toujours en régime établi, machine chaude, et nous le consignons dans le rapport, sinon les mesures avant et après reviendraient à comparer deux machines différentes.

• Fixations et rigidité : boulons de fondation, pied mou, état des supports antivibratoires, fissures du châssis.
• Ajustement de la roue, de la poulie et du demi-accouplement sur l'arbre : un ajustement desserré donne une 1x instable d'un démarrage à l'autre.
• Entraînement par courroie : tension, faux-rond de la poulie, état des courroies et leurs fréquences.
• Multiplicateur et transmission par engrenages : une fréquence d'engrènement avec bandes latérales indique une usure, pas un balourd.
• Roulements : pics à hautes fréquences non multiples du régime, et augmentation du facteur de crête (le rapport entre les pics du signal et son niveau moyen).
• Résonance du rotor, du châssis et de la tuyauterie de refoulement : pic étroit et marqué, phase qui varie avec le régime.
• Régime technologique : débit, pression, position de la vanne, recirculation, état du filtre d'admission.

Ici, l'ordre prime sur la vitesse. Équilibrer un groupe aux pattes mal serrées ou avec un tourbillon d'huile dans un palier consomme un poste de travail sans donner de résultat, car vous combattez la mauvaise cause.

Sources : ISO 13373-3:2015 · ISO 281:2007

Fréquences d'une machine de compression : ce qu'elles signifient

Sur un groupe de compression, plus d'un arbre tourne généralement, c'est pourquoi nous rattachons chaque raie du spectre à une fréquence de rotation précise. Sans le régime enregistré et sans le repère sur le bon arbre, ce tableau ne fonctionne pas.

Sources : ISO 13373-3:2015 · ISO 13373-5:2020

Déroulement de l'intervention sur site

1. 01

   Inspection, accès et limites d'intervention

   Nous examinons les trappes, les capots, les emplacements d'équilibrage prévus, les exigences du fabricant. Nous convenons immédiatement de ce qui peut être touché : uniquement les trous filetés et vis d'équilibrage prévus, ou bien un enlèvement de matière est-il admis. Si le fabricant interdit toute intervention sur la roue, nous travaillons avec les plans accessibles et le disons à l'avance.

2. 02

   Mesure initiale en régime chaud

   Deux accéléromètres sur les paliers, fixation par aimant sur une surface plane nettoyée, direction radiale-horizontale identique pour toutes les mesures. Capteur laser de phase sur le repère réfléchissant. Nous relevons la vibration globale, la 1x, la phase, le régime, le spectre et le signal temporel pour chaque point.

3. 03

   Séparation des causes

   Nous comparons la 1x au niveau global, vérifions la zone subsynchrone, la deuxième harmonique, les fréquences de passage des aubes et d'engrènement, la zone haute fréquence des roulements. Si le balourd n'est pas confirmé, nous nous arrêtons là et remettons une conclusion sur la cause plutôt que des essais inutiles.

4. 04

   Masse d'essai

   Nous posons une masse d'essai sur le premier plan de correction, puis sur le second en cas de schéma à deux plans. Nous considérons comme valable un démarrage où l'amplitude de la 1x a changé d'au moins vingt pour cent, ou la phase d'au moins vingt degrés. En l'absence de réaction, nous augmentons la masse et recommençons, plutôt que de calculer un coefficient d'influence (la réponse de la machine à la masse d'essai) à partir du bruit.

5. 05

   Correction et fixation des masses

   Le logiciel indique la masse et l'angle, ou le numéro de position fixe selon les trous prévus du disque. Sur les roues de surpresseurs, nous posons les masses dans des trous filetés ou enlevons de la matière sur la jante du moyeu selon le calcul de perçage. Sur les poulies, volants et demi-accouplements, nous utilisons des boulons d'équilibrage. Dans un conduit de gaz chaud, nous n'utilisons pas de masses collées ou pointées : leur décrochage est inadmissible.

6. 06

   Démarrage de contrôle et ajustement

   Nous démarrons la machine au même régime et à la même température. Si le niveau a baissé mais que la tolérance n'est pas atteinte, le logiciel calcule un complément aux masses déjà posées. Nous conservons les coefficients d'influence afin que le prochain ajustement se fasse sans nouveaux essais.

7. 07

   Rapport et recommandations

   Nous consignons les chiffres avant et après pour chaque palier, les emplacements et masses des poids, le régime, les points et directions de mesure. Nous notons séparément ce que l'équilibrage ne corrige pas : jeux, état des roulements, tuyauterie, fixations.

Un plan de correction demande un démarrage initial et un démarrage d'essai, deux plans demandent un démarrage initial et deux démarrages d'essai, plus un démarrage de contrôle. Sur une machine de compression, chaque démarrage signifie un arrêt, une dépressurisation et l'ouverture de la trappe : c'est donc l'accès, et non la mesure, qui détermine le planning réel.

Sources : Manuel d’utilisation Balanset-1A

Un plan ou deux : comment cela se décide sur les rotors de compresseur

Le nombre de plans est fixé par la géométrie du rotor et le régime. Le repère est simple : on calcule le rapport longueur/diamètre dans la zone de pose de la masse. Une roue courte en forme de disque se comporte comme un disque, et une seule masse suffit généralement. Un rotor allongé présente presque à coup sûr un balourd de moment, et une seule masse ne peut pas supprimer la vibration sur les deux paliers à la fois.

Plus le régime est élevé, plus deux plans sont souvent nécessaires. Les équipements de compression sont justement rapides, c'est pourquoi, en pratique, nous choisissons le schéma à deux plans partout où deux plans sont accessibles. Une analyse détaillée de la règle et de ses exceptions se trouve dans l'article sur le choix du nombre de plans de correction.

• Un plan : roue en porte-à-faux d'un surpresseur monoétagé, poulie, volant, demi-accouplement, ventilateur de refroidissement, roue courte d'un groupe à vide.
• Deux plans : rotor long d'une soufflante de gaz, rotor avec des roues aux deux extrémités de l'arbre, rotor du moteur électrique d'entraînement, arbre de compresseur avec deux portées.
• Deux plans indépendamment de la géométrie : si, après une correction sur un seul plan, le niveau reste élevé sur le second palier.
• Atelier uniquement : rotor flexible fonctionnant au-dessus de la première fréquence critique. Un tel rotor a besoin d'un équilibrage modal, et non de deux plans sur site.

Il arrive que seul un plan soit physiquement accessible sur site, alors que le rotor en demanderait deux. Nous effectuons alors une correction sur un seul plan et indiquons clairement dans le rapport qu'un balourd de moment résiduel subsiste, ainsi que le niveau atteint. C'est plus honnête que de promettre un résultat complet.

Sources : ISO 21940-11:2016 · ISO 21940-12:2016

Ce qui bloque, et quand cela ne fonctionnera pas sur site

Nous préférons le dire avant l'intervention. Voici les cas où l'équilibrage sur site est soit physiquement impossible, soit ne résout pas votre problème.

Les rotors à vis viennent en premier dans cette liste. Il est interdit de percer le profil du rotor ou d'y ajouter des masses, le carter ne donne pas d'accès, et les jeux entre les rotors excluent toute initiative personnelle. Si le bloc à vis vibre, nous mesurons et indiquons où se trouve la cause : roulements, jeux, ajustement, entraînement. L'équilibrage des rotors à vis se fait en atelier, sur une machine à équilibrer, avec démontage complet du bloc et remplacement des roulements.

Les rotors multiétagés des compresseurs centrifuges et les rotors des turbocompresseurs relèvent également de l'atelier. Les premiers sont enfermés dans un carter et privés de plans accessibles, les seconds fonctionnent à des régimes qui exigent un banc à grande vitesse et une chambre à vide. Sur site, nous sommes utiles pour le diagnostic et pour l'équilibrage des éléments périphériques.

Les exigences du fabricant nous limitent réellement, pas seulement formellement. Sur de nombreuses roues, seuls les emplacements d'équilibrage prévus sont autorisés, le soudage est interdit en raison du matériau ou d'un milieu explosible, et toute intervention sur la géométrie de la roue vous fait perdre la garantie. Nous travaillons dans ces limites et demandons un accord écrit si un enlèvement de matière est nécessaire.

• Pas d'accès au plan de correction : carter fermé, absence de trappe, rotor assemblé avec ses joints.
• Le rotor est déjà déformé : arbre plié, aube arrachée ou fortement érodée, moyeu détruit. D'abord réparation ou remplacement.
• La machine fonctionne dans une zone de résonance : la phase varie d'un démarrage à l'autre, le résultat ne se reproduit pas.
• Le régime ne peut pas être maintenu stable, ou la machine ne peut pas être amenée à son régime de travail pour le démarrage de contrôle.
• La cause de la vibration n'est pas le balourd : tourbillon d'huile, pulsations d'aubes, usure de la transmission, cavitation ou liquide dans la chambre de travail d'un groupe à vide.
• L'encrassement se poursuit : si le dépôt revient dans un mois, l'équilibrage ne donnera qu'un résultat temporaire, et il faut traiter la source de l'encrassement.
• Zone à risque d'explosion ou milieu chaud, où ni le soudage, ni la colle, ni un accès sûr pendant le fonctionnement ne sont possibles.

Quand l'équilibrage sur site ne convient pas, nous ne disparaissons pas pour autant. Vous recevez une conclusion sur la mesure, une explication de la cause et une prochaine étape claire : atelier, remplacement des roulements, alignement des arbres ou intervention sur la tuyauterie. Une analyse des cas typiques où l'équilibrage ne sert à rien se trouve dans un article séparé.

Sources : ISO 21940-12:2016

Ce que vous recevez

Le résultat du travail n'est pas seulement une machine plus silencieuse, mais aussi un document que vous pouvez joindre au dossier de réparation et montrer à la direction.

Nous séparons l'évaluation de l'état du résultat de l'équilibrage. Le logiciel indique « dans la tolérance » lorsque la composante synchrone résiduelle est inférieure à la valeur cible fixée. L'état général du groupe est évalué selon la vibration globale et les zones de la partie applicable de l'ISO 20816, tandis que la qualité de l'équilibrage du rotor est évaluée selon le balourd résiduel et la classe de qualité de l'ISO 21940. Ce sont trois tolérances différentes, et nous ne les confondons pas. Nous fixons la partie et l'édition précises de la norme selon votre type de machine, y compris la puissance, le régime et le type de paliers.

• Un rapport avec les chiffres avant et après pour chaque palier : vibration globale et composante synchrone, phase, régime.
• Les conditions de mesure : points, directions, bande de fréquences, régime et température de la machine.
• Les masses et l'emplacement précis des poids posés, ou le volume de matière enlevée.
• Les spectres et le signal temporel pour chaque point, pour comparaison lors de la prochaine maintenance.
• Les coefficients d'influence de ce rotor conservés : le prochain ajustement se fera sans nouveaux essais.
• Une liste séparée de ce que l'équilibrage ne corrige pas, avec des priorités selon l'urgence.
• Un niveau de référence recommandé pour le suivi vibratoire ultérieur par tournée.

Sources : ISO 20816-1:2016 · ISO 21940-11:2016 · Spécifications fabricant Balanset-1A

Prix et comment commander

le diagnostic vibratoire avec rapport coûte 300 EUR par machine, l'équilibrage ajoute à partir de 250 EUR, la facture minimale par visite est de 500 EUR. Le résultat dépend du nombre de rotors, du nombre de plans de correction, de l'éloignement du site et du temps que prendra l'accès au plan. Le calculateur du site donne un calcul précis pour votre situation, et après un court échange, nous le confirmons par un chiffre.

Basés à Vila Nova de Gaia, près de Porto, nous intervenons dans tout le pays. Ce sont des ingénieurs qui conçoivent et fabriquent les appareils Balanset qui travaillent, et qui les utilisent eux-mêmes pour équilibrer sur site. L'appareil est à deux voies : deux accéléromètres sur les paliers, capteur laser de phase par repère réfléchissant, calcul sur un ou deux plans par la méthode des coefficients d'influence, positions fixes et calcul de perçage, spectre et rapports.

• Le type et le modèle de machine : surpresseur, soufflante de gaz, groupe de soufflage d'air, compresseur centrifuge ou à vis, groupe à vide.
• Le régime de travail et la présence d'un multiplicateur ou d'un entraînement par courroie.
• Le type de roulements : à roulement ou à palier lisse.
• Les chiffres de vibration actuels, s'ils existent, et les points où ils ont été relevés.
• Des photos de la machine avec les paliers, la trappe et l'entraînement, ainsi qu'une photo de la roue si l'accès a déjà été ouvert.
• Ce qui pose problème : milieu chaud, zone à risque d'explosion, restrictions du fabricant, impossibilité d'arrêt.
• L'adresse du site et la fenêtre pendant laquelle la machine peut être arrêtée.

Si les photos et les données montrent que l'équilibrage sur site ne servira à rien, nous le dirons par écrit avant l'intervention. Une visite inutile ne profite à personne. Nous avons détaillé la check-list de préparation de l'équipement à l'intervention sur site dans un article séparé ; elle fait gagner sur site plus que n'importe quelle remise.

Questions fréquentes

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