ISO 13373-1:2002

NORME ISO
INTERNATIONALE 13373-1
Première édition
2002-02-15
Surveillance et diagnostic d'état
des machines — Surveillance
des vibrations —
Partie 1:
Procédures générales
Condition monitoring and diagnostics of machines — Vibration
condition monitoring —
Part 1: General procedures
Numéro de référence
©
ISO 2002
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Version française parue en 2003
Publié en Suisse
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Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives. 2
3 Termes et définitions . 2
4 Surveillance des vibrations. 2
4.1 Généralités. 2
4.2 Types de systèmes de surveillance des vibrations . 2
4.3 Collecte de données . 5
4.4 Programme de surveillance . 6
5 Mesurages. 8
5.1 Généralités. 8
5.2 Types de mesurages. 8
5.3 Grandeurs de mesure . 15
5.4 Précision et répétabilité des mesurages . 17
6 Capteurs. 18
6.1 Types de capteurs. 18
6.2 Sélection du capteur. 18
6.3 Fixation du capteur . 22
7 Formats de présentation des données .23
7.1 Généralités. 23
7.2 Mesurages des données de référence.24
7.3 Détermination des tendances des vibrations . 25
7.4 Vibrations à fréquence discrète . 32
8 Analyse et communication des données . 33
Annexe A (informative) Principes directeurs pour les types de mesurages et leurs emplacements. 35
Annexe B (informative) Exigences relatives à l'enregistrement des informations. 42
Annexe C (informative) Causes potentielles des sources de vibrations. 44
Annexe D (informative) Conventions pour l'identification des emplacements de mesurage
des vibrations. 48
Bibliographie . 56

Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments de la présente partie de l’ISO 13373 peuvent faire
l'objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour
responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 13373-1 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 108, Vibrations et chocs mécaniques,
sous-comité SC 2, Mesure et évaluation des vibrations et chocs mécaniques intéressant les machines, les
véhicules et les structures.
L'ISO 13373 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Surveillance et diagnostic d'état
des machines — Surveillance des vibrations:
 Partie 1: Procédures générales
 Partie 2: Traitement des données, analyse, diagnostic, affichage et vibrations générales
Les annexes A, B, C et D de la présente partie de l’ISO 13373 sont données uniquement à titre d’information.

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Introduction
L’objectif principal de la surveillance des vibrations des machines est de fournir des informations sur l’état de
fonctionnement des machines à des fins de protection et de maintenance prévisionnelle. L’évaluation de l’état
vibratoire de la machine sur le temps de fonctionnement fait partie intégrante de ce processus. Le but de la
présente partie de l’ISO 13373 est de promouvoir l’utilisation de principes directeurs admis relatifs à
l’acquisition et à l’évaluation des mesurages des vibrations pour la surveillance.
Par opposition aux essais de vibrations strictement utilisés pour des besoins de diagnostic et de réception, la
surveillance implique l’acquisition de données qui peuvent être comparées sur un court espace de temps, et
elle met l’accent sur les changements du comportement vibratoire plutôt que sur tout comportement particulier
en soi.
Les changements du comportement vibratoire peuvent être généralement le résultat de
 variation de l’état d’équilibre,
 variation de l’alignement,
 l’usure ou de l’endommagement du palier lisse ou du roulement antifriction,
 défauts d’engrenage ou d’accouplement,
 fissures dans les composants critiques,
 transitoires de fonctionnement,
 perturbations du débit de fluide dans les machines hydrauliques,
 excitations transitoires dans les machines électriques,
 frottements,
 desserrages mécaniques.
La surveillance des vibrations peut fournir des informations pour les besoins suivants:
 augmentation de la protection de l’équipement;
 amélioration de la sécurité du personnel;
 amélioration des procédures de maintenance;
 détection précoce des problèmes;
 évitement de pannes catastrophiques;
 prolongement de la vie de l’équipement;
 amélioration du fonctionnement.
Les mesurages des vibrations liés à la surveillance peuvent être de différents types, du plus simple au plus
complexe, et peuvent inclure des mesurages continus ou périodiques. Toutefois, ils partagent tous un même
but, celui d’apprécier de façon précise et fiable l’état des machines. L’instrumentation et les procédures
recommandées dans la présente partie de l’ISO 13373 aideront à atteindre cet objectif.
Les méthodes de mesure décrites dans la présente partie de l’ISO 13373 reflètent les méthodes communes
et courantes de mesure utilisant des capteurs de vibrations sismiques et sans contact. Toutefois, il est
reconnu que d’autres méthodes d’évaluation de l’état vibratoire des machines sont en développement. Bien
qu’elles ne soient pas incluses pour le moment, la présente partie de l’ISO 13373 n’écarte pas l’utilisation de
ces techniques de mesurage.
En outre, l’ISO/TC 108 est actuellement en voie de développer de nouvelles Normes internationales dans le
domaine du diagnostic des machines. Ces Normes internationales sont destinées à fournir des indications sur
la surveillance globale de la «santé» des machines, y compris des facteurs tels que les vibrations, la pureté
de l’huile et la thermographie.

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NORME INTERNATIONALE ISO 13373-1:2002(F)

Surveillance et diagnostic d'état des machines — Surveillance
des vibrations —
Partie 1:
Procédures générales
1 Domaine d'application
La présente partie de l’ISO 13373 fournit des principes directeurs généraux pour les fonctions de mesurage et
de collecte de données des vibrations des machines, liées à la surveillance. Elle est destinée à promouvoir
une cohérence des modes opératoires de mesure et des pratiques de mesurage, concernant généralement
les machines tournantes.
Étant donné la diversité des approches liées à la surveillance, des recommandations spécifiques à un type
particulier de programme de surveillance seront abordées dans les parties supplémentaires de l’ISO 13373.
La présente partie de l’ISO 13373 est un document de base qui présente des recommandations de nature
générale, incluant les sujets suivants:
 méthodes de mesurage;
 paramètres de mesurage;
 sélection du capteur;
 emplacement du capteur;
 fixation du capteur;
 collecte de données;
 conditions de fonctionnement de la machine;
 systèmes de surveillance des vibrations;
 systèmes de conditionnement des signaux;
 interfaces avec les systèmes de traitement des données;
 surveillance continue; et
 surveillance périodique.
Les conditions vibratoires d’une machine peuvent être surveillées par des mesurages des vibrations sur le
palier ou la structure de la carcasse et/ou par des mesurages des vibrations des éléments tournants de la
machine. De plus, les mesurages peuvent être continus ou non continus. La présente partie de l’ISO 13373
fournit des indications sur les types de mesurages recommandés à la fois dans les modes continu et non
continu.
Il est à noter que la présente partie de l’ISO 13373 ne traite que des procédures de surveillance des vibrations
des machines. Dans de nombreux cas, la surveillance et le diagnostic complets d’une machine peuvent
également inclure d’autres paramètres, tels que la thermographie, l’analyse de l’huile, la ferrographie, les
variations du procédé, les températures et les pressions. Ces paramètres non vibratoires seront inclus dans
d’autres Normes internationales.
La présente partie de l’ISO 13373 couvre les machines tournantes. Cependant, un certain nombre de
procédures incluses peut être appliqué à d’autres types de machines, par exemple, les machines alternatives.
2 Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui y est faite,
constituent des dispositions valables pour la présente partie de l'ISO 13373. Pour les références datées, les
amendements ultérieurs ou les révisions de ces publications ne s’appliquent pas. Toutefois, les parties
prenantes aux accords fondés sur la présente partie de l'ISO 13373 sont invitées à rechercher la possibilité
d'appliquer les éditions les plus récentes des documents normatifs indiqués ci-après. Pour les références non
datées, la dernière édition du document normatif en référence s’applique. Les membres de l'ISO et de la CEI
possèdent le registre des Normes internationales en vigueur.
ISO 1925, Vibrations mécaniques — Équilibrage — Vocabulaire
ISO 2041, Vibrations et chocs — Vocabulaire
ISO 7919-1, Vibrations mécaniques des machines non alternatives — Mesurages sur les arbres tournants et
critères d’évaluation — Partie 1: Directives générales
ISO 10816-1, Vibrations mécaniques — Évaluation des vibrations des machines par mesurages sur les
parties non tournantes — Partie 1: Directives générales
3 Termes et définitions
Pour les besoins de la présente partie de l'ISO 13373, les termes et définitions donnés dans l’ISO 1925 et
l’ISO 2041 s'appliquent.
4 Surveillance des vibrations
4.1 Généralités
La surveillance des vibrations est effectuée pour permettre l’évaluation de la «santé» de la machine durant un
fonctionnement soutenu. Selon le type de machine et les composants critiques à surveiller, un ou plusieurs
paramètres de mesurage et un système de surveillance adéquat doivent être sélectionnés. L’objectif d’un tel
programme est de reconnaître rapidement un état «maladif» afin d’entreprendre une action corrective avant
que certains défauts des pièces de la machine n’affectent de façon significative le fonctionnement de
l’équipement ou la durée de vie prévue de la machine, ou ne tombent en panne complètement, et d’établir de
cette façon un plan de maintenance rentable.
Plusieurs types de systèmes de surveillance sont décrits ci-dessous; selon la machine, son état et d’autres
facteurs, l’un de ces systèmes, ou des combinaisons de ces derniers, peuvent être sélectionnés.
4.2 Types de systèmes de surveillance des vibrations
4.2.1 Généralités
Il existe plusieurs types de systèmes de surveillance. Ils peuvent utiliser des équipements de mesure installés
de façon permanente, semi-permanente ou des équipements portatifs.
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La décision quant au choix du système de mesure approprié dépend d’un certain nombre de facteurs, tels que
 la criticité du fonctionnement de la machine,
 le coût du temps d’arrêt de la machine,
 le coût d’une panne catastrophique,
 le prix de la machine,
 la vitesse de progression du mode de défaillance,
 l’accessibilité en ce qui concerne la réparation/maintenance (par exemple pour les centrales nucléaires
ou d’autres sites éloignés),
 l’accessibilité relative à des positions de mesurage appropriées,
 la qualité du système de mesure/diagnostic,
 les modes d’exploitation de la machine (par exemple vitesse ou puissance),
 le prix du système de surveillance,
 la sécurité, et
 l’impact environnemental.
4.2.2 Systèmes installés de façon permanente
Dans ce type de système, les capteurs, les conditionneurs de signaux, l’équipement de traitement et de
stockage des données sont installés de façon permanente. Les données peuvent être collectées soit de façon
continue, soit de façon périodique. L’utilisation de systèmes installés de façon permanente est généralement
limitée aux machines coûteuses et critiques. La Figure 1 montre un système type en ligne installé de façon
permanente.
Légende
1 Machine d’entraînement
2 Capteurs de déplacement (types)
3 Référence de phase
4 Capteurs (types) sur une structure à paliers fixes
5 Machine du procédé entraînée
6 Radial
7 Axial
8 Imprimante
9 Ordinateur avec stockage des données
10 Conditionneur de signaux
NOTE Cette figure montre une description courante. D’autres systèmes sont admis (par exemple ceux à base de
microprocesseurs ont souvent un conditionnement du signal intégral qui peut être exécuté après la conversion courant
alternatif/courant continu).
Figure 1 — Système type en ligne de surveillance des vibrations, installé de façon permanente
4.2.3 Systèmes semi-permanents
Le système semi-permanent est à mi-chemin entre le système permanent et le système portatif. Dans ce type
de système, les capteurs sont généralement installés de façon permanente, alors que les matériels
électroniques d’acquisition des données sont connectés de façon intermittente.
4.2.4 Systèmes de surveillance portatifs
Un système de surveillance portatif présente des fonctions similaires à celles du système en ligne «continu»,
mais il est moins élaboré et normalement moins onéreux. Avec cette configuration, les données sont
enregistrées périodiquement, soit automatiquement, soit manuellement, avec un collecteur de données
portatif. Ce type de système est présenté à la Figure 2.
Les systèmes de surveillance portatifs sont plus communément utilisés pour enregistrer manuellement des
mesurages à des emplacements présélectionnés sur la machine, à des intervalles périodiques (hebdomadaire,
mensuel, etc.). Les données sont généralement entrées et stockées localement sur un collecteur de données
portatif. Une analyse préliminaire rapide peut être effectuée immédiatement; toutefois, pour un traitement et
une analyse plus détaillés, les données sont téléchargées sur un ordinateur doté du logiciel approprié.

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Légende
1 Machine d’entraînement
2 Points de données (types)
3 Référence de phase
4 Machine du procédé entraînée
5 Radial
6 Axial
7 Imprimante
8 Ordinateur avec stockage des données
9 Liaison à l’ordinateur
10 Enregistreur de données portatif
11 Capteur
Figure 2 — Système portatif type de surveillance
4.3 Collecte de données
4.3.1 Généralités
Les données peuvent être collectées de façon continue ou périodique; l’analyse des données peut être
réalisée ponctuellement (événement) ou par intervalles.
4.3.2 Collecte continue de données
Dans un système de collecte continue de données, les capteurs de vibrations sont installés de façon
permanente aux emplacements clés de la machine (comme le montre la Figure 1), et les mesures des
vibrations sont généralement enregistrées et stockées de façon continue, pendant l’exploitation de la machine.
Ce système peut inclure des systèmes automatiques de surveillance des vibrations avec des connexions
multiplex, à condition que le taux de multiplexage soit suffisamment rapide pour qu’aucune donnée ou
tendance significative ne soit perdue. Les données peuvent être traitées pour fournir des informations à large
bande ou des informations spectrales relatives à la machine, qui peuvent être comparées à des données
préalablement acquises. En fixant des «limites d’alerte» sur les données stockées, il est possible d’informer
l’opérateur que le comportement vibratoire de la machine a changé (le niveau a augmenté ou diminué), et que
par conséquent des procédures de diagnostic sont recommandées.
Un système de collecte continue de données peut être installé sur le site de la machine pour une utilisation
directe par l’équipe chargée de l’exploitation de cette dernière ou il peut être installé sur des sites distants, les
données étant transmises à un centre d’analyse des données. L’avantage évident d’un système «continu» est
la disponibilité de l’état en ligne de la machine, en temps réel.
Dans un système automatique, les capteurs de vibrations permanents sont installés sur la machine
pratiquement de la même façon qu’avec le système continu de surveillance. Le système est programmé pour
enregistrer et stocker automatiquement les données. Les dernières données sont comparées aux données
préalablement stockées de façon à déterminer s’il y a une ALARME.
Un système de collecte continue de données peut être justifié lorsque les facteurs énumérés en 4.2.1 sont
pris en considération.
4.3.3 Collecte périodique de données
La collecte périodique de données peut être effectuée avec des systèmes en ligne permanents ou portatifs.
Les systèmes périodiques en ligne peuvent inclure des systèmes automatiques de surveillance des vibrations
avec des connexions à un multiplexeur. Dans ce cas, tous les canaux sont balayés de façon cyclique l’un
après l’autre en tenant compte des conditions hors limites. Le système de mesure est en fonctionnement de
façon permanente, mais il y a des vides dans la surveillance des points de mesure individuels, qui dépendent
du nombre de canaux surveillés et de la période de mesurage par canal. Ces systèmes sont parfois appelés
systèmes de «balayage» ou «intermittents».
Pour les machines qui ne peuvent justifier l’utilisation de systèmes en ligne permanents, des systèmes
portatifs sont généralement utilisés et sont, dans la plupart des cas, adaptés à la surveillance périodique.
4.4 Programme de surveillance
Après la sélection de l’équipement à surveiller et la détermination du type de système de mesure approprié, il
est recommandé qu’un organigramme relatif au programme de surveillance soit développé. La Figure 3
montre un organigramme type. Toutefois, étant donné que chaque installation et chaque système sont
uniques, il convient que l’organigramme soit adapté de façon à fournir le maximum d’avantages.
Il convient que des descriptions claires des conditions de fonctionnement, telles que la vitesse, la charge ou la
température, accompagnent toute donnée collectée relative aux vibrations. Il convient que ces descriptions
incluent, au minimum, la vitesse de l’arbre (tr/min), la charge de la machine (puissance, débit, pression, etc.)
et tout autre paramètre de fonctionnement qui peut affecter les vibrations mesurées.
En général, durant l’acquisition des données, il est important de souligner qu’il convient que les conditions de
fonctionnement se rapprochent le plus possible des conditions de fonctionnement normales de la machine,
pour garantir une cohérence et une comparabilité valable des données. En cas d’impossibilité, les
caractéristiques de la machine doivent être bien déterminées de façon à évaluer toute différence au niveau
des données.
Étant donné que la procédure de surveillance inclut le processus de «détermination des tendances», qui
examine la vitesse à laquelle les valeurs des vibrations changent par rapport au temps de fonctionnement, il
est particulièrement important que les conditions de fonctionnement durant les mesurages successifs restent
les mêmes, de façon que la détermination des tendances soit valable. Par exemple, dans le cas des pompes,
les valeurs des vibrations peuvent varier de façon significative, des charges de service «normales» à «hors de
la normale». Par conséquent, un changement dans la réponse vibratoire dû à un changement des conditions
de fonctionnement peut facilement être interprété de façon erronée comme un changement dû à un problème
imminent.
De plus, la vitesse d’acquisition des données nécessite d’être constante. Comme il est souligné en 7.3, elle
dépend de l’état courant de la machine.

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Figure 3 — Organigramme de surveillance des vibrations
Il peut également être nécessaire de collecter des données pour d’autres conditions, selon la complexité de la
machine et le but du mesurage. Par exemple, lorsque des problèmes avec un balourd, un frottement, des
fissures de l’arbre ou une instabilité d’huile sont suspectés, l’essai durant le démarrage et l’arrêt, pour les
conditions transitoires, est recommandé.
5 Mesurages
5.1 Généralités
Cet article fournit des informations sur les types de mesurages et les grandeurs de mesure recommandés
pour la surveillance des vibrations. L’Annexe B donne une liste des informations couramment requises à
enregistrer pour chaque machine et mesurage.
5.2 Types de mesurages
5.2.1 Considérations générales
En général, il existe les trois types de mesurages suivants, qui peuvent être utilisés pour la surveillance des
vibrations des machines:
a) mesurages des vibrations effectués sur la partie non tournante de la machine, telle que les logements de
palier, la carcasse de la machine ou l’embase de la machine;
b) mouvement relatif entre le rotor et les paliers fixes ou la carcasse;
c) mouvement vibratoire absolu des parties tournantes.
Les mesurages des vibrations sur les structures utilisent normalement une combinaison de la vitesse efficace
avec le déplacement efficace ou avec l’accélération efficace (voir l’ISO 10816-1). Si les vibrations sont
essentiellement sinusoïdales, le déplacement vibratoire (zéro à crête ou crête à crête) peut également être
utilisé.
Pour les machines/engrenages à haute vitesse et les machines avec des roulements antifriction, l’accélération
de crête est souvent utilisée pour la surveillance, en combinaison avec la vitesse efficace. De plus, il est fait
un usage accru d’autres techniques plus sophistiquées, qui permettent de faire une meilleure exploitation des
informations contenues dans le signal des vibrations.
Le déplacement absolu et relatif des composants tournants est défini plus en détail par plusieurs grandeurs
de déplacement différentes, chacune étant aujourd’hui utilisée couramment et définie dans l’ISO 7919-1. Elles
incluent
 S , valeur maximale du déplacement de l’arbre à partir d’une position moyenne zéro intégrée sur le
max
temps, et
 S , déplacement vibratoire crête à crête dans la direction du mesurage.
p-p
Chacune de ces grandeurs de déplacement peut être utilisée pour le mesurage des vibrations de l’arbre.
Toutefois, les grandeurs doivent être clairement identifiées de façon à garantir une interprétation correcte des
mesurages.
Il convient de noter que l’ISO 7919 et l’ISO 10816 traitent uniquement des mesurages à large bande.
Cependant, la surveillance peut inclure des mesurages et analyses des vibrations supplémentaires tels que
 analyse spectrale,
 filtrage,
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 formes d’ondes temporelles et orbites,
 analyse vectorielle avec amplitude et phase, et
 analyse de l’enveloppe des vibrations à haute fréquence.

X horizontal
Y vertical
Z axial
Figure 4 — Diagramme schématique des emplacements types des capteurs
pour les mesurages des vibrations sur les machines horizontales
5.2.2 Emplacements des capteurs
Les emplacements des capteurs pour les besoins de surveillance dépendent de la machine particulière et des
paramètres spécifiques à mesurer. Avant de spécifier «l’emplacement», il est nécessaire dans un premier
temps d’identifier les paramètres qu’il convient de surveiller, c’est-à-dire
 vibrations absolues de la carcasse de la machine,
 mouvement vibratoire du rotor par rapport à la carcasse,
 position de l’arbre par rapport à la carcasse durant le fonctionnement de la machine, et
 mouvement absolu de l’arbre.
En général, il convient que les capteurs soient placés sur ou à proximité des paliers. Toutefois, si le retour
d’expérience est disponible pour un type particulier de machine et si ces emplacements de capteur sont
pratiques, il peut être utile de placer les capteurs à d’autres positions qu’au niveau des paliers:
a) aux positions susceptibles de fournir les valeurs maximales des vibrations (telles qu’à mi-portée de l’arbre
intermédiaire des grands groupes de turbines à gaz);
b) aux positions où un frottement entre les parties statiques et tournantes peut apparaître.
Quel que soit le plan choisi pour le mesurage des vibrations, il convient que les capteurs soient situés aux
positions angulaires susceptibles de fournir des indications précoces d’usure ou de panne.
5.2.3 Emplacements des capteurs pour les machines types
L’Annexe A inclut un tableau présentant des emplacements recommandés pour l’obtention de données
significatives relatives aux vibrations pour divers types de machines. Ces emplacements et directions
fournissent des mesurages de l’arbre à proximité des paliers.
5.2.4 Orientation et identification des capteurs
Il convient que les emplacements des capteurs soient clairement marqués et identifiés afin de garantir une
répétabilité des emplacements durant les mesurages successifs. Il est important d’établir une convention
cohérente relative à l’affectation des noms des éléments et points de mesurage. L’Annexe D fournit un
exemple de convention type relative à l’orientation et l’identification des capteurs.
5.2.5 Mesurages sur les structures non tournantes
L’ISO 10816 fournit des procédures et une instrumentation spécifiques pour différentes classes de machines
et identifie la vitesse efficace des vibrations (en millimètres par seconde) comme étant le paramètre
d’évaluation privilégié. Les mesurages peuvent être effectués directement par un capteur de vitesse ou par un
accéléromètre avec intégrateur.
Les emplacements types pour ces types de mesurages se situent, sur les machines horizontales, sur chaque
logement de palier ou socle de palier, comme le montre la Figure 4. Pour les machines verticales, voir la
Figure 5.
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Figure 5 — Diagramme schématique des emplacements types des capteurs
pour le mesurage des vibrations sur les machines verticales
5.2.6 Mesurages sur les arbres
5.2.6.1 Généralités
Telle que définie dans l’ISO 7919-1, la grandeur de mesurage privilégiée pour le mesurage des vibrations de
l’arbre est le déplacement. Les paragraphes suivants décrivent plusieurs capteurs et dispositions pour les
mesurages d’arbre. Les figures comportent également des références au conditionneur local de signaux et au
traitement des données. Le paragraphe 5.2.8 inclut un examen du conditionneur de signaux.
NOTE Pour obtenir davantage de détails sur le traitement du signal, l’analyse et l’affichage des données, se reporter
à l’ISO 13373-2 actuellement en préparation.
5.2.6.2 Mouvement relatif de l’arbre par rapport à la carcasse
L’ISO 7919 fournit des procédures et une instrumentation spécifiques pour le mesurage des déplacements
vibratoires à large bande des arbres tournants pour différentes classes de machines.
Le déplacement relatif est mesuré de la meilleure façon en utilisant deux capteurs sans contact disposés pour
mesurer le mouvement relatif radial entre l’arbre ou la partie tournante et la partie fixe dans le même plan
transversal. La Figure 6 présente une installation type de ce système de capteurs sans contact.
À chaque palier, les capteurs sont normalement montés orthogonalement dans le palier ou aussi près que
possible du logement de palier. Dans certains cas, tels que sur les machines à arbre flexible, il peut être
conseillé de monter les capteurs à des emplacements autres qu’aux paliers.

Légende
1 Conditionneurs locaux de signaux
2 Vers le traitement du signal
3 Les orientations du capteur facultatif sont montrées
4 Arbre
5 Capteurs sans contact
Figure 6 — Diagramme schématique d'un système de mesure de mouvement
relatif utilisant des capteurs sans contact
Quoi qu’il en soit, les emplacements des capteurs doivent être tels qu’ils fournissent une sensibilité adéquate
aux forces dynamiques de la machine. Bien que les capteurs puissent être placés à toute position angulaire, il
est courant de les placer verticalement et horizontalement ou à ± 45° par rapport à la verticale et à
l’horizontale, selon l’accès immédiat au rotor. Un capteur unique peut être utilisé s’il est admis qu’il fournit des
informations adéquates sur la machine, toutefois certaines techniques d’analyse ne seront plus possibles,
telles que l’analyse d’orbite et S .
max
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5.2.6.3 Mouvement absolu de l’arbre
Certains types de machines, tels que celles présentant des structures souples de support du rotor et/ou des
rotors flexibles, ou des machines fonctionnant à proximité d’une fréquence propre du rotor, peuvent requérir le
mesurage du mouvement absolu de l’arbre.
Les Figures 7 et 8 fournissent des exemples de systèmes de mesure destinés à la détermination du
mouvement absolu de l’arbre. La méthode privilégiée est une combinaison de capteurs sans contact et de
capteurs sismiques, telle que le montre la Figure 7. Bien que le capteur avec chevauchement sur l’arbre
présenté à la Figure 8 puisse être utilisé dans certains cas, il convient de noter que cette méthode a une
gamme de fréquences limitée et qu’elle ne fournira pas de position radiale de l’arbre.

Légende
1 Conditionneurs locaux de signaux
2 Instrumentation d’affichage distante
3 Sortie facultative pour l’enregistrement alarme/déclenchement et/ou des outils d’analyse
4 Arbre
5 Capteurs sans contact
6 Capteurs sismiques
7 Carcasse de la machine
Figure 7 — Diagramme schématique d'un système de mesure du mouvement absolu/relatif
utilisant une combinaison de capteurs sans contact et sismiques
Légende
1 Conditionneurs locaux de signaux
2 Vers le traitement du signal
3 Arbre
4 Système de frottement sur l’arbre
5 Capteurs sismiques
6 Carcasse de la machine
Figure 8 — Diagramme schématique d'un système de mesure du mouvement absolu utilisant
un mécanisme à chevauchement d’arbre avec des capteurs sismiques
5.2.7 Vibrations de torsion
La surveillance courante des vibrations de torsion sur les machines tournantes n’est pas commune. Il se peut
qu’elle soit utilisée plus fréquemment à l’avenir, en particulier pour la surveillance des machines entraînée par
courant alternatif à fréquence variable. Elle a été typiquement utilisée dans un nombre limité de centrales
nucléaires dans l’industrie de production d’énergie électrique, afin de parvenir à une meilleure compréhension
de la gravité des interactions de la dynamique de torsion des groupes turboalternateurs et des oscillations
électriques du réseau de transport. Ceci implique la surveillance de la réponse en torsion de l’arbre du
turboalternateur due aux perturbations transitoires dans le réseau (par exemple défauts, courts-circuits), et
l’application continue de stimuli en régime stable à partir du réseau (par exemple lignes de transport
déséquilibrées). L’équipement de surveillance à cet effet est très spécialisé et peut être très onéreux, il
requiert un couplage à un ordinateur pour le traitement des données afin de convertir les informations
mécaniques acquises en plusieurs positions de l’arbre du turboalternateur, et de fournir des estimations de la
résistance à la fatigue aux positions les plus critiques dans la machine (Voir aussi l’article C.3).
Lorsque des mesurages des vibrations de torsion sont requis, ils sont habituellement effectués en mesurant
les variations de vitesse d’oscillations de la machine aux emplacements de capteurs sélectionnés. Les
systèmes de mesures couramment utilisés sont les suivants.
 Torsiographe monté à une extrémité libre qui mesure la vitesse angulaire vibratoire. Le signal de vitesse
vibratoire peut être intégré électroniquement pour fournir une amplitude de déplacement de torsion.
 Roues dentées à une extrémité libre ou à mi-arbre en combinaison avec un capteur électromagnétique
monté sur la structure fixe. Le capteur fournit un signal de la vitesse d’oscillation instantanée de la roue
«dentée» cible. Ce signal est généralement conditionné pour fournir un signal de déplacement de torsion.
 Disques montés à mi-arbre ou à une extrémité libre avec des marquages de code radiaux en
combinaison avec des capteurs optiques qui mesurent la vitesse instantanée et les variations de phase
des lignes cibles. Ce signal est conditionné électroniquement pour fournir un signal de déplacement de
torsion.
 Jauges de contrainte montées sur l’arbre pour mesurer directement la composante alternative de la
déformation de torsion.
 Systèmes laser.
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Abstraction faite du type de mesurage utilisé, une simulation mathématique est requise pour convertir les
informations de mesurage prises en un emplacement sélectionné en estimations de réponse en d’autres
emplacements d’intérêt. En général, la conversion de mesurages mécaniques en réponses de contrainte et
de fatigue est très complexe, demandant des procédures analytiques sophistiquées.
NOTE Les matériels et logiciels qui ont été employés et l’analyse des vibrations de torsion sont bien documentés
dans la littérature technique et ne seront pas traités dans la présente partie de l’ISO 13373.
5.2.8 Systèmes de conditionnement des signaux
Les signaux obtenus à partir des capteurs de vibrations requièrent couramment un certain degré de
conditionnement pour fournir une mesure utile. Les fonctions de conditionnement des signaux peuvent inclure
une conversion du signal de sortie du capteur en une grandeur mesurable telle que courant ou tension, et le
traitement du signal en une forme adéquate pour le mesurage requis.
Des exemples communs de ces traitements sont l’amplification/l’atténuation, le filtrage, la mise à l’échelle, le
décalage à courant continu et l’intégration.
Selon la complexité du système de mesure, les circuits nécessaires du conditionnement des signaux peuvent
prendre plusieurs formes:
 partie intégrante du capteur;
 partie intégrante de l’outil de mesure;
 instrumentation séparée, autonome, sur le trajet du signal entre le capteur et l’outil de mesure; ou
 une combinaison de ces derniers.
Dans les systèmes simples, où les fonctions de conditionnement des signaux sont intégrées au capteur ou à
l’instrument de mesure (ou aux deux), l’utilisateur a peu ou n’a pas de choix en ce qui concerne les réglages
du conditionneur de signaux. Toutefois, pour l’équipement plus complexe avec une variabilité plus large et
davantage d’options pour le conditionnement des signaux, veiller à maintenir des enregistrements précis de
tous les réglages de sorte que les mesurages ultérieurs puissent reprendre les réglages d’origine. La
comparaison de mesurages obtenus par rapport à des réglages du conditionneur de signaux non identiques
peut conduire à des erreurs très graves dans l’évaluation de l’état, car les changements qui s’ensuivent dans
les grandeurs mesurées peuvent être attribués de façon erronée à des changements dans l’état des
machines.
Lorsqu’un conditionnement de signaux externe est appliqué entre le capteur et l’instrument de mesure, il est
essentiel de prendre conscience des niveaux de signal et des gammes dynamiques de l’instrument, de façon
à éviter l’introduction de distorsions dans le mesurage.
En outre, les caractéristiques de réponse en fréquence du (des) conditionneur(s) de signaux doivent être
adaptées de façon adéquate à l’instrumentation restante pour obtenir des résultats valables.
NOTE Pour obtenir des informations sur le traitement et l’analyse des signaux, se reporter à l’ISO 13373-2
actuellement en préparation.
5.3 Grandeurs de mesure
5.3.1 Généralités
Il est possible de déterminer une valeur pour les vibrations sous la forme d’un déplacement linéaire ou
angulaire, d’une vitesse ou d’une accélération. Excepté dans des cas spéciaux (examinés dans d’autres
articles de la présente partie de l’ISO 13373), la grandeur recommandée pour la surveillance sur les parties
fixes des machines est la vitesse des vibrations. Pour la surveillance de la position et du mouvement relatifs
des parties tournantes, le déplacement est recommandé. L’accélération est la grandeur de mesure
recommandée pour la surveillance des paliers à roulements et engrenages par exemple, étant donné qu'ils
peuvent présenter des défauts à haute fréquence. Dans tous les cas, il convient que la sélection d’une
grandeur de mesure soit largement basée sur la fréquence d’excitation prévue.
Les arbres avec des paliers à film fluide peuvent subir un déplacement en courant continu ou statique de
position, lorsque la machine est mise en fonctionnement à partir d’un état de repos. Bien que ce déplacement
ne soit pas directement une composante de vibration, étant donné l’absence de mouvement après le
positionnement initial, il s’agit d’une valeur fournie par les capteurs de déplacement de vibration, dont il
convient qu’elle soit enregistrée étant donné qu’elle donne la position de base à partir de laquelle le mesurage
du comportement vibratoire dynamique de l’arbre de la machine peut être effectué.
5.3.2 Gamme d’amplitude
La gamme d’amplitude à mesurer doit être sélectionnée sur la base de l’expérience préalable ou des critères
appliqués pour l’évaluation de la machine particulière surveillée, couv
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