Comment mesurer ou diagnostiquer une machine et comment contrôler les capteurs et outils électroportatifs installés ?

Pour diagnostiquer correctement une machine, un contrôle rapide d’une erreur sur le variateur de fréquence
ou sur le contrôleur ne suffit pas. Un diagnostic efficace des machines industrielles combine l’inspection visuelle, la mesure mécanique
et électrique des machines, l’analyse vibratoire, la thermographie ainsi que le contrôle des capteurs et outils électroportatifs installés. Seule une telle approche permet d’identifier la cause de la panne, d’évaluer le risque d’arrêt et de décider
si une réparation, une régénération, un remplacement ou une modernisation est nécessaire.

Dans la pratique de la maintenance, une évaluation rapide et précise de l’état technique a un impact direct sur les coûts de production, la sécurité au travail et la disponibilité de la ligne. C’est pourquoi les essais des machines industrielles doivent être réalisés de manière méthodique, en tenant compte des symptômes mécaniques, électriques et thermiques,
et non uniquement sur la base d’une seule alarme ou d’un paramètre isolé.

Si votre machine présente des vibrations excessives, des erreurs de capteurs, des problèmes d’isolation, une surchauffe ou un fonctionnement instable de l’entraînement, contactez-nous. Nous vous aiderons à évaluer si un diagnostic, une réparation, une régénération, une modernisation ou le remplacement d’un composant est nécessaire.

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Comment diagnostiquer une machine étape par étape et quelles mesures sont réellement importantes ?

Par où commencer le diagnostic d’une machine ?

Toute mesure de machine doit commencer par une inspection visuelle externe et une évaluation du fonctionnement de l’équipement
sous charge. Dès cette étape, il est souvent possible de détecter des signaux d’avertissement tels que :

• vibrations excessives,
• fonctionnement instable de l’entraînement,
• bruit de roulements ou frottement mécanique,
• échauffement irrégulier du carter,
• odeur d’isolation surchauffée,
• erreurs de retour d’information, pertes de signal ou problèmes de positionnement.

Un bon diagnostic des machines et des équipements commence par l’observation des symptômes, puis seulement ensuite passe
aux mesures détaillées. Dans de nombreux cas, c’est précisément la comparaison des symptômes avec les résultats des tests qui permet de distinguer un problème mécanique d’un problème électrique ou d’identifier plusieurs causes de panne coexistantes.

Si, dès l’étape préliminaire, un risque d’endommagement des roulements, de surchauffe des enroulements, d’erreurs d’encodeur
ou de fonctionnement instable du servomoteur est visible, il est préférable de planifier immédiatement un diagnostic plus complet, avant qu’un défaut mineur ne se transforme en panne coûteuse de l’ensemble du système.

Comment effectuer une mesure mécanique des machines ?

La mesure mécanique des machines est indispensable lorsque l’équipement présente des signes d’usure, de vibrations, de bruit, de faux-rond ou de problèmes de guidage du mouvement. Le diagnostic mécanique comprend l’évaluation de la géométrie du mouvement, des jeux, de l’état des roulements et du comportement de la machine pendant le fonctionnement.

Faux-rond axial, faux-rond radial et état des roulements

Les opérations de base comprennent le contrôle du faux-rond axial et radial, l’évaluation de l’état des roulements
ainsi que la vérification d’une éventuelle dégradation de l’alignement des éléments d’entraînement. Dans les machines électriques et les ensembles rotatifs, le contrôle de l’entrefer entre le rotor et le stator est également important, car son irrégularité peut détériorer le fonctionnement de l’entraînement et accélérer l’usure des composants.

Les symptômes typiques des problèmes mécaniques sont :

• augmentation du bruit au démarrage et en régime établi,
• surchauffe locale des roulements,
• fonctionnement irrégulier de l’arbre,
• vibrations transmises au corps de la machine,
• dégradation de la qualité de fonctionnement des réducteurs, accouplements ou systèmes de transmission..

Si la source du problème est liée à des roulements usés, des logements endommagés, un défaut d’alignement ou une charge irrégulière, le simple remplacement d’un seul élément ne résout pas toujours le problème. Une vérification mécanique complète est souvent nécessaire, et ce n’est qu’ensuite qu’il est possible de décider si une réparation suffit ou si la régénération ou la modernisation de l’ensemble du nœud est une meilleure option.

Essais de vibrations et analyse vibratoire

Les essais de vibrations et l’analyse vibratoire font partie des méthodes les plus importantes de diagnostic des machines. L’analyse vibratoire permet d’évaluer le degré d’usure des composants et de détecter les anomalies avant l’immobilisation de l’équipement. Le déplacement, la vitesse ou l’accélération des vibrations sont mesurés, puis les valeurs efficaces ainsi que la nature du spectre fréquentiel
sont analysées.

Pour évaluer l’état général d’une machine, la valeur efficace RMS de la vitesse vibratoire est très utile, car elle reflète bien l’énergie vibratoire ayant un impact sur la durabilité des composants. À son tour, l’analyse fréquentielle aide à déterminer si la source du problème est liée aux roulements, au balourd, au désalignement, aux jeux mécaniques ou aux dommages des éléments rotatifs.

Dans certaines constructions modernes, en particulier dans les machines à aimants permanents, il est possible
d’utiliser les signaux propres de la machine pour évaluer les vibrations. Cette solution peut soutenir le diagnostic en ligne, notamment là où le montage de capteurs supplémentaires est difficile. Du point de vue de la maintenance, cela signifie une plus grande chance de détecter plus tôt la dégradation sans long arrêt de service.

Si l’analyse vibratoire indique une dégradation de l’état du système, il convient de la traiter non comme une lecture isolée, mais comme un signal pour planifier des actions de service. Dans de nombreuses usines, ce sont précisément les vibrations
qui constituent le premier avertissement avant une panne plus grave du variateur de fréquence, du servomoteur, de l’accouplement, du réducteur
ou du moteur.

Comment effectuer une mesure électrique des machines ?

La mesure électrique des machines doit inclure non seulement un contrôle de base de l’alimentation,
mais aussi l’évaluation des enroulements, de l’isolation et du comportement du système en conditions de fonctionnement. Selon le type d’équipement, le diagnostic couvre les machines AC, DC, les servomoteurs, les systèmes avec variateur de fréquence, les convertisseurs, les alimentations, l’électronique de commande et les actionneurs.

Mesure de la résistance d’isolation et évaluation des enroulements

L’un des essais clés est la mesure de la résistance d’isolation, qui permet de détecter l’humidité, la dégradation de l’isolation, les salissures conductrices, les effets de la surchauffe ainsi que le vieillissement des matériaux isolants. Ce type d’essai des machines électriques est important aussi bien lors de l’évaluation d’un équipement avant sa mise en service que dans le cadre d’un diagnostic périodique.

Il est important non seulement de savoir si l’isolation « réussit » le test, mais aussi de vérifier son comportement dans le temps. Dans l’évaluation de l’état technique, les éléments suivants sont notamment importants :

• stabilité de la résistance pendant la mesure,
• courant de fuite,
• comportement de l’isolation à une tension d’essai donnée,
• symptômes indiquant une dégradation de l’isolation principale ou inter-spires.

Si une machine présente des symptômes de surchauffe, de fonctionnement irrégulier ou de déclenchement des protections, le problème peut concerner non seulement l’alimentation, mais aussi des courts-circuits entre spires ou une détérioration de l’état des enroulements. Dans ce cas, le seul contrôle de la tension et du courant ne suffit pas. Un diagnostic étendu est nécessaire, souvent combiné à une évaluation thermique, au contrôle de l’entraînement, du variateur de fréquence, du circuit de puissance et des capteurs de retour d’information.

Dans une usine industrielle, il convient de rappeler qu’une réaction trop tardive à la détérioration de l’état de l’isolation peut entraîner non seulement une panne du moteur ou du générateur, mais aussi l’endommagement de l’électronique de commande, des modules de puissance, des alimentations et des éléments d’automatisation voisins.

Thermographie et contrôle thermique de la machine

Les examens thermographiques constituent un complément très utile au diagnostic, car ils permettent d’évaluer sans contact la répartition des températures à la surface de la machine pendant son fonctionnement normal. Une thermographie correctement réalisée permet de détecter des zones de surchauffe qui ne sont pas toujours visibles lors des mesures électriques standard.

La thermographie est particulièrement utile pour évaluer :

• les roulements et leur échauffement,
• la charge des enroulements,
• les anomalies thermiques locales dans la zone des connexions électriques,
• la perméabilité des canaux de refroidissement,
• l’impact des surcharges sur le corps, les circuits de puissance et l’électronique de commande.

Dans la pratique, il ne suffit pas de prendre une simple image avec une caméra thermique. Le résultat doit être interprété
par rapport aux conditions réelles de fonctionnement de l’équipement, à la charge, à la ventilation, à l’environnement et à l’historique de service. Ce n’est qu’alors que la thermographie apporte une réelle valeur diagnostique et permet de planifier le service avant une panne critique.

Comment contrôler les capteurs installés ?

Encodeurs

La réponse à la question de savoir quels capteurs contrôler dans une machine est très souvent l’encodeur. Lors de la mesure électrique d’un encodeur, on évalue si la réponse du signal se situe dans la plage admissible,
s’il existe des erreurs de comptage et si le signal ne disparaît pas périodiquement pendant le mouvement. De tels problèmes peuvent provoquer non seulement des erreurs de positionnement, mais aussi des surcharges d’axe, des à-coups et un fonctionnement incorrect de l’ensemble du système d’entraînement.

Les symptômes fréquents d’une panne d’encodeur sont :

• erreurs de comptage des impulsions,
• interruptions soudaines du signal,
• position instable de l’axe,
• alarmes sporadiques malgré un fonctionnement mécanique apparemment correct,
• problèmes qui augmentent avec les vibrations de la machine.

La cause peut se trouver dans un disque codé endommagé, un montage incorrect, la transmission des vibrations depuis le système mécanique ou l’usure de l’élément de mesure lui-même. C’est pourquoi le bon fonctionnement de l’encodeur doit être évalué non pas indépendamment du reste de la machine, mais avec l’état des roulements, de l’arbre, des accouplements et de l’ensemble de l’entraînement.

Resolvers et tachogénérateurs

Dans les systèmes d’entraînement ainsi que dans de nombreux anciens systèmes de commande, on rencontre également des resolvers et des tachogénérateurs. Ces éléments fournissent un retour d’information sur la position ou la vitesse, et leur panne peut provoquer une perte de stabilité de régulation, un démarrage incorrect, des erreurs de vitesse ou l’arrêt de l’entraînement.

Le diagnostic d’un resolver ou d’un tachogénérateur comprend l’évaluation du signal, de la continuité des connexions, de la réaction correcte au mouvement et de la conformité de la réponse avec la caractéristique attendue du système. Si la machine présente des erreurs de positionnement, des sauts de vitesse ou des alarmes de retour d’information, il ne faut pas se limiter au remplacement du câble ou à l’effacement de l’alarme. Un diagnostic complet de l’entraînement, de l’électronique de commande et du capteur lui-même est souvent nécessaire.

C’est particulièrement important dans les applications où collaborent des servomoteurs, des variateurs de fréquence, des automates PLC, des panneaux HMI et des modules I/O, car la panne d’un élément peut ressembler à un problème d’un composant totalement différent.

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Comment contrôler les outils électroportatifs et quand le diagnostic seul ne suffit-il pas ?

À quoi ressemblent les contrôles périodiques des outils électroportatifs ?

Le diagnostic des outils électroportatifs ainsi que les contrôles périodiques des équipements ont une importance particulière
pour la sécurité des utilisateurs et la fiabilité du travail dans l’usine. Un contrôle professionnel ne s’arrête pas à la mise sous tension de l’appareil. Il doit inclure aussi bien une inspection visuelle que des mesures électriques et un test de fonctionnement.

Inspection visuelle et identification de la classe de protection

La première étape consiste en une inspection externe détaillée. Il faut vérifier la plaque signalétique,
la classe de protection, l’état du boîtier, des protections, des canaux de ventilation, du câble d’alimentation et du serre-câble.
Ce sont précisément ces éléments qui sont souvent les plus exposés aux dommages mécaniques et qui constituent un danger réel pour l’opérateur.

Dans le cadre d’un diagnostic plus approfondi, il est également utile d’effectuer une inspection interne. Dans les outils électroportatifs
à moteur à collecteur, le contrôle des balais de charbon, du collecteur, des roulements et des traces de surchauffe des enroulements est particulièrement important. De tels symptômes peuvent indiquer des surcharges, des courts-circuits entre spires, un refroidissement incorrect ou un fonctionnement prolongé dans des conditions inappropriées.

Mesures de sécurité et test fonctionnel

Les contrôles périodiques des outils électroportatifs doivent inclure des mesures de sécurité adaptées à la classe de protection de l’appareil. Les plus importantes sont :

• mesure de la continuité du conducteur de protection dans les appareils de classe I,
• mesure de la résistance d’isolation,
• contrôle du courant de fuite,
• test fonctionnel à vide et évaluation du fonctionnement mécanique.

Un tel contrôle permet de détecter non seulement les dommages existants, mais aussi les symptômes d’une usure accélérée. Du point de vue d’une usine industrielle, cela a une importance pratique : il vaut mieux retirer un appareil du service plus tôt que de permettre une électrocution, l’endommagement du matériau, une panne du poste de travail ou une interruption
du travail de l’équipe.

Quand choisir la réparation, la régénération, le remplacement ou la modernisation ?

Toute anomalie ne signifie pas qu’il faut remplacer immédiatement l’équipement. Dans de nombreux cas, un diagnostic précis permet de limiter les coûts et de choisir le modèle d’intervention de service approprié.

• La réparation est un bon choix lorsque le dommage est ponctuel et qu’il est possible de rétablir la pleine fonctionnalité de l’équipement.
• La régénération a du sens lorsqu’il faut restaurer les paramètres d’exploitation d’un composant, par exemple après l’usure des roulements, des éléments mécaniques ou des composants de retour d’information.
• Le remplacement peut être justifié lorsque le degré de dégradation est trop important, que l’équipement ne garantit pas un fonctionnement stable ou que la réparation n’est pas économiquement justifiée.
• La modernisation est la meilleure direction lorsque le problème ne concerne pas uniquement une panne, mais aussi une construction obsolète, des limitations de communication, une faible disponibilité des pièces
  ou une fonctionnalité insuffisante du système.

Dans la pratique industrielle, il est de plus en plus rentable non seulement d’éliminer la panne, mais aussi d’utiliser l’arrêt
pour améliorer la fiabilité. Cela concerne surtout les systèmes dans lesquels travaillent ensemble des machines électriques, des variateurs de fréquence, des servomoteurs, des automates PLC, des panneaux HMI, des alimentations et de l’électronique de commande.

Vous devez réduire l’arrêt de production ? Confiez-nous le diagnostic de l’équipement, et nous vous aiderons à déterminer
si la réparation, la régénération, la modernisation ou l’achat d’un remplacement approprié sera plus rentable.

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Bibliographie :

• M. Barański, A. Decner, “Diagnostic des machines électriques à aimants permanents – méthodes sélectionnées”, Machines électriques – Cahiers de problèmes n° 1/2015 (105), 2015. [En ligne]. https://yadda.icm.edu.pl/baztech/element/bwmeta1.element.baztech-418f52c0-6926-4f11-b233-33106ce451a6/c/Baranski_Diagnostyka_Maszyny_Elektryczne_nr_1_2015.pdf [consulté le : 22.04.2026]