Que vous dit votre moteur ?

Les techniciens d'usine et de maintenance semblent avoir le nez fin pour flairer les problèmes imminents et prendre des mesures préventives. Ils ne bénéficient pas de pouvoirs magiques mais plutôt d'une longue expérience en matière d'équipements et d'installations. Bien sur si vous faites le tour d'une machine en fonctionnement, vous entendez le bruit qu'elle fait. Si vous écoutez attentivement, vous pouvez isoler des éléments individuels dans cet ensemble sonore. Par exemple, vous pouvez entendre le ronronnement d'un ventilateur, les coups répétés d'une pompe et le grondement d'un convoyeur.

Il n'est donc pas étonnant qu'un technicien expérimenté soit capable d'identifier des moteurs électriques individuels et arrive à reconnaître leurs "signatures sonores" individuelles. Un bruit de moteur qui commence à changer peut indiquer un problème qu'un technicien averti prendra le temps de rechercher, pouvant ainsi enrayer l'occurrence d'une grave panne potentielle.

On distingue deux catégories principales de bruit anormal dans les moteurs: mécanique et électrique. Les causes de bruit mécanique les plus probables sont des roulements usés, le frottement ou le choc d'organes mobiles, un arbre faussé et une vis ou autre petite pièce desserrée ou manquante. Le type de bruit peut très bien déterminer le problème et la pièce concernée du moteur peut alors être examinée et réparée au besoin.
Les causes de bruit électrique les plus probables sont la perte de l'une des trois phases entraînant un déséquilibre de phases (moteurs triphasés uniquement) ou les harmoniques causées par l'utilisation d'un variateur. Là encore, la nature du bruit peut suggérer le problème; la solution peut être simple, ou un peu plus compliquée. L'analyse des signatures sonores des moteurs constitue en fait un domaine d'étude extrêmement développé mais dont l'application en général n'est viable que dans le cas du moteur d'entraînement principal d'un sous-marin nucléaire ou des énormes moteurs de pompage utilisés dans les puits de mine en profondeur. Dans les plus grandes applications industrielles, telles que les centrales, la discipline similaire qui consiste à analyser les vibrations est parfois utilisée comme méthode de surveillance de la "santé" des grands moteurs. Mais dans la plupart des cas, le bruit des moteurs est évalué par des techniciens qui ont l'habitude des machines au quotidien.

Causes et effets

Les causes courantes de dommages à un moteur sont notamment le choc physique, la surcharge électrique ou mécanique et une mauvaise maintenance. La plus courante de toutes est probablement un coup venant endommager le carter relativement fragile du ventilateur, avec un impact sur le ventilateur. Un carter abimé se remarque immédiatement mais il se peut qu'une pale du ventilateur soit cassée ou que la fixation du ventilateur ou l'arbre ait souffert également. Un simple contrôle visuel révèle tous ces problèmes, à l'exception d'une légère torsion de l'arbre, entraînant probablement un ronronnement ou un bourdonnement lors du fonctionnement.

Un impact plus important peut fausser l'arbre principal, endommager les paliers, déplacer une petite pièce ou même endommager le carter. La plupart de ces causes peuvent entraîner une réparation majeure ou même conduire à la mise au rebut du moteur.L'arbre d'entraînement principal du moteur peut également être faussé sous l'effet d'une charge excessive: éventuellement un pont essayant de soulever un objet trop lourd ou un moteur de convoyeur continuant à fonctionner alors qu'un blocage physique s'est produit sur le convoyeur. Il est bon de noter que les arbres d'entraînement sont souvent soumis à une charge asymétrique, à savoir qu'ils font l'objet d'un moment de flexion constant. Un arbre de moteur légèrement désaligné ou faussé produit un bourdonnement. Un défaut mineur dans l'équipement de transmission connecté à l'arbre du moteur peut créer un bruit similaire. Il est possible de le confirmer en déconnectant l'arbre du moteur de la charge et en mettant en marche. Si le bruit disparaît, le défaut ne se situe pas au niveau du moteur.

Si le bruit persiste, il y a un deuxième essai à faire. Mettre le moteur en marche puis le couper ; si le moteur cesse de tourner instantanément, il est quasiment certain que le problème est électrique et non pas mécanique. Une odeur de brûlé ou des dépôts de carbone indiquent une connexion défectueuse, facile à réparer. Il peut s'agir de la défaillance d'une des bobines du rotor (déroulée ou déconnectée), rendant le champ électromagnétique asymétrique et faisant trembler le rotor. Si l'une des bobines ne semble pas compacte, un rebobinage est probablement nécessaire. Les rembobinages doivent presque toujours être confiés à un professionnel, ainsi que le remplacement d'arbres endommagés ou de roulements usés. De nombreuses autres réparations peuvent se faire en interne, bien que sur le plan économique, il puisse s'avérer plus simple de remplacer le moteur.

Il est de plus en plus courant d'utiliser un moteur avec un variateur ou un entraînement à vitesse variable. Un variateur peut être utilisé pour réduire la consommation d'énergie en faisant fonctionner le moteur à une vitesse plus faible (les économies d'énergie sont souvent considérables), ou pour offrir un niveau supplémentaire de contrôle opérationnel (par exemple un moteur entraînant une pompe centrifuge peut être réglé pour avoir trois vitesses programmées, deux taux d'accélération et deux taux de décélération). Cependant, il convient de noter qu'un variateur peut augmenter les contraintes électriques et mécaniques d'un moteur, une surveillance et une maintenance accrues pouvant alors devenir nécessaires.

Conclusion

Les moteurs électriques industriels sont des équipements robustes et fiables, qui exigent remarquablement peu de maintenance durant leur vie en service. Il existe un multitude d'exemples de moteurs fonctionnant de manière irréprochable pendant des dizaines d'années, en particulier s'ils sont contrôlés régulièrement et si les problèmes mineurs sont traités rapidement. La maintenance consiste généralement à nettoyer, lubrifier, contrôler les fixations et les alignements des charges, vérifier la température de fonctionnement (et assurer une circulation d'air dégagée), écouter/sentir les vibrations et contrôler les connexions électriques. Parmi les réparations mineures courantes, on peut citer le serrage des vis et des boulons, la remise en état des connexions électriques et le montage d'un nouveau carter/ventilateur de refroidissement. Les réparations plus importantes couvrent le remplacement de roulements usés et le rebobinage pour lesquelles il est peut-être préférable de faire appel à une entreprise spécialisée. L'un des meilleurs moyens de contrôler un moteur est d'apprendre à reconnaître sa signature sonore et à l'écouter régulièrement. Cette méthode n'est pas simple à acquérir mais devient quasiment intuitive pour un technicien dévoué à ses machines et constitue probablement le meilleur système d'avertissement qui soit!