# Équilibrage des compresseurs à vis et des turbocompresseurs : ce qui est possible sur site

> Le bloc vis et le turbocompresseur partagent une caractéristique gênante : leurs rotors ne peuvent pas être équilibrés sur le lieu d'exploitation. Nous le disons avant le déplacement, pas après. Pourtant, la vibration de ces machines vient le plus souvent non pas des vis ou de la cartouche, mais de l'entraînement, de l'accouplement, des roulements et des pulsations. C'est sur cela qu'on peut travailler sur site, et nous détaillons ci-dessous comment.

**En bref:** En toute honnêteté : les rotors à vis et les rotors de turbocompresseurs ne s'équilibrent pas sur site, et nous ne faisons pas exception. Le bloc vis est enfermé dans un carter avec des jeux de quelques centièmes de millimètre, et toute intervention sur les rotors profilés est exclue. Le rotor d'un turbocompresseur ne s'équilibre que sur un banc spécial à grande vitesse. Sur place, nous faisons autre chose : nous mesurons la vibration, séparons les causes par le spectre (la répartition de la vibration par fréquences) et la phase (le rattachement de la vibration à l'angle de rotation de l'arbre), et équilibrons ce qui est accessible, à savoir le rotor du moteur électrique d'entraînement, le demi-accouplement, la poulie de transmission par courroie, le ventilateur de refroidissement. D'après nos mesures, c'est justement là que loge la majeure partie de la vibration des groupes à vis. Si la cause est à l'intérieur du bloc ou de la cartouche, vous obtenez une conclusion écrite et allez vers une réparation spécialisée avec des chiffres, pas avec des suppositions.

Source: https://axiline.pt/fr/equipements/equilibrage-compresseurs-vis-turbocompresseurs/  
Publisher: AXILINE · Vila Nova de Gaia, Portugal · +351 931 831 229 · axilinegeral@gmail.com

## Conception du bloc vis : pourquoi les rotors sont inaccessibles

À l'intérieur du bloc vis tournent deux rotors profilés — le rotor mâle et le rotor femelle. Les profils roulent l'un sur l'autre, et les jeux entre les vis, le carter et les flasques d'extrémité se comptent en centièmes et en dixièmes de millimètre. La position axiale de chaque rotor est maintenue par des butées, et même une usure légère de celles-ci modifie le jeu axial plus vite qu'un balourd n'aurait le temps de causer des dégâts. Sur les machines sans huile, les rotors ne se touchent même pas : ils sont entraînés par une paire d'engrenages de synchronisation séparée.

La conséquence pratique est simple. Les plans de correction — les sections du rotor où l'on peut ajouter ou retirer une masse de correction — sont inaccessibles sur les vis sans démontage complet du bloc. Il n'y a nulle part où poser des masses : les rotors à vis n'ont pas de collerette d'équilibrage d'origine, et on ne peut pas enlever de métal sur le profil, car cela changerait la ligne de contact et les jeux. Le démontage et le remontage du bloc exigent un outillage et un réglage des jeux axiaux, c'est pourquoi cela se fait en réparation spécialisée, et non sur le châssis du compresseur en atelier.

Il y a aussi une bonne nouvelle. Les rotors à vis sont rigides, courts et équilibrés en usine sur machine. Dans un bloc lubrifié à l'huile, ils n'ont presque aucune occasion de développer un balourd d'exploitation : pas d'accumulation de produit, pas d'érosion d'aubes, pas de rechargement après réparation. C'est pourquoi, quand un compresseur à vis se met à vibrer, le balourd propre des vis est la cause la moins fréquente.

> La différence entre un rotor rigide et un rotor flexible, et pourquoi elle détermine le lieu d'équilibrage, est détaillée dans un article séparé sur les rotors rigides et flexibles. Ici, une brève conclusion suffit : les vis sont rigides, mais inaccessibles.

Sources: [ISO 21940-11:2016](https://www.iso.org/standard/54074.html)

## D'où vient réellement la vibration d'un groupe à vis

Un groupe à vis, ce n'est pas seulement le bloc. C'est aussi le moteur électrique d'entraînement, l'accouplement ou la transmission par courroie, le ventilateur de refroidissement, le radiateur d'huile, le châssis sur plots antivibratoires et la tuyauterie de refoulement. Chaque élément signe le spectre de sa propre fréquence, et nous lisons le spectre avant de sortir les masses.

| Ce qu'on voit dans la mesure | Cause probable | Ce que nous faisons |
| --- | --- | --- |
| La 1x de l'arbre moteur domine (vibration à sa fréquence de rotation), la phase est stable d'un démarrage à l'autre | Balourd du rotor du moteur, du demi-accouplement ou de la poulie | Nous équilibrons sur site, dans les paliers propres du groupe |
| Deuxième harmonique (pic au double de la fréquence de rotation) et vibration axiale accrue près de l'accouplement | Désalignement des arbres du moteur et du bloc, souvent après remplacement de l'insert élastique | Alignement des arbres, puis mesure de contrôle |
| Pics haute fréquence non multiples de la vitesse, l'enveloppe augmente (le signal qui révèle les défauts de roulement) | Usure des roulements du bloc vis ou du moteur | Nous n'équilibrons pas. Conclusion et remplacement des roulements ; pour le bloc, c'est une réparation spécialisée |
| Pic au nombre de poches du rotor mâle multiplié par la vitesse, les harmoniques et bandes latérales augmentent | Pulsations de compression ; si cela augmente d'une mesure à l'autre, usure du profil et jeux accrus | Nous vérifions le régime et la tuyauterie ; en cas d'usure du profil, seule la réparation du bloc convient |
| Pics en dessous de la fréquence de rotation (sous-harmoniques) et claquements sur la transmission par courroie | Courroies détendues, faux-rond de poulie, ajustement desserré | Réparation de la transmission ; nous équilibrons la poulie après réparation |
| Balancement basse fréquence de tout le châssis | Plots antivibratoires affaissés, fixations desserrées, résonance du carter | Nous remplaçons les plots, resserrons les fixations, puis mesurons à nouveau |

> La fréquence de poches d'un bloc typique se situe entre la quatrième et la sixième harmonique de rotation, et elle est toujours présente dans le spectre. Ce qui doit alerter, ce n'est pas le pic lui-même, mais sa croissance d'une mesure à l'autre.

Sources: [ISO 13373-3:2015](https://www.iso.org/standard/40840.html) · [ISO 281:2007](https://www.iso.org/standard/38102.html)

## Ce que nous équilibrons réellement sur site sur un compresseur à vis

Dans tous les cas listés ci-dessous, la même méthode s'applique — la méthode des coefficients d'influence : masse d'essai, mesure de la réponse, calcul de la masse et de l'angle de correction, pose, démarrage de contrôle, et si nécessaire ajustement trim (une correction finale précise par une petite masse). Le Balanset-1A calcule un ou deux plans, vérifie le balourd résiduel selon la classe de qualité G choisie (la tolérance de balourd résiduel) et conserve les coefficients d'influence de la machine pour les visites suivantes.

### Rotor du moteur électrique d'entraînement

Le cas le plus fréquent. Saleté sur la turbine de refroidissement sous le capot, masse d'équilibrage perdue, rotor après remontage. Nous équilibrons dans les paliers propres au régime de travail, plans de correction : la turbine et le demi-accouplement. Les masses sont fixées par boulons dans des trous d'origine ou par colliers sur les pales ; le soudage est exclu sur l'aluminium et le plastique. Les moteurs après rebobinage font l'objet d'une page séparée.

### Demi-accouplement et accouplement complet

Après un remplacement de l'insert élastique ou un repositionnement du demi-accouplement, la vibration augmente souvent : l'élément s'est retrouvé dans une autre position angulaire. Nous vérifions d'abord l'alignement, puis équilibrons l'accouplement comme un ensemble monté, en général sur un seul plan. Masses boulonnées, dans les trous d'origine du flasque.

### Poulie de transmission par courroie

Sur certaines machines à vis, l'entraînement se fait par courroie. Avant l'équilibrage, nous vérifions au comparateur le faux-rond de la poulie, l'état des gorges et la tension des courroies, sinon les masses viendraient compenser un défaut géométrique. Nous équilibrons la poulie directement sur l'arbre : un plan de correction pour une poulie étroite, deux pour une poulie large à plusieurs gorges.

### Ventilateur de refroidissement et du radiateur d'huile

Le ventilateur axial du radiateur accumule de la saleté et perd son équilibrage comme n'importe quelle turbine. Nous équilibrons sur site par l'accès d'origine. Les particularités du groupe ventilateur sont détaillées sur la page consacrée à l'équilibrage des ventilateurs.

Sources: [ISO 21940-11:2016](https://www.iso.org/standard/54074.html) · [Spécifications fabricant Balanset-1A](https://vibromera.eu/product/balanset-1/)

## Turbocompresseurs : des vitesses très élevées, et seulement le banc

Le rotor d'un turbocompresseur de suralimentation, c'est une cartouche : roue de turbine, arbre et roue de compresseur dans un corps de paliers à coussinets flottants. La vitesse de travail va de trente à plus de deux cent mille tours par minute selon la taille. Le rotor traverse des fréquences critiques (les vitesses auxquelles l'arbre commence à se déformer) et se comporte comme un rotor flexible. L'équilibrage n'est donc possible que sur un équipement spécial : d'abord les roues et l'arbre séparément à basse vitesse, puis la cartouche montée au régime de travail, sur un banc avec sa propre centrale d'huile. La correction s'y fait par enlèvement de métal sur l'écrou et les faces des roues, pas par des masses.

Un appareil portable sur le moteur ne peut pas régler cette tâche, et nous ne nous y engageons pas. Ce que nous faisons sur place : nous mesurons la vibration des corps, relevons le spectre, évaluons le jeu axial et radial de l'arbre, examinons les traces de contact des roues avec le carter, la calamine et l'huile dans la veine. Ensuite vient la conclusion : cartouche à remplacer, ou rotor à envoyer en réparation spécialisée de turbocompresseur.

Les turbocompresseurs de process et les surpresseurs centrifuges derrière un multiplicateur (un engrenage élévateur de vitesse) sont une autre histoire. L'arbre rapide y est également inaccessible, mais la partie lente du groupe est ouverte : rotor du moteur, arbre intermédiaire, accouplements. Sur place, nous séparons les fréquences des arbres et la fréquence d'engrènement du multiplicateur, équilibrons la partie lente et remettons une conclusion pour la partie rapide. Ce que nous faisons avec le reste du parc de compresseurs est présenté sur la page de la section consacrée à l'équilibrage des compresseurs.

Sources: [ISO 21940-12:2016](https://www.iso.org/standard/50429.html) · [ISO 13373-3:2015](https://www.iso.org/standard/40840.html)

## Comment se déroule le déplacement

1. **Demande et photos** — Envoyez-nous le modèle du compresseur, une photo du groupe avec le capot déposé, le schéma d'entraînement (accouplement ou courroie) et une description du symptôme : quand cela a commencé, après quels travaux, à quel régime c'est plus fort. Sur cette base, nous vous dirons honnêtement, avant le déplacement, s'il y a quelque chose à équilibrer sur votre machine, ou si une réparation s'impose d'emblée.
2. **Mesure en régime chaud** — Nous posons deux accéléromètres (capteurs de vibration) sur les paliers du moteur et sur le corps du bloc, fixation magnétique sur des surfaces nettoyées, directions de mesure consignées dans le protocole. Nous orientons le capteur laser de phase vers le repère réfléchissant de l'arbre accessible. Nous relevons la vibration globale (le niveau global toutes fréquences confondues), la composante 1x, la phase, la vitesse, le spectre FFT et le signal temporel, à vide et en charge : les pulsations de compression dépendent de la charge, presque pas les causes mécaniques.
3. **Séparation des causes** — Nous comparons la 1x au niveau global, vérifions la deuxième harmonique près de l'accouplement, l'enveloppe des roulements, la fréquence de poches, les fixations et les plots antivibratoires. Nous évaluons les niveaux selon la partie et l'édition applicables de l'ISO 20816, en tenant compte du type de paliers, mais la tendance par rapport à votre niveau habituel compte plus que le tableau absolu.
4. **Équilibrage des plans accessibles** — Méthode des coefficients d'influence : masse d'essai, mesure de la réponse en amplitude et en phase, calcul de la masse de correction, pose, démarrage de contrôle, et si nécessaire ajustement trim. Un ou deux plans de correction selon l'ensemble. Nous comparons le balourd résiduel à la tolérance de la classe G.
5. **Protocole et conclusion** — Vous recevez un protocole avec les chiffres avant et après pour chaque point, les spectres et le régime de mesure consigné. Si la cause est à l'intérieur du bloc vis ou de la cartouche du turbocompresseur, la conclusion l'indiquera précisément, avec une justification par le spectre, afin que la discussion avec l'organisme de réparation soit concrète.

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

## Quand nous disons d'emblée : réparation spécialisée

- [x] Sifflement métallique ou grincement venant du bloc vis, bruit de ralentissement changé
- [x] Copeaux ou poussière d'aluminium dans l'huile et sur le bouchon magnétique
- [x] Jeu axial ou radial de l'arbre du turbocompresseur, traces de contact des roues avec le carter
- [x] Calamine sur la roue de compression, huile dans la veine, fumée bleue à l'échappement
- [x] Hausse simultanée de la température de compression, du courant moteur et de la vibration : évoque une usure du profil et des jeux accrus
- [x] Crépitement haute fréquence et pics d'enveloppe aux fréquences de roulement du bloc
- [x] Le compresseur a subi un coup de bélier hydraulique, une entrée de condensats ou d'un corps étranger

> Équilibrer une machine présentant de tels symptômes reviendrait à consommer votre temps de production tout en masquant une dégradation qui finira par le grippage du bloc. Nous ne nous engageons pas là-dedans : d'abord la mesure et la conclusion, puis la réparation, et seulement ensuite l'équilibrage de ce qui est accessible.

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

## Si le bloc est tout de même démonté : équilibrage en réparation et Balanset-1A OEM

Lors d'une révision générale du bloc vis, les rotors, après restauration des tourillons et remplacement des roulements, sont équilibrés sur une machine à équilibrer. C'est le travail de l'organisme de réparation, et il est vain de l'attendre d'une équipe en déplacement. Il en va de même pour les cartouches de turbocompresseurs : elles sont ajustées sur des bancs à grande vitesse avec enlèvement de métal.

Si vous réparez vous-même des compresseurs ou des turbocompresseurs, la partie mesure d'une telle machine ou d'un tel banc peut être construite autour du Balanset-1A OEM. C'est le même module de mesure à deux voies, avec accéléromètres et capteur laser de phase, mais sans coffret, destiné à s'intégrer dans un équipement. Calcul sur un et deux plans, positions fixes de pose des masses, tolérances par classes G, archive et protocoles. Nous vous aidons pour le choix et l'intégration.

Sources: [Spécifications fabricant Balanset-1A](https://vibromera.eu/product/balanset-1/) · [Manuel d’utilisation Balanset-1A](https://vibromera.eu/balanset-1a-operation-manual/)

## Prix, délais et comment commander

Nous sommes des ingénieurs qui concevons et fabriquons les appareils Balanset, et nous les utilisons nous-mêmes pour équilibrer sur site. Basés à Vila Nova de Gaia, près de Porto, nous intervenons dans tout le Portugal.

Pour que la visite tienne en une journée, préparez l'accès : déposez ou desserrez le capot de l'accouplement et du ventilateur, prévoyez la possibilité d'une série de courts démarrages et arrêts, prévenez l'opérateur. La mesure se fait sur une machine chaude, sous sa charge habituelle.

- Équilibrage du rotor accessible (moteur, demi-accouplement, poulie, ventilateur) : forfaits à partir de 550 EUR par machine (diagnostic 300 EUR + équilibrage à partir de 250 EUR)
- Facture minimale par visite 500 EUR, y compris si la mesure montre qu'il n'y a rien à équilibrer : vous recevez un diagnostic et une conclusion écrite
- Le calculateur du site donne le montant exact pour votre machine et votre site

Sources: [Spécifications fabricant Balanset-1A](https://vibromera.eu/product/balanset-1/)

## Questions fréquentes

**Peut-on équilibrer le bloc vis sans démonter le compresseur ?**

Non, et cela ne dépend pas de l'appareil. Les plans de correction des rotors à vis sont enfermés dans un carter avec des jeux de quelques centièmes de millimètre, il n'y a nulle part où poser des masses, et on ne peut pas enlever de métal sur le profil. Les vis sont équilibrées sur machine à la fabrication et lors d'une révision générale du bloc. Sur site, nous trouvons et éliminons les causes externes de vibration, qui sont majoritaires.

**Le compresseur s'est mis à vibrer après un remplacement d'accouplement. Est-ce un balourd ?**

Peut-être, mais nous vérifions d'abord l'alignement. Après le remplacement d'un insert élastique, deux scénarios typiques : un désalignement avec augmentation de la deuxième harmonique et de la vibration axiale, ou un demi-accouplement remonté dans une autre position angulaire, avec augmentation de la composante 1x. Le premier se corrige par un alignement des arbres, le second par un équilibrage de l'accouplement sur site. La mesure sépare ces deux cas en un seul démarrage.

**Équilibrez-vous les turbocompresseurs de suralimentation ?**

Pas sur site. Le rotor en cartouche fonctionne à des dizaines et des centaines de milliers de tours et ne s'équilibre que sur un banc spécial avec enlèvement de métal. Sur place, nous mesurons la vibration, vérifions les jeux de l'arbre et l'état des roues, et remettons une conclusion : cartouche à remplacer, ou envoi en réparation spécialisée de turbocompresseur.

**Et si vous venez et qu'il s'avère qu'il n'y a rien à équilibrer ?**

Vous obtenez tout de même un résultat : une mesure par points, des spectres, une séparation des causes et une conclusion écrite, avec laquelle vous pouvez vous adresser à un organisme de réparation ou à un fournisseur. Une telle visite se facture au minimum de 500 EUR. Pour réduire le risque d'un déplacement inutile, nous examinons à l'avance vos photos et la description des symptômes.

**Faut-il arrêter la production pendant les travaux ?**

Complètement, non. La mesure se fait sur la machine en fonctionnement, dans son régime habituel. Il faut de courts arrêts : pour poser les capteurs et le repère réfléchissant, pour monter les masses d'essai et de correction. Il s'agit en général d'une série de trois à six démarrages de quelques minutes. Ce qui prend le plus de temps, c'est d'attendre que la machine chauffe jusqu'à un régime stable.

**Selon quelles normes évaluez-vous la vibration d'un compresseur ?**

Selon l'ISO 20816, dans la partie et l'édition applicables à votre machine, en tenant compte de la puissance et du type de paliers. Le tableau absolu est ici secondaire : la tendance par rapport au niveau auquel votre machine fonctionnait sans problème, et la structure du spectre, sont plus informatives. La tolérance de balourd résiduel lors de l'équilibrage est vérifiée par les classes G selon l'ISO 21940.