COMMENT MESURER LES VIBRATIONS

Comme tout est vibration, la détermination d’un niveau vibratoire donné s’impose afin de connaître le seuil à partir duquel il s’avère trop sévère envers un système donné et requiert de ce fait une méthode d’isolation ou au contraire, trop faible pour produire un effet souhaité et demande une amplification. Les méthodes et instruments de mesure de la vibration ont été inventés depuis longtemps et nous allons en revoir ici les paramètres.

Nature et origines des vibrations

Une vibration est un mouvement d’oscillation autour d’une position de référence, visible ou imperceptible selon son amplitude. Sa fréquence qui se mesure en Hertz (Hz) est le nombre de fois où son cycle se répète en une seconde. Dans un mouvement, il peut y avoir une seule composante et donc une seule fréquence ou plusieurs composantes et plusieurs fréquences. Afin de mettre en évidence les composantes et le comportement d’une vibration, on se sert d’un appareil de mesure vibratoire qui va réaliser une analyse de fréquence. Il va en sortir un spectre de fréquence qui affiche les oscillations et les amplitudes en abscisses et en ordonnées. Les vibrations qui nous intéressent ici sont notamment les vibrations mécaniques qui doivent être maîtrisées. Elles proviennent principalement des frottements, des jeux, des forces de déséquilibre dans les éléments alternatifs et rotatifs. Certaines vibrations sont induites par résonance et se manifestent comme bruits et tremblements.

Mesure des niveaux de vibration par l’appareil de mesure vibratoire

Pour mesurer des vibrations, des appareils tels que l’accéléromètre, le vibromètre et l’analyseur de vibration captent les mouvements vibratoires et les convertissent en signaux électriques, lesquels à leur tour sont convertis en spectrogramme de fréquences. Sur le diagramme de sinusoïdes, on peut dégager la valeur crête à crête, la valeur de crête, la valeur moyenne rectifiée et la valeur efficace. La valeur crête à crête permet de déterminer le seuil critique d’une vibration vis-à-vis de son environnement mécanique. La valeur de crête qui indique la hauteur maximale d’un demi-sinusoïde fait référence à l’excursion maximale de l’onde. La valeur moyenne rectifiée n’est pas particulièrement exploitable mais sert tout simplement à montrer le comportement moyen de l’onde vibratoire sur une période de temps donnée. La valeur efficace donne un indice sur les capacités d’action ou de destruction d’une vibration.

Paramètres et unités de mesure vibratoire

La mesure d’une vibration se fait sur la base de trois paramètres essentiels, à savoir la vitesse, le déplacement et l’accélération. Un appareil de mesure vibratoire moderne est normalement équipé pour effectuer la mesure des trois paramètres. Il est cependant possible de convertir le signal d’accélération en déplacement et en vitesse. Les exigences ISO font que les paramètres de vibration sont évalués en unités métriques. Le déplacement est mesuré en m, en mm ou en µm. La vitesse est mesurée en m/s ou en mm/s. L’accélération est mesurée en m/s2 ou en mm/s2. La mesure des déplacement n’est en principe faite que pour les vibrations de basse fréquence sur les systèmes mécaniques et pour l’étude des petits jeux entre les éléments d’une machinerie. Le déplacement est un indicateur de déséquilibre.

Conclusion

Pour mesurer les vibrations, on fait appel à un appareil tel que le transducteur de vibrations et idéalement l’accéléromètre piézoélectrique qui transforme les vibrations en des signaux électriques qu’on peut afficher sur un graphique 2D. Il faut juste choisir la gamme de fréquences de cet appareil de mesure vibratoire de manière à ce qu’elle couvre la plage d’intérêt des analyses à faire.

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