Équilibrage de la roue de pompe sur site : roues fermées, semi-ouvertes et ouvertes

La pompe se met à trembler, la garniture mécanique fuit, le palier avant chauffe, et le premier suspect est la roue. Parfois à juste titre : en un an, la cavitation ronge les bords d'attaque, des dépôts se logent dans un seul canal inter-aubes, une roue neuve arrive avec un balourd résiduel. Mais sur une pompe, la moitié du niveau de vibration vient souvent de l'écoulement, pas de la masse, et cela se vérifie sur site en une heure. Nous arrivons avec un analyseur à deux voies et séparons d'abord la composante 1x — la vibration à la fréquence de rotation, que crée justement le balourd — de la fréquence de passage des aubes et du bruit de cavitation. Si les chiffres le justifient, nous équilibrons le rotor directement dans ses propres paliers.

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

Symptômes : comment reconnaître un balourd de la roue elle-même

Un balourd de roue ne se comporte pas comme l'hydraulique. Il ne réagit pas à la vanne, ne disparaît pas quand on relève le niveau dans le bac d'aspiration, et reste à un niveau constant pendant des mois, jusqu'à ce que la roue change à nouveau. La phase de la composante 1x se répète alors d'un démarrage à l'autre : le point lourd reste à la même position angulaire et ne bouge pas.

• Le niveau de vibration a augmenté progressivement pendant des mois, puis a chuté en un seul démarrage après le nettoyage du corps et de la roue. Ce sont des dépôts, et ils reviendront.
• La pompe s'est mise à trembler davantage juste après le remplacement de la roue par une neuve ou l'installation d'une roue d'un autre modèle.
• La vibration a augmenté après une réduction du diamètre de la roue pour obtenir une autre pression.
• La pompe a subi une rotation inverse à l'arrêt, et le bruit a changé depuis. Vérifiez l'écrou de la roue et son ajustement.
• Sur une pompe en porte-à-faux, le palier avant, le plus proche de la roue, vibre nettement plus que le palier arrière.
• La vibration axiale au niveau du roulement de butée a augmenté en même temps que la vibration radiale.
• La pompe a pompé du sable, de la boue ou de la pulpe pendant toute une saison, et les bords d'attaque des aubes sont visiblement usés.
• À l'inspection, des cavités et une surface rongée et rugueuse sont visibles sur les bords d'attaque ou sur le flasque avant.
• Le niveau de vibration ne change pas quand vous manœuvrez la vanne au refoulement.

Le dernier point est le plus précieux. Une vibration qui ne dépend ni du débit ni de la pression est mécanique, et c'est justement elle que nous réduisons avec des masses. Tout ce qui réagit au régime se traite séparément : c'est l'objet de notre article sur les causes hydrauliques de la vibration d'une pompe.

Comment est construite la roue et d'où vient son balourd

La roue est une pièce coulée ou un assemblage soudé à aubes, montée sur un cône ou une clavette et serrée par un écrou. Le balourd y apparaît de quatre façons. La première : une hétérogénéité de fonderie et un balourd résiduel après la fabrication ou la réparation. La deuxième : une usure qui n'est presque jamais symétrique sur la circonférence. La troisième : des dépôts de produit dans les canaux inter-aubes et sur les disques. La quatrième : le montage, c'est-à-dire un ajustement excentrique sur l'arbre, un basculement causé par un écrou mal serré, une clavette rabotée ou perdue.

Le type de roue détermine l'essentiel : où vous pourrez ajouter ou retirer de la masse. C'est la question clé de l'intervention, et une photo de l'ensemble permet souvent d'y répondre immédiatement.

Notez le nombre d'aubes à part. Nous en avons besoin non pas pour calculer les masses, mais pour déterminer la fréquence de passage des aubes et ne pas confondre son pic avec un balourd.

Ce que nous vérifions avant de sortir les masses

Nous plaçons les capteurs sur les paliers : le premier côté accouplement, le second côté roue, tous deux en position radiale-horizontale, fixés au magnétique sur une surface nettoyée. Sur une pompe en porte-à-faux, nous ajoutons une mesure axiale sur le palier avant : la vibration axiale y renseigne sur l'usure des bagues d'étanchéité et l'état des orifices de décharge. Nous collons le repère réfléchissant sur le demi-accouplement ou sur une zone sèche de l'arbre. Sous le presse-étoupe, la fuite le lave, et le capteur laser de phase perd le signal.

Vient ensuite une courte liste de ce qui concerne spécifiquement la roue et son ajustement. Équilibrer sans avoir traité ces points ne sert à rien : le résultat ne tiendra pas jusqu'à la fin du poste.

• La roue et le corps sont-ils propres. Une roue encrassée ne doit pas être équilibrée : vous figeriez les dépôts avec des masses, et quand un morceau se détachera, la vibration deviendra plus forte qu'au départ.
• L'écrou de la roue : couple de serrage, freinage, sens du filetage. Un écrou desserré donne une composante 1x instable, et le coefficient d'influence — la réponse de la machine à une masse d'essai, la base de tout le calcul — ne peut pas être déterminé dans ces conditions.
• L'ajustement sur le cône ou sur la clavette : faux-rond de l'arbre au comparateur, près du moyeu et à l'extrémité libre.
• Le jeu entre les extrémités des aubes d'une roue semi-ouverte et la plaque d'usure. S'il dépasse la valeur du fabricant, il faut d'abord un réglage ou une roue neuve.
• Les orifices de décharge d'une roue fermée. Des orifices bouchés augmentent la poussée axiale et chargent le roulement de butée.
• Le jeu axial du rotor et l'état de la bague d'étanchéité avant.
• Le presse-étoupe : le tressage n'est pas trop serré, une fuite goutte à goutte est présente. Un tressage trop serré chauffe et fait fléchir l'arbre, et la phase dérive d'un démarrage à l'autre.
• La garniture mécanique : ne pas faire tourner l'arbre à sec, ne pas souder à proximité.
• Les efforts imposés par la tuyauterie sur les tubulures et le pied mou. D'abord les cales et l'alignement des arbres entre la pompe et le moteur, ensuite l'équilibrage.
• La résonance. Sur une pompe à entraînement à vitesse variable, nous vérifions toute la plage de régime de fonctionnement, pas un seul point.
• La température du corps du palier et la limite admissible pour un accéléromètre à fixation magnétique.

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

L'hydraulique qui ressemble à un balourd de roue

La moitié des appels pour un balourd de roue se termine par un diagnostic « écoulement », et cela se vérifie sans démontage. Nous demandons de conserver un seul régime à tous les démarrages et notons les chiffres : débit, pression à l'aspiration et au refoulement, position de la vanne, niveau dans le bac d'aspiration, température du fluide. Ensuite, si le procédé le permet, nous changeons de régime et observons ce qu'a fait la vibration.

Nous calculons tout de suite la fréquence de passage des aubes : le nombre d'aubes multiplié par le régime et divisé par 60. Un pic à cette fréquence ne disparaît jamais avec des masses. L'analyse détaillée de la cavitation, de la recirculation et du point de fonctionnement se trouve dans notre article séparé sur les causes hydrauliques de la vibration d'une pompe.

Sans régime fixe, les démarrages d'essai ne peuvent tout simplement pas être comparés entre eux. L'appareil perçoit de la même façon un changement de vibration dû à la masse et un changement dû au débit, et le coefficient d'influence obtenu sera faux.

Déroulement de l'intervention sur site

1. 01

   Photos et données avant le déplacement

   Vous nous indiquez le type de roue, le nombre d'aubes, le régime et le schéma de la pompe, et nous envoyez des photos de l'ensemble d'accouplement et du palier avant. La photo permet de voir s'il existe seulement un plan de correction, ce qui constitue la moitié de la réponse. Nous clarifions en même temps les contraintes : interdiction de souder, version sanitaire, zone à risque d'explosion.

2. 02

   Inspection et nettoyage, si le corps s'ouvre

   Si la pompe a déjà été ouverte ou si le couvercle se dépose rapidement, nous examinons les bords d'attaque des aubes, l'épaisseur des disques, les dépôts dans les canaux. La question se règle souvent ici : la roue n'a pas besoin d'être équilibrée, mais nettoyée ou remplacée.

3. 03

   Mesure à régime fixe

   Deux accéléromètres sur les paliers, capteur laser de phase sur le repère. Nous relevons la vibration globale (le niveau total sur toutes les fréquences), la composante 1x avec sa phase, le régime, le spectre — la décomposition de la vibration par fréquences — et le signal temporel. C'est ici que se décide si les masses ont un sens.

4. 04

   Mécanique et ajustement de la roue

   Nous vérifions l'écrou de la roue, le faux-rond, les jeux, le presse-étoupe, la fixation et le désalignement. Nous corrigeons ce que nous pouvons sur place, consignons le reste dans le rapport et répétons la mesure.

5. 05

   Masse d'essai

   Nous posons une masse d'essai de valeur connue à un rayon connu, dans le plan de correction accessible. Un démarrage d'essai valable change l'amplitude ou la phase d'au moins 20 à 30 %. En dessous, cela signifie que la masse est trop faible, et nous l'augmentons.

6. 06

   Correction

   Le logiciel indique la masse et l'angle pour chaque plan. Sur la face de la roue, nous calculons l'enlèvement de métal par perçage à un rayon mesuré à l'avance. Sur le demi-accouplement, nous travaillons en positions fixes : au lieu d'un angle, vous obtenez un numéro de position et la masse des rondelles.

7. 07

   Démarrage de contrôle, repère de montage et rapport

   Nous redémarrons dans le même régime et comparons. Si le niveau a baissé mais que la tolérance n'est pas atteinte, nous ajoutons un petit correctif aux masses déjà posées. Nous marquons la position relative de la roue et de l'arbre pour que le prochain montage ne fausse pas le résultat, et conservons les coefficients d'influence de cette machine.

Un ou deux plans, et où se trouvent les plans de correction sur une pompe

La roue elle-même est presque toujours courte : la longueur dans la zone de correction est inférieure à la moitié du diamètre, et prise isolément, elle s'équilibre sur un seul plan. Mais ce n'est pas la roue que vous équilibrez, c'est le rotor complet, et c'est ensuite le schéma de la pompe qui décide.

Sur une pompe en porte-à-faux, la roue est déportée au-delà de l'ensemble des paliers. Une masse non équilibrée en porte-à-faux produit sur le palier proche une réaction radiale importante, et sur le palier éloigné une réaction de signe opposé. Si l'on corrige seulement dans un plan éloigné de l'endroit du balourd sur la longueur de l'arbre, une partie du déséquilibre subsiste sous forme de moment : la vibration chute sur un palier, mais reste ou augmente sur l'autre. C'est pourquoi, sur les pompes en porte-à-faux, nous travaillons plus souvent sur deux plans, en prenant la roue ou son écrou, et le demi-accouplement.

Une roue entre paliers et un rotor multicellulaire donnent une géométrie allongée, où deux plans sont obligatoires. Cas à part, les rotors flexibles : un résultat obtenu à un régime ne se transpose pas à un autre. C'est l'objet de notre article sur la vitesse critique et les rotors flexibles.

• La face externe du flasque arrière de la roue. C'est le plus proche du plan du balourd, le rayon est grand, donc la masse nécessaire est faible. Accessible seulement corps de pompe démonté.
• L'écrou de la roue et les rondelles placées dessous. Le rayon est faible, donc la même correction demande une masse nettement plus grande. Convient pour de faibles valeurs résiduelles.
• Les boulons du demi-accouplement. Le plan le plus accessible sur une pompe : nous composons la masse avec des rondelles, travaillons en positions fixes, sans rien souder ni percer.
• L'extrémité libre de l'arbre, la poulie ou le ventilateur de refroidissement du moteur sur les groupes à transmission par courroie.
• Les trous et rondelles d'équilibrage prévus par le fabricant, si la conception les prévoit. Les orifices de décharge n'en font pas partie.

Pour être honnête sur le report de la correction : si le balourd est dans la roue et que seul le demi-accouplement est accessible, la vibration baissera tout de même, tant que le rotor se comporte comme un rotor rigide. La précision diminue quand la distance entre la roue et le demi-accouplement augmente, et quand le régime augmente. Sur des rotors multicellulaires longs, ce contournement ne fonctionne souvent pas du tout, et nous le dirons à l'avance, sur la base des chiffres, pas après la visite.

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

Comment nous fixons la masse de correction sur ce rotor

Sur une roue de pompe, la masse soudée est interdite plus souvent qu'autorisée, c'est pourquoi la méthode de correction principale ici est l'enlèvement de métal. Le logiciel calcule non seulement la masse, mais aussi les paramètres de perçage à un rayon donné, si bien que vous obtenez un diamètre, une profondeur et une position, et non des grammes abstraits.

• Nous ne collons ni ne fixons par collier des masses dans la partie hydraulique : le liquide et la pression les arracheraient en un poste.
• Nous ne posons pas de masse dans un canal inter-aubes. Vous perdriez du débit et créeriez un nouveau foyer d'érosion.
• Nous ne perçons pas le flasque avant d'une roue fermée : il est plus fin que le flasque arrière et souvent déjà rongé par la cavitation.
• Nous ne touchons pas aux extrémités des aubes d'une roue semi-ouverte : le jeu par rapport à la plaque d'usure ne se rétablit pas.
• Nous ne laissons pas de métal à nu sur une roue destinée à l'eau potable ou à la production alimentaire. Toute intervention sur la partie mouillée est convenue avec votre responsable technique avant le déplacement.

L'emplacement et le rayon de la correction figurent dans le rapport avec la masse. Six mois plus tard, ou après un nouveau démontage, vous devez savoir non seulement « combien », mais aussi « où », sinon le remontage suivant repart de zéro. Les règles générales de fixation des masses sont détaillées dans un article séparé.

Quand l'équilibrage de la roue sur site ne fonctionnera pas

Il existe des cas où les masses n'apporteront rien, ou feront du tort. Nous préférons les signaler avant le déplacement, pas après.

• L'érosion de cavitation a traversé la paroi ou rongé le flasque avant. Percer et charger une telle roue est dangereux, et l'équilibrage ne rendra ni la pression ni le rendement. Un remplacement est nécessaire.
• Une aube est ébréchée ou cassée, il y a une fissure dans le disque ou dans le moyeu. Remplacement, sans alternative.
• L'usure abrasive a rongé les parois jusqu'à des épaisseurs inégales sur la circonférence. Nous réduirons le niveau de vibration, mais ce n'est qu'un sursis : la géométrie de la roue est déjà altérée, et nous indiquerons dans le rapport que la durée de vie restante est limitée.
• Le jeu d'une roue semi-ouverte dépasse la valeur du fabricant. D'abord un réglage ou une roue neuve, ensuite la mesure.
• L'ajustement sur l'arbre est détérioré, la clavette est arrachée, l'écrou ne tient pas. La composante 1x varie d'un démarrage à l'autre, et le coefficient d'influence ne peut pas être obtenu.
• Un arbre voilé. Le balourd n'est ici qu'une conséquence, pas la cause.
• Un canal inter-aubes complètement bouché par des fibres ou une croûte. D'abord le nettoyage, et souvent, après cela, l'équilibrage n'est plus nécessaire.
• La roue est totalement inaccessible : corps revêtu, pompe chimique étanche à accouplement magnétique, pompe immergée dans un corps noyé. S'il n'y a même pas de demi-accouplement, il ne reste que le démontage et l'équilibrage du rotor sur banc.
• Une version sanitaire ou pour eau potable interdisant toute intervention sur la partie mouillée. Nous travaillons seulement en dehors de celle-ci, et s'il n'y a pas non plus d'accès là, la roue est remplacée par une roue sélectionnée par pesée.
• Le régime n'est pas stable : la pompe fonctionne par cycles de marche-arrêt, le débit et la pression fluctuent. Les démarrages d'essai ne peuvent pas être comparés entre eux.

L'atout de l'équilibrage sur site, c'est que le rotor est équilibré dans ses propres paliers, avec l'arbre, le demi-accouplement et la rigidité réelle du châssis. Une roue déposée, équilibrée sur un mandrin, reçoit un nouveau balourd au remontage, dû à l'excentricité de l'ajustement. C'est pourquoi nous cherchons à travailler sur site, mais pas à tout prix : si la bonne réponse est une roue neuve, vous l'entendrez de notre part.

Ce que vous obtenez et comment commander

Le résultat du travail, ce sont des chiffres et les emplacements des masses, pas un « c'est devenu plus calme ». Tout ce qui suit figure dans le rapport et peut être comparé à une nouvelle mesure six mois plus tard.

• La vibration globale et la composante 1x avec sa phase, avant et après, pour chaque palier, en mm/s RMS (valeur efficace de la vitesse vibratoire), plus une mesure axiale sur une pompe en porte-à-faux.
• Les spectres avant et après : on y voit ce qui a disparu et ce qui reste à la fréquence de passage des aubes et dans la zone haute fréquence.
• Le régime au moment des mesures : vitesse de rotation, débit, pression, position de la vanne.
• Les masses, rayons et positions angulaires, ou les numéros de positions fixes. Pour le perçage, le diamètre, la profondeur et l'emplacement sur la face.
• Le balourd résiduel et son évaluation selon la classe G choisie — la tolérance d'équilibrage —, si elle est définie pour la machine.
• L'évaluation de l'état de la machine par zones de A à D (A — bon, D — inadmissible), avec indication de la partie et de l'édition de la norme appliquées, des points de mesure et des conditions de fonctionnement.
• Le repère de position relative de la roue et de l'arbre, pour que le prochain montage ne fausse pas le résultat.
• Les coefficients d'influence de cette pompe, conservés : le prochain équilibrage se fera sans démarrages d'essai.
• La liste de ce que l'équilibrage n'a pas résolu : garnitures, roulements, régime, tuyauterie, usure de la roue.
• 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, car le déplacement, l'installation des capteurs et le diagnostic prennent du temps quel que soit le nombre de machines. Le calculateur du site donne un calcul précis pour votre cas, et plusieurs pompes en une seule visite reviennent moins cher : l'appareil et les capteurs sont déjà sur place.
• 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.

• Type de roue : fermée, semi-ouverte, ouverte ; nombre d'aubes.
• Schéma de la pompe : en porte-à-faux, roue entre paliers, multicellulaire, monobloc.
• Régime, puissance de l'entraînement, présence d'un entraînement à vitesse variable ou d'une transmission par courroie.
• Fluide et température, présence d'abrasif et tendance aux dépôts.
• Ce qui a changé et quand : après une réparation, après un nettoyage, après un remplacement de roue, progressivement.
• Photos de l'ensemble d'accouplement, du palier avant et, si elle est accessible, de la roue elle-même.
• Contraintes : interdiction de souder, version sanitaire, zone à risque d'explosion, durée d'arrêt admissible.

Si les photos et les chiffres montrent que la roue a besoin d'être remplacée plutôt que de recevoir des masses, nous le disons avant le déplacement et proposons une solution de remplacement à l'équilibrage.

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

Questions fréquentes

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