Dernière révision 30 mai 2026
Degrés de qualité d'équilibrage selon l'ISO 21940-11 : comment choisir la bonne tolérance pour votre équipement
La qualité de l'équilibrage doit être évaluée non pas de manière subjective (« la vibration a diminué ») mais selon des critères objectifs et mesurables. Les normes internationales définissent des exigences claires pour le balourd résiduel admissible après équilibrage.
Le document clé est l'ISO 21940-11 (anciennement ISO 1940-1:2007), « Vibrations mécaniques — Équilibrage des rotors — Procédures et tolérances pour les rotors à comportement rigide ».
Pourquoi des normes sont nécessaires :
- Elles transforment un jugement subjectif en un critère objectif et mesurable
- Elles servent de base à la réception des travaux par le client
- Elles trouvent l'équilibre entre la nécessité technique et le bon sens économique
- Elles protègent à la fois le prestataire et le client en cas de litige
Qu'est-ce qu'un degré G, en termes simples
Le degré de qualité d'équilibrage (désigné par la lettre G) définit le balourd résiduel admissible après équilibrage. Plus le nombre G est faible, plus l'exigence de précision d'équilibrage est stricte.
Signification physique : le nombre G est égal à la vitesse orbitale du centre de masse du rotor à sa vitesse de service — le produit du balourd spécifique admissible et de la vitesse angulaire (eper × Ω), exprimé en mm/s. Par exemple, le degré G6.3 correspond à 6,3 mm/s.
Important : il s'agit d'une propriété du balourd résiduel, et non de la vitesse vibratoire du carter ou du palier mesurée sur une machine en fonctionnement selon l'ISO 20816-3. Les deux sont liés mais ne sont pas le même chiffre.
Un principe important : chaque type d'équipement a son degré de qualité d'équilibrage recommandé, qui reste constant quelle que soit la vitesse de rotation ou la masse du rotor. Par exemple :
- Concasseurs → toujours le degré G16
- Ventilateurs et pompes → toujours G6.3
- Turbines → toujours G2.5
- Broches → toujours G1.0 ou G0.4
Un tableau des degrés de qualité d'équilibrage G pour différents équipements
| Degré G | Vitesse vibratoire admissible (mm/s) | Type d'équipement | Exemples de rotors |
|---|---|---|---|
| G4000 | 4000 | Équilibrage très grossier | Vilebrequins montés rigidement de diesels marins lents (à nombre impair de cylindres) |
| G16 | 16 | Équilibrage grossier | Concasseurs, arbres de machines agricoles, arbres de transmission (cardan) |
| G6.3 | 6.3 | Qualité industrielle standard | Rotors de pompe, hélices de ventilateur, induits de moteurs électriques, composants d'équipements de process |
| G2.5 | 2.5 | Qualité supérieure | Rotors de turbines à gaz et à vapeur, turbocompresseurs, broches de machines-outils, induits de moteurs électriques à usage spécial |
| G1.0 | 1.0 | Équilibrage de précision | Entraînements de rectifieuses, broches |
| G0.4 | 0.4 | Équilibrage de ultra-précision | Broches de rectifieuses de précision, gyroscopes |
← Voir aussi la section sur les degrés de qualité d'équilibrage dans le guide complet
Comment calculer le balourd résiduel admissible
L'ISO 21940-11 vous permet de calculer une valeur précise du balourd résiduel admissible, qui sert de valeur cible lors de l'équilibrage.
Le calcul s'effectue en deux étapes :
Étape 1 : Détermination du balourd spécifique admissible (eper)
Formule :
eper = (G × 9549) / n
Où :
- G — le degré de qualité d'équilibrage (par exemple, 6.3)
- n — la vitesse de rotation de travail, tr/min
- eper — le balourd spécifique admissible, μm (ou g·mm/kg)
Étape 2 : Calcul du balourd résiduel admissible (Uper)
Formule :
Uper = eper × M
Où :
- M — la masse du rotor, kg
- Uper — le balourd résiduel admissible, g·mm
Fig. 1. La fenêtre de calcul de la tolérance d'équilibrage dans le logiciel Balanset-1A : calcul automatique selon l'ISO 1940-1
Équilibrage avec vérification par rapport aux normes
Nous réalisons l'équilibrage avec la tolérance calculée selon l'ISO 21940-11 et délivrons un certificat de conformité
Commander le serviceExemples résolus
Exemple 1 : un ventilateur industriel
Données d'entrée :
- Masse du rotor (hélice + arbre) : M = 150 kg
- Vitesse de travail : n = 1500 tr/min
- Degré de qualité d'équilibrage : G = 6.3 (standard pour les ventilateurs)
Calcul :
- eper = (6.3 × 9549) / 1500 = 40,1 μm (g·mm/kg)
- Uper = 40,1 × 150 = 6015 g·mm
Conclusion : après équilibrage, le balourd résiduel ne doit pas dépasser 6015 g·mm (soit ~6000 g·mm arrondi).
Exemple 2 : un rotor de moteur électrique de 30 kW
Données d'entrée :
- Masse du rotor : M = 25 kg
- Vitesse de travail : n = 3000 tr/min
- Degré de qualité d'équilibrage : G = 2.5 (qualité supérieure)
Calcul :
- eper = (2.5 × 9549) / 3000 = 7,96 μm
- Uper = 7,96 × 25 = 199 g·mm
Conclusion : le moteur nécessite un équilibrage plus précis (degré G2.5 plutôt que G6.3) car il tourne à grande vitesse.
Exemple 3 : une broche de rectifieuse
Données d'entrée :
- Masse de la broche avec son outil : M = 5 kg
- Vitesse de travail : n = 6000 tr/min
- Degré de qualité d'équilibrage : G = 1.0 (équilibrage de précision)
Calcul :
- eper = (1.0 × 9549) / 6000 = 1,59 μm
- Uper = 1,59 × 5 = 7,95 g·mm
Conclusion : pour les broches de précision à grande vitesse, les exigences sont très strictes — la tolérance est dix fois plus petite que pour les ventilateurs.
Application pratique : si le rapport final d'équilibrage montre que le balourd résiduel est dans la limite de la tolérance ISO calculée, le travail est réputé avoir été réalisé selon un niveau de qualité élevé. C'est un critère objectif et juridiquement significatif.
Le lien avec la vibration de l'équipement
En complément de l'ISO 21940-11 (la tolérance de balourd), il existe l'ISO 20816-3:2022 — qui a remplacé l'ISO 10816-3 désormais retirée — régissant les niveaux de vibration admissibles des équipements mesurés sur les paliers. Elle classe les machines en groupes et en 2 types de fondation (rigide/flexible).
| Groupe de machines | Puissance (P), kW | Limites de zones (mm/s) | ||
|---|---|---|---|---|
| A/B Bon |
B/C Acceptable |
C/D Alarme |
||
| Groupe 1 (Grandes machines) |
P > 300 kW | 2.3 | 4.5 | 7.1 |
| Groupe 2 (Machines moyennes) |
15 kW < P ≤ 300 kW | 1.4 | 2.8 | 4.5 |
Remarque : données pour des machines sur fondations rigides.
Décodage des zones d'état :
Zone A : Bon
L'état d'un équipement neuf. Aucune action n'est nécessaire.
Zone B : Acceptable
Un fonctionnement sans restriction est autorisé. Une surveillance est recommandée.
Zone C : Temporairement acceptable
L'équipement nécessite un diagnostic pour trouver et éliminer les causes de vibration.
Zone D : Inacceptable (Alarme)
La vibration peut provoquer des dommages. Un arrêt immédiat et une réparation sont nécessaires.
Niveaux de vibration critiques :
- Au-dessus de 7 mm/s est déjà considéré comme dangereux selon l'ISO — l'unité doit être arrêtée pour diagnostic afin d'éviter la destruction des roulements et du carter
- Au-dessus de 10 mm/s peut entraîner une fissuration par fatigue des soudures du carter et une défaillance rapide des composants. C'est la zone critique !
Les deux normes se complètent : l'ISO 21940-11 définit la qualité d'équilibrage cible, tandis que l'ISO 20816-3 évalue l'état vibratoire réel de la machine.
Conclusion
L'ISO 21940-11 n'est pas une simple exigence formelle mais un outil pratique pour garantir la qualité d'équilibrage. Elle vous permet de :
- Évaluer objectivement la qualité du travail réalisé
- Choisir un niveau de précision économiquement justifié
- Protéger les intérêts du client comme du prestataire
- Fournir une preuve documentée de la qualité
Les instruments d'équilibrage modernes tels que le Balanset-1A intègrent un calculateur de tolérance selon l'ISO 1940-1 qui calcule automatiquement les valeurs cibles et compare les résultats obtenus à celles-ci.
Voir aussi : les types de balourd et la manière de corriger chacun d'eux
Équilibrage selon les normes ISO
Instruments et services avec tolérances calculées selon les normes
L'instrument Balanset-1A
Un calculateur de tolérance intégré selon l'ISO 1940-1
Acheter l'instrumentServices d'équilibrage
Équilibrage avec calculs selon l'ISO et certificat de conformité
Commander le serviceAide-mémoire
- Choisir le grade G selon le type d’équipement
- Relever la vitesse de travail (tr/min) et la masse du rotor
- Calculer e_per = (G x 9549) / n
- Calculer U_per = e_per x M
- Confirmer que le balourd résiduel est dans la tolérance
- Émettre un certificat de conformité