Analyse Vibratoire 2026

Fondamentaux du Signal Vibratoire

Module 1 : Fondamentaux du Signal Vibratoire 30 min de lecture

Niveaux Globaux, Normes ISO 10816 / ISO 20816 et Critères d'Alarme

Le niveau global vibratoire est la mesure la plus simple et la plus rapide pour évaluer l'état d'une machine. Les normes ISO 10816 et ISO 20816 fournissent des seuils précis pour classifier la sévérité vibratoire en quatre zones. Comprendre ces normes est indispensable pour tout programme de surveillance.

Le niveau global vibratoire : définition et utilité

Le niveau global vibratoire (ou overall vibration level) est la valeur RMS du signal vibratoire mesurée sur une plage de fréquences définie, sans décomposition spectrale. C'est la valeur unique qui résume l'intensité totale des vibrations de la machine.

C'est la mesure la plus rapide à effectuer sur le terrain : un technicien pose son accéléromètre sur le palier, lit la valeur en mm/s RMS et compare aux seuils normatifs. En moins d'une minute, il sait si la machine est dans un état acceptable, si elle nécessite une surveillance rapprochée, ou si une intervention est urgente.

Rapide

Mesure en quelques secondes. Idéal pour les rondes de surveillance sur un grand nombre de machines.

Suivi de tendance

L'évolution du niveau global dans le temps est un excellent indicateur de dégradation progressive, même sans analyse spectrale.

Norme internationale

Les seuils d'ISO 20816 permettent de comparer des machines différentes et de communiquer avec les constructeurs.

Plage de fréquences de la mesure de vitesse RMS

Le niveau global en vitesse RMS est généralement mesuré dans la bande 10 Hz – 1 000 Hz (2 – 1 000 Hz entre 120 et 600 tr/min). Cette plage couvre les principaux défauts des machines tournantes : balourd (quelques Hz à quelques centaines de Hz), désalignement, jeu mécanique. Les défauts de roulements haute fréquence ne sont pas bien capturés par le niveau global de vitesse ; ils nécessitent une analyse en accélération haute fréquence.

Normes ISO 10816 et ISO 20816 : les références mondiales

La série ISO 20816 est aujourd'hui la référence en vigueur pour le mesurage et l'évaluation des vibrations de machines. Elle a remplacé la série ISO 10816, en fusionnant celle-ci (vibrations mesurées sur les paliers, c'est-à-dire sur les parties non tournantes) avec la série ISO 7919 (vibrations mesurées sur l'arbre) dans un cadre d'évaluation unique.

ISO 10816 ou ISO 20816 : laquelle citer ?

ISO 20816-1:2016 a remplacé ISO 10816-1 et ISO 7919-1. ISO 20816-3:2022 a remplacé ISO 10816-3:2009 et ISO 7919-3:2009, qui sont donc annulées. La limite supérieure de vitesse de rotation a été portée de 15 000 à 30 000 tr/min et les vibrations d'arbre sont désormais traitées dans le même document.

En pratique, beaucoup de collecteurs, de logiciels de surveillance et de cahiers des charges renvoient encore aux références ISO 10816 : les valeurs de frontière de zones sont restées les mêmes pour les mesures sur paliers, ce qui explique que la transition passe souvent inaperçue. Dans un document contractuel ou un rapport d'expertise, citez ISO 20816 — c'est le texte en vigueur.

Les quatre zones d'évaluation A, B, C et D

La norme définit quatre zones (A, B, C, D) qui caractérisent l'état de la machine. La frontière entre deux zones dépend du groupe de machine (puissance) et du type de support (rigide ou souple) — pas d'un classement en « classes » :

Zone A : Neuf / Excellent

État correspondant à une machine neuve ou fraîchement révisée. Exploitation normale sans restriction.

Zone B : Acceptable

Exploitation à long terme sans restriction, mais surveillance périodique recommandée.

Zone C : Alerte

Exploitation à court terme uniquement. Maintenance à planifier. Surveillance renforcée immédiate.

Zone D : Danger

Vibrations trop intenses. Risque de casse imminente. Arrêt machine recommandé.

Tableau des seuils : ISO 20816-3 (ex-ISO 10816-3)

La partie 3 couvre les machines industrielles de puissance nominale supérieure à 15 kW et de vitesse comprise entre 120 et 30 000 tr/min, mesurées sur les parties non tournantes. Elle distingue deux groupes de puissance et, dans chacun, deux types de support. Le support est dit rigide lorsque la première fréquence propre de l'ensemble machine-fondation est supérieure à la fréquence d'excitation principale (en général la fréquence de rotation) ; il est souple dans le cas contraire — c'est notamment le cas des machines montées sur plots antivibratoires, qui tolèrent des niveaux plus élevés.

Groupe et support	Machines concernées	Frontière A/B	Frontière B/C	Frontière C/D
Groupe 2 — support rigide	15 à 300 kW	1,4 mm/s	2,8 mm/s	4,5 mm/s
Groupe 2 — support souple	15 à 300 kW	2,3 mm/s	4,5 mm/s	7,1 mm/s
Groupe 1 — support rigide	plus de 300 kW, jusqu'à 50 MW	2,3 mm/s	4,5 mm/s	7,1 mm/s
Groupe 1 — support souple	plus de 300 kW, jusqu'à 50 MW	3,5 mm/s	7,1 mm/s	11,0 mm/s

Valeurs en vitesse efficace (RMS), mesurées dans la bande 10–1 000 Hz pour les machines tournant à 600 tr/min et plus, et 2–1 000 Hz pour celles comprises entre 120 et 600 tr/min. Les mêmes valeurs figuraient dans ISO 10816-3 : la refonte en ISO 20816-3 n'a pas modifié les frontières de zones sur paliers.

Ne pas confondre avec les « classes I à IV ». Le classement en quatre classes de machines (petites machines, machines moyennes, grandes machines sur fondation rigide, grandes machines sur fondation souple) provient de l'annexe d'ISO 10816-1, héritée d'ISO 2372. Il a ses propres valeurs de frontière et ne se superpose pas au découpage Groupe 1 / Groupe 2 de la partie 3. Beaucoup de tableaux qui circulent mélangent les deux référentiels : vérifiez toujours de quelle partie de la norme vient le seuil que vous appliquez.

Un seuil normatif n'est jamais qu'un point de départ. Il permet de situer une machine que l'on découvre, ou de trancher un litige avec un constructeur. Sur une machine que vous suivez depuis deux ans, la référence utile n'est pas la norme : c'est la signature de la machine elle-même, relevée quand elle allait bien.

Critères d'alarme en pratique : absolu, relatif et tendance

En pratique industrielle, les programmes de surveillance vibratoire utilisent trois types de critères complémentaires pour déclencher une alarme. Les utiliser ensemble permet de minimiser les fausses alarmes et de ne rater aucune dégradation.

Seuil absolu

Issu directement des normes ISO ou des recommandations constructeur.

Exemple : alarme si la vitesse efficace dépasse 4,5 mm/s, frontière C/D du groupe 2 sur support rigide (ISO 20816-3).

Avantage : universel, ne nécessite pas d'historique. Limite : ne tient pas compte de l'historique de la machine spécifique.

Seuil relatif (baseline)

Défini par rapport à la mesure de référence (baseline) de la machine en bon état.

Exemple : alarme si la valeur actuelle dépasse 2x ou 3x la valeur de référence.

Avantage : adapté à chaque machine. Limite : nécessite une mesure de référence établie sur une machine en bon état connu.

Tendance (trending)

Alarme déclenchée par la vitesse d'évolution du niveau, pas par le niveau lui-même.

Exemple : alarme si le niveau augmente de plus de 30% en l'espace de deux campagnes successives.

Avantage : détecte très tôt une dégradation rapide, même si les valeurs absolues restent en zone A.

Niveaux d'alarme : alerte et danger

En pratique, on définit deux niveaux d'alarme par machine :

Alarme 1 (Alert) : la machine reste en service mais une intervention est planifiée à court terme. Augmenter la fréquence des mesures. Correspond généralement à la transition zone B/C.
Alarme 2 (Danger) : la machine doit être arrêtée dès que possible. Risque de panne imminente ou de casse. Correspond à la zone D ou à un ratio baseline > 4.

Limites du niveau global et nécessité de l'analyse spectrale

Le niveau global est un excellent outil de surveillance, mais un mauvais outil de diagnostic. Il indique qu'il y a un problème, mais pas sa nature ni sa localisation. C'est la limite fondamentale de cette approche.

Situation	Niveau global	Ce que l'on sait	Ce que l'on ne sait pas
Moteur avec balourd important	12 mm/s → zone C	Machine en alerte	Cause inconnue sans spectre (balourd ? désalignement ? jeu ?)
Roulement avec piqûre sur bague	3 mm/s → zone A !	Machine "normale"	Le défaut de roulement haute fréquence est INVISIBLE sur le niveau global de vitesse
Deux défauts se compensant	Variable selon phases	Niveau stable en apparence	Défauts masqués par superposition (interférences constructives/destructives)

Piège classique : niveau global OK, roulement défaillant

Un roulement présentant un défaut de bague interne (BPFI) génère des chocs à haute fréquence (plusieurs kHz). Ces chocs ont une énergie vibratoire faible en vitesse RMS mais très visible en accélération haute fréquence et en envelopping. Un programme de surveillance basé uniquement sur le niveau global de vitesse ne détecte pas les défauts de roulements naissants. C'est la raison pour laquelle le Module 4 de cette formation est entièrement consacré aux techniques de diagnostic des roulements.

"Le niveau global ISO 20816 détecte les gros problèmes : balourd important, désalignement sévère, résonance. L'analyse spectrale et la technique d'envelopping permettent de détecter les problèmes subtils : piqûre de roulement, jeu mécanique naissant, désalignement léger. Un bon programme de surveillance utilise les deux."

Vous avez maintenant les bases pour comprendre ce que l'on mesure et comment le mesurer. Le Module 2 va franchir le pas suivant : la Transformée de Fourier (FFT), qui décompose ce signal global en ses composantes fréquentielles pour identifier précisément l'origine des vibrations.

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Questions fréquentes

ISO 20816 a remplacé ISO 10816. ISO 20816-1:2016 s'est substituée à ISO 10816-1 et ISO 7919-1 ; ISO 20816-3:2022 à ISO 10816-3:2009 et ISO 7919-3:2009. La refonte réunit dans un même document les mesures sur paliers et sur arbre, et porte la limite de vitesse à 30 000 tr/min. Les valeurs de frontière de zones sur paliers, elles, sont inchangées — c'est pourquoi la transition passe souvent inaperçue.

Ils dépendent du groupe de puissance et du type de support. Groupe 2 (15 à 300 kW) sur support rigide : A/B = 1,4, B/C = 2,8, C/D = 4,5 mm/s RMS ; sur support souple : 2,3 / 4,5 / 7,1. Groupe 1 (plus de 300 kW) sur support rigide : 2,3 / 4,5 / 7,1 ; sur support souple : 3,5 / 7,1 / 11,0 mm/s RMS.

Zone A : machine neuve ou fraîchement révisée. Zone B : exploitation continue admise sans restriction. Zone C : exploitation à court terme seulement, maintenance à planifier. Zone D : niveau susceptible de provoquer des dommages, intervention à décider rapidement.

Ce sont deux référentiels distincts. Le classement en classes I à IV, avec ses propres valeurs, vient de l'annexe d'ISO 10816-1 (héritée d'ISO 2372) et se fonde sur la taille de la machine. Le découpage groupe 1 / groupe 2, croisé avec le type de support, est celui de la partie 3. Beaucoup de tableaux en circulation mélangent les deux : vérifiez toujours de quelle partie vient le seuil appliqué.

Non. Il permet de situer une machine que l'on découvre, ou de trancher un litige avec un constructeur. Sur une machine suivie depuis plusieurs mois, la référence la plus utile est sa propre signature relevée quand elle allait bien : une dérive de 50 % à l'intérieur de la zone B est un signal plus fort qu'une valeur stable en zone C.

En vitesse efficace, sur 10 à 1 000 Hz pour les machines tournant à 600 tr/min et plus, et sur 2 à 1 000 Hz pour celles comprises entre 120 et 600 tr/min. Cette bande couvre le balourd, le désalignement et les jeux, mais pas les défauts de roulement naissants, qui se situent bien plus haut en fréquence.