Un technicien pose son capteur sur le palier d'un ventilateur, lit 4,2 mm/s et doit répondre à une seule question : est-ce grave ?
Sans référentiel, cette valeur ne veut rien dire. Sur un moteur de 30 kW boulonné sur massif béton, elle annonce une intervention à programmer. Sur un groupe de 2 MW monté sur plots, elle est parfaitement banale.
C'est exactement le rôle de la norme ISO 10816, aujourd'hui reprise et remplacée par la série ISO 20816 : donner des frontières chiffrées entre « machine neuve », « exploitation illimitée », « surveillance rapprochée » et « risque de casse ».
Encore faut-il savoir dans quelle case ranger sa machine, et ne pas confondre un seuil normatif avec une limite contractuelle.
Décryptage des groupes, des supports, des quatre zones et des valeurs réellement inscrites dans le texte.
1. Ce que la norme mesure exactement (et ce qu'elle ignore)
La première source d'erreur sur le terrain est de croire qu'ISO 10816 « juge » une machine. Elle ne juge rien : elle évalue une grandeur unique, mesurée sur les parties non tournantes — paliers, chapeaux de roulement, carters de palier —, et la compare à des frontières issues du retour d'expérience.
Cette grandeur est la vitesse vibratoire globale en valeur efficace (RMS), exprimée en millimètres par seconde. Le texte le justifie explicitement : la vitesse suffit à caractériser les frontières de zones sur une très large plage de types de machines et de vitesses de rotation.
La bande de mesure n'est pas laissée au libre choix de l'opérateur. La chaîne de mesure doit présenter une réponse plate de 10 Hz à 1 000 Hz au minimum. Pour les machines tournant en dessous de 600 tr/min, la bande pertinente descend à 2 Hz, sans quoi la composante à la fréquence de rotation serait purement et simplement filtrée.
Ce que la norme couvre
- • Vitesse vibratoire globale RMS en mm/s
- • Mesures sur paliers et parties non tournantes
- • Vibration radiale sur tous les paliers
- • Vibration axiale sur les paliers de butée
- • Régime établi, vitesse et charge nominales
Ce qu'elle ne couvre pas
- • Les phases de démarrage et d'arrêt
- • Le passage des vitesses critiques
- • Le diagnostic de la cause (spectre, enveloppe)
- • Les défauts haute fréquence de roulements
- • Les critères d'acceptation contractuels
Pour le diagnostic proprement dit — identifier un balourd, un désalignement, un défaut de roulement —, la norme renvoie vers d'autres référentiels et vers une plage de fréquences bien plus large. C'est l'objet de l'analyse vibratoire en maintenance prédictive, qui commence là où ISO 10816 s'arrête.
2. Groupe 1 ou Groupe 2 : classer la machine avant de lire un seuil
Lire un seuil sans avoir classé la machine est l'erreur la plus fréquente en atelier. La norme sépare les machines en deux groupes, parce qu'un grand moteur à paliers lisses et une pompe de 45 kW sur roulements ne vibrent ni pour les mêmes raisons ni dans les mêmes ordres de grandeur.
Le critère de classement est la puissance nominale ou, pour les machines électriques, la hauteur d'axe H — la distance entre l'axe de l'arbre et le plan de pose, définie par la norme ISO 496.
| Critère | Groupe 1 — grandes machines | Groupe 2 — machines moyennes |
|---|---|---|
| Puissance nominale | Supérieure à 300 kW | Supérieure à 15 kW et jusqu'à 300 kW inclus |
| Hauteur d'axe H (machines électriques) | H ≥ 315 mm | 160 mm ≤ H < 315 mm |
| Type de paliers usuel | Paliers lisses (hydrodynamiques) | Roulements |
| Plage de vitesse | De 120 tr/min à 30 000 tr/min | Généralement au-dessus de 600 tr/min |
Classification selon ISO 20816-3:2022, § 5.2. La hauteur d'axe H est définie par ISO 496.
Le champ d'application général de la partie 3 démarre à 15 kW : en dessous, il faut se tourner vers d'autres parties de la série. Les exemples cités par le texte couvrent les moteurs électriques de tout type, les ventilateurs, les soufflantes, les compresseurs rotatifs, les convoyeurs, ainsi que les turbines à gaz industrielles jusqu'à 3 MW.
Sur le terrain, cela signifie qu'un même atelier mélange couramment les deux groupes : le compresseur d'air de 250 kW relève du Groupe 2, le moteur du broyeur de 800 kW du Groupe 1. Deux relevés identiques en mm/s n'appellent alors pas la même décision.
3. Support rigide ou flexible : la règle des 25 %
Second paramètre de classement, tout aussi structurant : la flexibilité du support. Une même machine tolère des niveaux sensiblement plus élevés lorsqu'elle repose sur un support souple, parce que celui-ci répond davantage pour une même sollicitation interne.
La norme donne un critère objectif, et non une appréciation visuelle : le support est considéré comme rigide dans une direction donnée si la première fréquence propre de l'ensemble machine + support, dans la direction de mesure, dépasse d'au moins 25 % la fréquence d'excitation principale — dans la plupart des cas, la fréquence de rotation. Tous les autres cas sont réputés flexibles.
Les exemples donnés par la norme aident à trancher les cas courants : les moteurs électriques de moyenne et grande puissance, surtout à basse vitesse, ont normalement des supports rigides ; les turbo-alternateurs et compresseurs de plus de 10 MW, ainsi que les groupes à arbre vertical, ont habituellement des supports flexibles.
En pratique, cette classification se documente une fois pour toutes dans le plan de surveillance de la machine. La rejouer à chaque tournée, au jugé, est la meilleure façon de produire des historiques incomparables entre eux.
4. Les zones A, B, C, D et leurs valeurs en mm/s
Une fois la machine classée, l'évaluation devient une simple lecture de tableau. Quatre zones qualitatives encadrent le niveau mesuré, et leur signification est précisément définie par le texte.
Les frontières numériques entre ces zones figurent dans les tableaux A.1 (Groupe 1) et A.2 (Groupe 2) de l'annexe A. Elles s'appliquent à la vibration radiale sur tous les paliers, et à la vibration axiale sur les paliers de butée.
| Groupe | Support | Frontière A/B | Frontière B/C | Frontière C/D |
|---|---|---|---|---|
| Groupe 1 > 300 kW |
Rigide | 2,3 mm/s | 4,5 mm/s | 7,1 mm/s |
| Flexible | 3,5 mm/s | 7,1 mm/s | 11,0 mm/s | |
| Groupe 2 15 à 300 kW |
Rigide | 1,4 mm/s | 2,8 mm/s | 4,5 mm/s |
| Flexible | 2,3 mm/s | 4,5 mm/s | 7,1 mm/s |
Vitesse vibratoire efficace (RMS), tableaux A.1 et A.2 d'ISO 20816-3:2022 — valeurs identiques à celles d'ISO 10816-3.
Frontières de zones en vitesse vibratoire RMS (mm/s), selon les tableaux A.1 et A.2 d'ISO 20816-3:2022. Lecture : un relevé de 4,2 mm/s est en zone C sur un Groupe 2 à support rigide, mais en zone A sur un Groupe 1 à support flexible.
L'annexe donne aussi des valeurs en déplacement RMS (en micromètres), destinées à borner l'amplitude acceptable : 29, 57 et 90 µm pour le Groupe 1 rigide, 45, 90 et 140 µm en flexible ; 22, 45 et 71 µm pour le Groupe 2 rigide, 37, 71 et 113 µm en flexible.
Ces valeurs de déplacement ne sont pas un second jeu de seuils indépendant : elles correspondent à la limite basse de fréquence retenue — 12,5 Hz pour le Groupe 1, 10 Hz pour le Groupe 2. Dans la plupart des cas, il est suffisant de ne mesurer que la vitesse.
Certaines machines présentent des particularités de conception justifiant des frontières différentes, plus hautes ou plus basses. La norme le prévoit, à condition que le constructeur en explique les raisons et confirme que la machine n'est pas mise en danger.
5. ISO 10816-3 remplacée par ISO 20816-3 : ce qui change
Les services maintenance continuent, par habitude, de parler d'« ISO 10816 ». Le référentiel a pourtant été refondu : la partie 3 de la série ISO 20816, publiée en 2022, réunit et remplace deux textes historiques — ISO 10816-3 (mesures sur parties non tournantes) et ISO 7919-3 (mesures sur parties tournantes).
La logique de la refonte est simple : un ingénieur qui surveille une machine à paliers lisses travaille simultanément avec la vibration de palier et avec le déplacement relatif de l'arbre. Les faire vivre dans deux normes distinctes n'avait plus de sens.
Ancien dispositif
- • ISO 10816-3 : parties non tournantes
- • ISO 7919-3 : parties tournantes (arbre)
- • Puissance > 15 kW
- • Vitesses de 120 à 15 000 tr/min
ISO 20816-3:2022
- • Un seul texte, parties tournantes et non tournantes
- • Puissance > 15 kW
- • Vitesses de 120 à 30 000 tr/min
- • Guidage élargi sur les machines lentes
L'élargissement de la borne haute de vitesse, de 15 000 à 30 000 tr/min, intègre des machines qui échappaient auparavant au champ d'application : turbocompresseurs, turbomachines rapides de procédé.
Le point rassurant pour les services de maintenance : les valeurs de frontières de zones du tableau ci-dessus n'ont pas bougé entre les deux versions pour les machines des Groupes 1 et 2. Les historiques constitués sous ISO 10816-3 restent donc exploitables — il n'y a pas de rupture d'échelle à gérer dans la GMAO.
La série ISO 20816 comporte d'autres parties, dédiées à des familles de machines spécifiques — les turbines de forte puissance, les machines hydrauliques, les éoliennes. La partie 1 porte les lignes directrices générales communes à l'ensemble.
6. Le critère oublié : la variation, pas le niveau
La norme ne comporte pas un mais deux critères d'évaluation. Le premier, celui des zones, est universellement connu. Le second est presque toujours ignoré des tournées de relevés — alors qu'il est souvent le plus prédictif.
Ce critère II évalue la variation du niveau vibratoire par rapport à une valeur de référence établie précédemment. Un changement significatif peut en effet survenir et appeler une action alors même que la zone C n'est pas atteinte.
La règle chiffrée du critère II
Une augmentation ou une diminution du niveau vibratoire large bande qui dépasse 25 % de la frontière B/C applicable à la machine doit être considérée comme significative, en particulier si elle est soudaine. Des investigations de diagnostic doivent alors être engagées.
Exemple de lecture sur un Groupe 2 à support rigide : frontière B/C à 2,8 mm/s, donc une dérive de 0,7 mm/s par rapport à la référence est déjà significative — même si la machine reste en zone B.
Deux conditions encadrent la comparaison : les mesures doivent être prises au même emplacement de capteur, avec la même orientation, et dans des conditions de fonctionnement approximativement identiques. C'est précisément ce que garantit une tournée outillée, avec points de mesure repérés physiquement sur la machine.
La norme ajoute un garde-fou de bon sens : toute évolution manifeste des niveaux habituels, quelle qu'en soit l'ampleur, doit être investiguée afin d'éviter une situation dangereuse. Le seuil de 25 % est une ligne directrice, pas un permis d'ignorer le reste.
C'est aussi la raison pour laquelle un programme de surveillance ne se juge pas au nombre de points relevés, mais à la qualité de la ligne de base. Les stratégies de maintenance conditionnelle et prédictive reposent entièrement sur cette notion de référence.
7. Alarmes, seuils de déclenchement et limites de la norme
Dernière étape, celle qui intéresse directement le paramétrage d'un système de surveillance en ligne : la norme distingue les alarmes (ALARM) des seuils de déclenchement (TRIP), et ne les construit pas de la même manière.
L'alarme signale qu'un niveau a été atteint ou qu'une évolution significative s'est produite, appelant une action corrective éventuelle. Le seuil de déclenchement, lui, définit l'amplitude au-delà de laquelle la poursuite du fonctionnement peut endommager la machine, et impose une action immédiate.
| Paramètre | Règle donnée par la norme |
|---|---|
| Alarme — réglage recommandé | Ligne de base + 25 % de la limite haute de la zone B |
| Alarme — plafond | Ne devrait normalement pas dépasser 1,25 × la limite haute de la zone B |
| Machine neuve, sans ligne de base | Réglage initial provisoire, à réviser une fois la référence en régime établi constituée |
| Après révision / remise en état | La ligne de base change : le réglage d'alarme doit être révisé |
| Seuil de déclenchement | Généralement en zone C ou D, sans dépasser 1,25 × la limite haute de la zone C |
Une conséquence contre-intuitive mérite d'être signalée : lorsque la ligne de base est basse, l'alarme calculée selon cette règle peut se situer en dessous de la frontière B/C. Ce n'est pas une anomalie de paramétrage, c'est l'esprit du texte — une machine très saine qui se dégrade doit alerter tôt.
À l'inverse, les seuils de déclenchement dépendent fortement de la conception de la machine et ne se déduisent pas mécaniquement de la ligne de base. Ils relèvent d'un dialogue avec le constructeur.
C'est d'ailleurs le cœur du métier de technicien en analyses vibratoires : savoir à quel moment le niveau global cesse d'être une information suffisante, et basculer vers l'analyse spectrale ou la détection d'enveloppe.
Conclusion : un référentiel de tri, pas un verdict
ISO 10816, devenue ISO 20816-3, ne dit pas si une machine est en bon état. Elle dit si son niveau vibratoire global est compatible avec une exploitation de longue durée, pour une famille de machines donnée et un type de support donné. C'est un outil de tri, très efficace à ce titre, et rien d'autre.
Les trois conditions pour s'en servir correctement se résument simplement : classer la machine avant de lire un seuil, mesurer toujours au même endroit dans la même bande de fréquences, et surveiller la dérive autant que le niveau absolu.
Les organisations qui tirent réellement parti de ces tableaux sont celles qui ont documenté, machine par machine, le groupe, le type de support et la ligne de base. C'est un travail d'inventaire peu spectaculaire, mais c'est lui qui transforme une tournée de relevés en outil de décision.
