uide d’achatG

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MESURES MÉCANIQUES

La surveillanceet le diagnostic

vibratoires■ L’analyse des vibrations générées par une machine en fonctionnement est une méthode de choixpour détecter l’apparition précoce de défauts et éviter des arrêts de production coûteux dus à ladéfaillance imprévue d’un roulement ou d’un engrenage. Pour réaliser une surveillance et un diagnos-tic vibratoires sur site, les solutions ne manquent pas : du “simple” indicateur de niveaux globaux àl’analyseur de vibrations, en passant par le collecteur de données, les appareils font appel à des tech-niques de traitement du signal plus ou moins complexes. Pour faire le bon choix, il faut avant toutsavoir ce que l’on souhaite mesurer et l’usage que l’on veut en faire.

L’analyse des vibrations induites parune machine en fonctionnementest riche d’enseignements. Elle révè-le de manière précoce la présence

de toutes sortes de défauts susceptibles d’entraî-ner à plus ou moins long terme des arrêts deproduction coûteux : défauts de roulements,écaillage de dents d’engrenages, balourds, jeux,phénomènes de cavitation, etc. Un diagnosticvibratoire plus approfondi permet en outre decomprendre l’origine de ces anomalies.On comprend alors que l’analyse de vibra-tions soit la méthode la plus utilisée pour lamaintenance conditionnelle des machines.Pour ce type d’applications, on trouve sur lemarché une large palette de solutions : descartes d’acquisition spécialisées pour PC, desappareils portables intégrés ou encore des sys-tèmes de surveillance installés à demeure surles machines (pour les machines coûteuses,celles qui travaillent avec un taux d’utilisationtrès élevé ou encore celles qui peuvent poserdes problèmes de sécurité).Nous limitons ici notre étude aux systèmes

portables que le technicien de maintenanceutilise pour surveiller de manière périodiquele bon fonctionnement de ses machines etprévenir les pannes. Le marché se divise entrois grandes catégories d’appareils, suivantles fonctions qu’ils proposent et les applica-

tions auxquelles ils sont destinés : nous pou-vons distinguer les indicateurs de niveaux glo-baux, les collecteurs/analyseurs et les analy-seurs autonomes ou couplés à un PC portable(même si tous les fournisseurs n’emploientpas tout à fait le même langage).

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Les analyseurs de vibra-tions sont dotés de fonc-tions de traitement dusignal généralement com-plexes. Ils permettent nonseulement de détecter demanière précoce lesdéfauts de fonctionne-ment des machines maisaussi de réaliser des dia-gnostics approfondis afind'en connaître l'origine.

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� Guide d’achat �

➤ Les collecteurs et les analyseurs de vibrations portables

Les collecteurs “simples” ou indicateurs deniveaux globaux. Ils comportent des affi-cheurs alphanumériques indiquant le niveaude vibrations en termes de déplacement, devitesse et d’accélération. L’opérateur suit l’évo-lution de ces paramètres, compare les mesuresà des seuils d’alarme préalablement établis etconstate une éventuelle dégradation. Ces appa-reils n’offrent aucune fonction d’analyse etne permettent pas d’établir un diagnostic.L’objectif est simplement de mettre en évi-dence l’apparition d’un défaut, sans chercherà expliquer son origine et sa nature.Les collecteurs/analyseurs. Ces appareilsfournissent une mesure de niveau global maispeuvent aussi collecter des spectres. Ces der-niers ne sont pas utilisés pour réaliser des dia-gnostics approfondis mais pour faire des com-paraisons : on peut notamment suivrel’évolution d’une raie spectrale (représentantpar exemple un balourd) à une fréquence pré-cise. L’intérêt des collecteurs de données rési-

de surtout dans la possibilité de programmersimplement et rapidement des “rondes” quiindiquent au technicien de maintenance lesmachines à surveiller et le type de mesures àeffectuer. Celui-ci n’a plus qu’à suivre les ins-tructions données par l’appareil en allant demachine en machine.Les collecteurs de données possèdent desfonctions d’analyse spectrale relativementlimitées. Pour réaliser un véritable diagnosticsur l’état de fonctionnement des machines, ilfaut utiliser des analyseurs.Les analyseurs offrent une large gamme defonctions d’analyse et utilisent des algorithmesmathématiques généralement complexes. Ondistingue les appareils autonomes dans leurfonctionnement (qui n’utilisent le PC quepour visualiser et enregistrer les résultats) et lessystèmes couplés à un PC. Chaque fonctiond’analyse proposée met en exergue un cer-tain type de défauts.La transformée de Fourier rapide (FFT ou Fast

Fourier Transform) est la fonction d’analyse la pluscouramment utilisée pour réaliser l’analysed’un signal vibratoire. Elle fournit le spectrede fréquences du signal temporel. Tous les col-lecteurs de données et les analyseurs intègrentcette fonction. Seule la fréquence de la banded’analyse et la résolution (nombre de raies oude lignes du spectre calculé) diffèrent.

Les fonctions d’analyseLa FFT est notamment utilisée dans le contrô-le d’engrenages, pour la détection et le dia-gnostic d’usure. Mais elle ne convient pas parexemple pour détecter les défauts de façonprécoce. Pour cela, il faut utiliser d’autres outilsd’analyse : cepstre, kurtosis, temps/fréquen-ce, etc. « Il n’y a pas de méthode d’analyse pas-

se-partout. La FFT ne résout pas tout. Seul le

signal temporel contient à lui seul toutes les

informations sur le phénomène observé. On

lui applique ensuite différents algorithmes

mathématiques pour en extraire un maxi-

Fabricant Référence Type Dimensions Nombre FFT Autres fonctions Types d’entrées Résolution Alimentation Observations(représentant) d’appareil (mm) de (Fréquence de la CAN (autonomie)

Masse voies Résolution)

01dB-Stell Symphonie Analyseur2 85x35x220 6 20 kHz Analyse temporelle, transitoire, Accél., vélocimètre, 18 bits Par PC Acyclisme des machines0,56 kg 3 200 lignes analyse d’ordre, temps/fréquence tachy., numérique. tournantes, débruitage

Movilog 2 Collect./ 218x256x73 2 20 kHz Analyse temporelle, synchrone, Accél., vélocimètre, 16 bits Batterie Taille mémoire : 1 MoAnalyseur1 2,2 kg 3 200 lignes analyse d’ordre, kurtosis, enveloppe process, tachy. (18 h) Facteur de défauts roulements

Agilent 35670A Analyseur1 340x190x465 2 ou 4 102,4 kHz Suivi d’ordre, waterfall, analyse Tension, ICP, 16 bits Secteur Conversion numérique/Technologies 15 kg 61 µHz d’enveloppe, modélisation… tachy. analogique

Bently Nevada Snap Shot Collect./ 250x160x60 2 40 à 90 kHz Analyse temporelle, waterfall, Déplt, vitesse, 0,3 % Secteur ou Mémorise jusqu’à 500 spectresAnalyseur1 2 kg filtres, base roulements… accélération, batterie (10 h)

Adre Collect./ 368x356x127 8 ou 16 10 à 25 kHz Analyse temporelle, transitoire, process, tension 0,5 % Secteur ou Mémorise jusqu’à 256 spectresAnalyseur2 10 kg équilibrage, modélisation… tachy., num. batterie (4 h)

Brüel & Kjaer- 2526 Collect./ 304x108x55 1 40 kHz Analyse et suivi d’ordre, waterfall, Déplt, vitesse, 16 bits Batterie Logiciel expert d’aide auSchenck Analyseur1 1,2 kg 400 lignes équilibrage, analyse d’enveloppe, accélération, (7 h) diagnostic. Mémoire : 2 Mo

Vibrotest 60 Collect./ 255x90x50 2* 20 kHz cepstre, spectre à pourcentage tachymètre 16 bits Secteur ou Diagnostic moteurs aynchrones,Analyseur1 0,9 kg 12 800 lignes de bande constant process batterie (3 h) base de données roulements

Campbell CR9000 Analyseur1 457x343x229 14 à 84* Accéléromètre ; 16 bits Secteur ou Centrale d’acquisitionScientific 18,7 kg vélocimètre, batterie avec FFT

CR5000 Analyseur1 247x210x114 40 process, num. 16 bits Secteur ou (DSP non intégré)5,5 kg batterie

CEMB N402 Collect./ 500x400x150 1 jusqu’à 3 kHz Balayage de fréquence, équilibrage Vitesse, tachy., Secteur ou Mémorise jusqu’à 120(Testwell) analyseur1 9 kg 400 lignes accéléromètre batterie (14 h) graphiques d’analyse

Dactron Photon Analyseur2 105x25x125 2 à 5* 21 kHz Analyse temporelle, suivi d’ordre, Déplt, vitesse, 18 bits Port USB DSP 120 MHz, 32 bits(AmtechData) 0,193 kg 3 200 lignes waterfall, analyse modale, cepstre, accélération, du PC 110 dB de dynamique

Spectra Book Analyseur2 346x63x264 4 à 10* 42 kHz analyse SRC tension, tachy., 24 bits Secteur 110 dB de dynamique3 kg 14 400 lignes force, pression

Data Physics ACE Analyseur1 Taille PC 2 20 kHz Analyse temporelle, analyse et Tension, ICP, 16 bits Sect./batterie Analyseur intégré dans un PCCorporation portable 25 600 lignes suivi d’ordre, waterfall, équilibrage, tachymètre ou par PC portable (PCMCIA)

(Actidyn Systèmes) Mobilyzer Analyseur2 400x250x50 4 à 16* 20 kHz analyse d’enveloppe, cepstre Tension, ICP, 18 bits Secteur ou Existe sur VXI 256 voies10 kg 4 000 lignes analyse modale, temps/fréquence tachy., num. batterie

de Kerac AVAP 3000 Collect./ 380x175x375 8, 16, 32* Analyse temporelle, analyse et suivi Tension, ICP, 16 bits Secteur ou Existe aussi en rack 19''Analyseur2 9 kg d’ordre, waterfall, équilibrage… tachy, num. batterie

Delphin Top Message Collect./ 200x73x118 8* Temps/fréquence Tension, process, 14 bits Secteur(Assig) AMDT Analyseur2 0,95 kg tachy., num.

Entek IRD ENPAC 1200 Collect./ 200x130x50 2 40 kHz Analyse temporelle, analyse et Déplt, vitesse, Batterie Boîtier IP65, stockage donnéesAnalyseur1 0,7 kg 12 800 lignes suivi d’ordre, waterfall, équilibrage, accélération, (8 h) sur PC (PCCard)

ENTRX Analyseur2 432x221x530 64* 23 kHz analyse d’enveloppe, analyse process, num., Secteur Châssis VXI13 kg (max.) 7 360 lignes modale, temps/fréquence… tachymétrique Jusqu’à 512 voies multiplexées

GeoSIG CR-4 Enregistreur/ 400x150x200 3 à 15* 10 MHz Spectre de Terzband, filtrage... Vitesse, accélér., 16 bits Batterie Rack 19’’, analyse hors ligne(Sites) Analyseur1 8 kg 32 bits process, tachy., num.

Gould & Compass Analyseur 420x320x150 8 42 kHz Analyse temporelle, analyse et suivi Tension, ICP, 24 bits Secteur 120 dB de dynamique.Nicolet PC intégré 7,25 kg 0,0005 Hz d’ordre, waterfall, cepstre, analyse vitesse, DSP 120 MHz, 32 bits

Phazer Analyseur2 28x99x12 2 à 4* 21 kHz modale, temps/fréquence, spectre de accélération, 18 bits Port USB Analyseur FFT de poche0,225 kg 0,005 Hz réponse de choc tachymètre du PC DSP 120 MHz, 32 bits

1 Appareil autonome - 2 Appareil couplé à un PC - * Appareil modulaire

Fabricant Référence Type Dimensions Nombre FFT Autres fonctions Types d’entrées Résolution Alimentation Observations(représentant) d’appareil (mm) de (Fréquence de la CAN (autonomie)

Masse voies Résolution)

Hofmann MI2000 Indicateur + 106x224x41 2 Acquisition de niveaux globaux, Vélocimètre, Reutlinger Équilibrage1 0,7 kg équilibrage tachymètre

Iotech WaveBook 516 Collect./ 285x45x220 8 à 72* Analyse temporelle, suivi d’ordre, Accél., process, 16 bits Secteur ou(Sm2i) analyseur2 waterfall, enveloppe, cepstre tachy., num. batterie

LMS LMS Pimento Analyseur2 340x58x295 24* 50 kHz Cepstre, autocorrélation, filtres, Tension, ICP, 24 bits Sect./batterie Connecté au PC par interfaceInstruments 4,9 kg 1 600 lignes analyse modale, extraction d’ordres tachy., num. (40 min) IEEE1394 (1,2 Méch/s)

MMF (a) VM Indicateur de 120x60x30 1 Pas de FFT Filtres Accéléromètre, Batterie(AllianTech) niveaux1 0,150 kg température

Morgan Cupex VB1 Collect./ 247x154x75 1 20 kHz Analyse temporelle Accéléromètre, - Batterie Mémorise jusqu’à 480 spectresanalyseur1 1,9 kg 3 200 lignes numérique (9 h)

VB2000T Collect./ 247x154x75 2 20 kHz Suivi d’ordre, équilibrage, Accéléromètre, - Batterie Aide au diagnosticanalyseur1 2 kg 3 200 lignes démodulation num., tachy. (9 h) Mémorise jusqu’à 8 000 spectres

Müller-BBM MK2 Analyseur2 260x90x260 4 à 64* 10-40 kHz Temps/fréquence, cepstre, Tension, ICP, 16 bits Secteur ou Bus VME3,5 kg enveloppe, filtrage, signature process, tachy., num. batterie (20 min)

Ono-Sokki CF 3200/3400 Analyseur1 408x280x125 2 ou 4 40 kHz Analyse d’enveloppe, analyse Tension, 16 bits Secteur ou Diagnostic roulements et(MB Electronique) 6 kg 10 mHz temporelle, suivi d’ordre, cepstre, accéléromètre, batterie (2 h) engrenages. PC intégré

DS 2000 Analyseur2 257x180x65 2 à 32* 40 kHz temps/fréquence, équilibrage, tachymètre 24 bits Secteur ou2 kg (4 voies) 1 mHz waterfall batterie

Oros OR38 Analyseur2 115x400x325 16, 24, 32 40 kHz Analyse et suivi d’ordre, analyse Vélocimètre, 24 bits Sect./batterie Toutes les analyses sont7 kg 6 400 lignes d’enveloppe, cepstre, waterfall, accéléromètre, (30 min) effectuées en parallèle

OR25/24 Analyseur2 250x170x45 2 à 16 20 kHz analyse modale, temporelle process, tachy, 16 bits Sect./batterie2 kg (OR24) 3 200 lignes Equilibrage (pour l’OR24/25) numérique… (1h30)

Prüftechnik Vibscanner Collect./ 100x250x55 1 5 kHz Equilibrage, enveloppe, cavitation, Vitesse, accélér., Secteur ou Mémorise jusqu’à 400 spectresVIB 5.464 Analyseur1 0,685 kg 3 200 lignes onde de choc sur roulement process, tachy., num. batterie (> 6 h)

Spectral Cougar Analyseur2 370x280x70 4 à 32* 20 kHz Suivi d’ordre, acquisition temporelle, Déplt, vitesse, 16 bits Secteur Logiciel d’aide au diagnosticDynamics 5 kg 0,001 Hz analyse modale, intensimétrie accélér., tachy. Pilotage de vibrateur

Svantek Svan 912A Collect./ 250x112x68 2 à 4* 45,2 kHz Vitesse, accélér., 16 bits Batterie Acquisition de niveaux globaux(Signaltech) Analyseur1 1,8 kg 0,016 Hz numérique (> 8 h) Sonomètre

Svan 946 Indicateur de 135x80x38 1 20 kHz Equilibrage Vitesse, accélér., 18 bits Batterieniveaux1 0,5 kg tachy., num. (> 8 h)

Time TV-110 Collecteur1 270x86x47 1 Pas de FFT Temps/fréquence Déplt., vitesse, Batterie Mémoire : 100 mesures et(Equip. Scientifiques) 0,65 kg accélération (6-8 h) 10 spectrogrammes de fréquence

Trig-Tek 61 M (F) Indicateur de 180x130x65 1 Pas de FFT Filtres Accéléromètre Batterie(AllianTech) niveaux1 0,47 kg

1 Appareil autonome - 2 Appareil couplé à un PC - * Appareil modulaire - (a) Metra Mess und Frequenz Technik

MESURES 735 - MAI 2001 105

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➤ Les collecteurs et les analyseurs de vibrations portables

mum d’informations et réaliser un diagnos-

tic. Mais la FFT, le temps/fréquence, le

cepstre… ne sont que quelques images du

signal temporel, parmi d’autres. Ces outils sont

plus ou moins pertinents suivant les défauts

que l’on veut mettre en évidence », expliqueJacky Dumas, directeur marketing de 01dB-Stell.Il existe donc à la disposition de l’utilisateur denombreux outils mathématiques plus ou moinssophistiqués. S’ils ne sont pas universels, ilspermettent d’aller plus loin que la transforméede Fourier et de réaliser des diagnostics afin deconnaître l’origine des défauts observés.La détection d’enveloppe (ou démodula-tion d’amplitude) est fréquemment utiliséepour le diagnostic de l’état des roulements,des engrenages, la détection de jeux, dedéfauts de lubrification, etc. En effet, cesdéfauts génèrent des chocs haute fréquencequi s’ajoutent aux signaux basse fréquenceémis pas la machine. La détection d’envelop-pe, qui consiste à filtrer en passe-bande lesignal temporel et à réaliser la transformée deFourier de l’enveloppe du signal filtré, per-met donc de déceler ces défauts.De manière plus générale, cette méthode offreun intérêt particulier pour la détection dedéfauts à un stade précoce. Ceux-ci génèrent

en effet des énergies vibratoires trop faiblespour être facilement décelés par les techniquesclassiques.Le cepstre permet de rechercher et d’identi-fier les familles de composantes périodiquesque “cache” un spectre. Un seul paramètre

permet ainsi de suivre l’apparition et l’évolu-tion dans le temps de composantes qu’il n’estpas possible d’identifier avec les techniquesclassiques de traitement du signal. Défini parla transformée de Fourier inverse du loga-rithme du spectre de puissance, le cepstre estreprésenté par une courbe évoluant sur unaxe temporel et dont les maxima correspon-dent à la période de répétition des chocs. C’estce paramètre qui permet de localiser et déter-miner l’origine du défaut observé.Le cepstre est notamment utilisé pour sur-veiller l’apparition et l’évolution d’un certainnombre de défauts induisant des chocs pério-diques tels que les jeux, les écaillages de rou-lements, les défauts de dentures, etc.L’analyse et le suivi d’ordre sont les outils lesplus couramment utilisés dans l’analyse vibra-toire des machines tournantes. « Les analy-

seurs disposant de ces fonctions sont très

utiles pour suivre l’évolution de l’amplitude

de certaines composantes vibratoires lors de

phénomènes transitoires, tels que les phases

de montée en vitesse ou d’arrêt de la machi-

ne », indique M. Dumas (01dB-Stell).En effet, ils permettent de visualiser l’ampli-tude d’un signal, non pas en fonction de lafréquence (comme lors d’une analyse spec-

Les collecteurs de données offrent la possibi-lité de programmer des “rondes” qui indi-quent au technicien de maintenance lesmachines à surveiller et le type de mesures àeffectuer. Celui-ci n'a plus qu'à suivre les ins-tructions données par l'appareil.

Rock

well

Aut

omat

ion-

Entek

MESURES 735 - MAI 2001106

� Guide d’achat �

trale classique) mais en fonction de la vitessede rotation. L’analyse d’ordre consiste àéchantillonner le signal de manièreconstante, à mesurer parallèlement la vites-se de rotation de la machine et à associer lesdeux résultats. Dans le cas du suivi d’ordre, lesignal est échantillonné proportionnelle-ment à la vitesse de rotation. L’avantage estclair : les composantes spectrales liées à lavitesse de rotation restent sur la même ligned’analyse. Autrement dit, le paramètre“temps” n’intervient plus.Ces outils permettent par exemple de sur-veiller le comportement dynamique d’unemachine pendant l’arrêt, de suivre les vitessescritiques des arbres de rotation, de distinguerles phénomènes résultant de la présence d’un

balourd lors d’une montée en régime, etc. Cesfonctions sont souvent associées à des repré-sentations particulières, telles que le waterfall(représentation en trois dimensions).Le facteur de crête et le kurtosis sont des indi-cateurs statistiques qui caractérisent la forme dusignal temporel. Ils sont particulièrement adap-tés à la détection des chocs (périodiques ounon) induits par exemple par les défauts deroulements ou les défauts localisés sur des den-tures (écaillage, fissuration…). Le facteur decrête décroît par exemple avec l’augmentationdu nombre de dents écaillées. Le kurtosis (oumoment statistique d’ordre 4) correspond aufacteur de crête du signal “moyenné” sur uncertain temps de mesure. Pour un roulementen bon état, il est proche de 3. Pour un roule-ment dégradé, il est plutôt égal à 4.L’analyse temps/fréquence. La FFT est peuadaptée à l’analyse de signaux non station-naires (tels que les vibrations générées parune machine tournante à vitesse variable).Pour ce type d’applications, certains logicielsoffrent une représentation temps/fréquence.On visualise alors l’amplitude du signal (pardes variations de couleurs) en fonction dutemps et de la fréquence. Cela permet notam-ment de voir si des fréquences particulièresinterviennent dans le phénomène observé.Dans nos tableaux, nous avons égalementmentionné d’autres types de fonctions d’ana-lyse. Certains appareils intègrent par exempledes fonctions d’équilibrage, ou permettent deréaliser une analyse modale (pour étudiernotamment les différents modes de vibrationsdes machines, vérifier les calculs ou tester dif-férents composants). Soulignons enfin que laplupart des analyseurs associent la mesure de

vibrations à des fonctions d’analyse acous-tique (nième d’octave).Porter un jugement sur l’état d’une machinene peut pas se résumer à la prise en compted’un seul critère. De nombreux paramètresdoivent être regardés de près pour adapter aumieux l’appareil à son besoin.

Des critères à regarder de prèsIl faut tout d’abord déterminer le nombre devoies nécessaires. Les appareils du marché intè-grent d’une à plusieurs dizaines de voies. Lesindicateurs de niveaux globaux et les collec-teurs de données présentent 1 ou 2 voies, tan-dis que les analyseurs proposent le plus sou-vent de 2 à 16 voies. « Au-delà, les appareils

sont destinés à des applications spécifiques. Ils

servent plutôt à l’analyse modale, à des ana-

lyses en laboratoire ou à des diagnostics très

complets où l’on a le temps de poser une multi-

tude de capteurs sur la machine afin de mieux

comprendre les phénomènes physiques obser-

vés. Ils sont peu utilisés pour faire de la collec-

te et détecter les pannes afin de réaliser un dia-

gnostic au plus vite », explique Hugues Martel,directeur France de Brüel & Kjaer – Schenck CMS. Ily a aussi un compromis à trouver entre lenombre de voies et le poids (les analyseurs lesplus légers ne proposent le plus souvent que4 voies). Le prix n’est bien sûr pas le même (ils’échelonne de 15-20 kF à 200 kF pour lesappareils qui offrent de 1 à 16 voies).En fait, les fournisseurs insistent surtout surla modularité des systèmes, aussi bien sur lenombre de voies par carte que sur le nombrede cartes, afin d’adapter l’appareil à son besoinquelle que soit l’application.Lors du choix d’un analyseur, il faut aussiconsidérer le type d’entrées. La plupart descollecteurs et des analyseurs associent desentrées dynamiques (vitesse, accélération) àdes entrées statiques (données de process).« Les utilisateurs cherchent à corréler un

maximum de données pour mieux com-

prendre l’origine des phénomènes observés et

réaliser des diagnostics fiables. Ils souhaitent

par exemple associer les mesures vibratoires

à des mesures de process, en mesurant la tem-

pérature de l’huile, le débit des fluides, etc. ou

mesurer la vitesse de rotation des machines

à l’aide d’entrées tachymétriques », souligneM. Dumas (01dB-Stell).Ces données sont aussi nécessaires lorsqu’onsouhaite comparer les résultats obtenus avecun collecteur de données d’une ronde àl’autre. Pour que les résultats soient significa-tifs, il faut se placer dans des conditions com-parables, donc prendre en compte la vitessedes machines, les données de process, etc. Engénéral, les collecteurs présentent des prisesmulti-points qui permettent d’acquérir

Les vibrations au servicede la maintenance conditionnelle■ La maintenance conditionnelle (ou prédicti-ve) est le principal champ d’applications desanalyseurs de vibrations. Son approche consis-te à détecter l’apparition des défauts et àsuivre leur évolution afin d’anticiper lespannes et de déclencher une action correctiveavant l’arrêt complet des machines. Elle se dis-tingue de la maintenance curative (qui consis-te à attendre la casse pour réparer) et de lamaintenance préventive (qui prévoit de rem-placer régulièrement les organes, même si cen’est pas toujours nécessaire).La maintenance conditionnelle se fonde sur lamesure d’une grande quantité de paramètresdes machines afin de prévoir l’apparition detous types de défauts, quelle que soit leur ori-

gine. Les roulements d’une machine tournan-te, par exemple, sont des éléments sensiblesqu’il faut surveiller régulièrement : la défaillan-ce de l’un deux peut s’avérer catastrophique.« La maintenance conditionnelle intéresse deplus en plus d’industriels. La France est relative-ment bien avancée dans ce domaine, notam-ment dans la sidérurgie, la pétrochimie, la pape-terie, etc. De plus, la prestation de services enanalyse vibratoire se développe beaucoup, ce quimet en confiance les industriels qui n’auront plusbesoin d’experts en vibrations chez eux. Ils semettront donc plus facilement à la maintenanceconditionnelle », indique Hugues Martel, direc-teur France de Brüel & Kjaer-Schenck CMS.

Dans le domaine des analyseurs FFT, la ten-dance est à la compacité. Ceci ne les empêchepas d'intégrer de nombreuses fonctions detraitement du signal. Dans certains cas, le PCauquel ils sont couplés ne sert qu'à enregis-trer et visualiser les résultats.

Dactr

on

MESURES 735 - MAI 2001 107

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n’importe quel paramètre. On trouve aussides entrées/sorties numériques qui permet-tent par exemple de lire des informations enprovenance d’un automate.Au niveau du traitement des signaux, il fautconsidérer la vitesse et la résolution du DSP.Plus le DSP d’un collecteur de données sera rapi-de, plus la personne chargée d’effectuer sa “ron-de” ira vite, ce qui permettra de détecter au plustôt les éventuelles anomalies. Pour les analy-seurs, la puissance du DSP permettra de faireplus de traitements en parallèle, donc de sur-veiller plusieurs voies simultanément. La gran-de majorité des analyseurs du marché intègrentleur propre DSP. « Dans ce cas, l’analyseur est

autonome. Le PC ne sert qu’à stocker les don-

nées, à éditer les rapports, et éventuellement à

exporter les résultats », indique Bernard Danré,vice-président d’AmtechData.

Utiliser les possibilités des PCLe PC peut aussi servir à archiver le signal tem-porel. « Lorsqu’on fait un diagnostic, on ne sait

pas a priori le type de défauts que l’on va trou-

ver. En enregistrant le signal d’origine sur le

PC, il est possible d’y appliquer ensuite toutes

sortes d’algorithmes et de recommencer autant

de fois que nécessaire », indique M. Dumas(01dB-Stell). Le PC joue donc un rôle importantdans le post-traitement, qui s’effectue le plussouvent sans l’analyseur.

L’alimentation de l’appareil est également uncritère important. En général, l’analyseur a sapropre alimentation (batterie ou secteur), ain-si que le PC. Notons cependant que les analy-seurs de Dactron et de Gould & Nicolet sont ali-mentés directement par le PC à travers un portUSB (12 Mbit/s).Pour les collecteurs de données alimentés parbatterie, il est important de connaître l’auto-nomie. Cependant, les durées indiquées dansnos tableaux sont à prendre avec précautions.Tout dépend en effet de l’usage que l’on fait del’appareil.Dans nos tableaux, nous avons également indi-qué la résolution de la conversion analo-gique/numérique. En analyse de vibrations,celle-ci doit être supérieure ou égale à 16 bits,du fait que l’on travaille sur de grandes plagesdynamiques.Les analyseurs couplés à un PC doivent enfinêtre compatibles avec les environnementsinformatiques usuels (Windows), présenterune interface avec des outils de calculs (Excel,Matlab) et utiliser un format de données uni-versel (conversion UFF pour les logicielsd’analyse modale).En fait, lorsqu’on choisit un collecteur ou unanalyseur, on choisit aussi un logiciel de pro-grammation et d’analyse. Aujourd’hui, de plusen plus de fournisseurs développent des outilsspécifiques orientés “métiers” pour faciliter

l’utilisation des appareils. « Notre objectif est

aussi de rendre un travail routinier plus

agréable avec des logiciels plus conviviaux qui

donnent un accès facile à des fonctions qui sont

paradoxalement de plus en plus sophisti-

quées », souligne M. Martel (Brüel & Kjaer – SchenckCMS). La société a d’ailleurs développé un logi-ciel expert basé sur des réseaux de neuronesqui apporte une aide au diagnostic.Toutefois, l’utilisation des analyseurs de vibra-tions requiert un minimum de compétencesdans le domaine du traitement du signal etde l’analyse vibratoire. La plupart des four-nisseurs assurent d’ailleurs une formation.« Nous indiquons par exemple aux utilisa-

teurs que pour tel défaut et tel type de machi-

ne, il faudra plutôt prendre tel algorithme, tel

outil de traitement du signal », indiqueM. Dumas (01dB-Stell).

Vers un télédiagnosticDans le domaine des collecteurs et des analy-seurs de vibrations, les évolutions sont remar-quables. Il n’y a qu’à voir par exemple la tailledes analyseurs FFT : le Phazer de Gould & Nicoletou le Photon de Dactron ne pèsent même pas200 g et tiennent dans la main… D’autres four-nisseurs insistent davantage sur la modularitéde leurs systèmes. Enfin, les analyseurs et cer-tains collecteurs de données deviennent desoutils de télédiagnostic, grâce à l’utilisationd’internet. Ainsi, dans le domaine de la main-tenance conditionnelle, un nombre croissantd’industriels sous-traite leur diagnostic à desspécialistes. A titre d’exemple, le collecteur dedonnées Movilog 2 de 01dB-Stell peut recevoirpar mail un fichier sur lequel figurent parexemple les rondes à effectuer. L’opérateur n’aqu’à suivre les indications, collecter toutes lesdonnées et renvoyer le fichier par mail à lasociété qui prendra en charge le diagnostic.

Marie-Line Zani

Liste des principaux fournisseurs01dB-StellTél. : 04 72 20 91 00 - Fax : 04 72 20 91 01Actidyn SystèmesTél. : 01 30 16 05 30 - Fax : 01 30 16 05 33Agilent TechnologiesTél. : 01 64 53 50 00 - Fax : 01 64 53 50 01AlliantechTél. : 01 47 90 77 77 - Fax : 01 47 33 32 20AmtechDataTél. : 06 87 69 83 77 - Fax : 01 30 53 67 29AssigTél. 01 48 59 00 42 - Fax : 01 48 59 43 17Bently NevadaTél. : 02 40 72 99 44 - Fax : 02 40 72 99 46Brüel & Kjaer - Schenck CMSTél. : 01 69 90 63 87 - Fax : 01 64 57 02 45Campbell ScientificTél. : 01 69 29 96 77 - Fax : 01 69 29 96 65de KeracTél. : 04 42 83 27 88 - Fax : 04 42 98 02 01Entek IRDTél. : 01 48 17 04 00 - Fax : 01 48 17 04 01Equipements ScientifiquesTél. : 01 47 95 99 52 - Fax : 01 47 01 16 22Gould & NicoletTél. : 01 64 86 45 45 - Fax : 01 64 86 45 46

Hofmann ReutlingerTél. : 01 60 19 13 14 - Fax : 01 60 19 18 72LMS FranceTél. : 01 69 35 19 20 - Fax : 01 69 35 19 47MB ElectroniqueTél. : 01 39 67 67 67 - Fax : 01 39 56 53 44Morgan CupexTél. : 03 89 41 07 67 - Fax : 03 89 41 24 17Müller-BBMTél. : 01 30 50 50 90 - Fax : 01 30 50 72 40OrosTél. : 04 76 90 62 36 - Fax : 04 76 90 51 37PrüftechnikTél. : 03 27 25 52 33 - Fax : 03 27 25 55 69SignaltechTél. : 01 46 33 91 07 - Fax : 01 43 54 36 41SitesTél. : 01 41 39 02 00 - Fax : 01 41 39 02 01SM2ITél. : 01 34 89 78 78 - Fax : 01 34 89 54 53Spectral DynamicsTél. : 01 46 52 27 80 - Fax : 01 46 52 27 81TestwellTél. : 01 39 73 02 54 - Fax : 01 39 73 25 78

Les collecteurs de données fournissent desmesures de niveaux globaux en terme dedéplacement, vitesse et accélération, maisaussi des spectres. L'objectif n'est pas de réa-liser des diagnostics approfondis. Enrevanche, une comparaison des résultatsobtenus lors des différentes tournées permetde constater des éventuelles anomalies.

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