Dernière révision 30 mai 2026
Diagnostic vibratoire des roulements à éléments roulants : comment prévoir une défaillance avant qu'elle ne survienne
Les roulements à éléments roulants sont une pièce d'une importance critique de toute machine tournante. Les statistiques montrent que jusqu'à 80 % des défaillances de roulements peuvent être prévues plusieurs semaines ou mois avant la destruction complète grâce au diagnostic vibratoire.
Cet article est un guide avancé du diagnostic des défauts de roulements, qui complète l'article d'introduction au diagnostic vibratoire. Nous examinons ici en détail comment un roulement défectueux « sonne » dans le spectre vibratoire et comment distinguer les défauts des différents composants du roulement.
Niveau de l'article : Avancé
Si vous êtes nouveau dans ce domaine, nous recommandons de lire d'abord le guide d'introduction au diagnostic vibratoire
La physique des défauts de roulements
Lorsqu'un défaut (une piqûre, un écaillage ou une fissure) apparaît sur une surface de roulement (une bague ou un élément roulant), une courte impulsion de choc est générée chaque fois qu'un élément roulant passe sur ce défaut.
Ces impulsions se répètent à une fréquence particulière, caractéristique de chaque composant du roulement, qui dépend de :
- La géométrie du roulement (nombre d'éléments roulants, diamètres)
- La vitesse de rotation de l'arbre
Ce sont précisément ces fréquences non synchrones (non multiples de la vitesse de rotation !) qui constituent la « signature » des défauts de roulements dans le spectre vibratoire.
Fréquences de défauts de roulements caractéristiques
Chaque composant du roulement possède sa propre fréquence de défaut caractéristique :
| Fréquence | Signification | Composant |
|---|---|---|
| BPFO | Ball Pass Frequency Outer race | La fréquence à laquelle les éléments roulants passent sur un défaut de la bague extérieure |
| BPFI | Ball Pass Frequency Inner race | La fréquence à laquelle les éléments roulants passent sur un défaut de la bague intérieure |
| BSF | Ball Spin Frequency | La fréquence à laquelle un élément roulant tourne autour de son propre axe |
| FTF | Fundamental Train Frequency | La fréquence de rotation de la cage |
Diagnostic vibratoire professionnel des roulements
Nous évaluons l'état des roulements et prévoyons le moment où un remplacement sera nécessaire
Demander un diagnosticDéfaut de bague extérieure (BPFO – Ball Pass Frequency Outer race)
Description physique : un défaut (une piqûre, un écaillage ou une fissure) sur la piste de la bague extérieure du roulement. Chaque fois qu'un élément roulant passe sur ce dommage, une impulsion de choc est générée.
Description du spectre : le spectre vibratoire montre une série de pics correspondant à la fréquence de défaut de la bague extérieure et à ses harmoniques. Ces pics se situent généralement à des fréquences plus élevées (ils ne sont pas des multiples entiers de la fréquence de rotation de l'arbre) et marquent chaque instant où un élément roulant passe sur le défaut.
Défaut de bague intérieure (BPFI – Ball Pass Frequency Inner race)
Description du spectre : en cas de défaut de la bague intérieure, le spectre montre plusieurs pics marqués à la fréquence de défaut de la bague intérieure et à ses harmoniques. De plus, chacun de ces pics de fréquence de défaut est généralement accompagné de bandes latérales espacées de la fréquence de rotation (1×).
Défaut d'élément roulant (BSF – Ball Spin Frequency)
Description du spectre : un défaut sur un élément roulant (une bille ou un rouleau) produit une vibration à la fréquence de rotation propre de l'élément roulant et à ses harmoniques. Le spectre montre une série de pics qui ne sont pas des multiples entiers de la fréquence de rotation de l'arbre mais des multiples de la fréquence de rotation propre de la bille/du rouleau (BSF).
Défaut de cage (FTF – Fundamental Train Frequency)
Description du spectre : un défaut de cage dans un roulement à éléments roulants produit une vibration à la fréquence de rotation de la cage — la Fundamental Train Frequency (FTF) — et à ses harmoniques. Ces fréquences sont généralement sous-synchrones (inférieures à la fréquence de rotation de l'arbre).
Stades de développement d'un défaut de roulement
Un défaut de roulement se développe par stades :
- Stade initial : le premier pic faible apparaît à la fréquence caractéristique
- Développement : l'amplitude du pic augmente et des harmoniques apparaissent
- Progressif : de nombreuses harmoniques, des bandes latérales et une montée du niveau global de « bruit » dans la région des hautes fréquences
- Critique : pics très élevés, bruit large bande, relevés instables
Recommandations de surveillance :
- Dès que les fréquences de roulement apparaissent — intensifier la surveillance (mesurer plus souvent)
- Vérifier la lubrification
- Commencer à planifier le remplacement du roulement à la prochaine occasion
- Une hausse brusque de l'amplitude est le signal d'un remplacement urgent
L'avantage du diagnostic vibratoire : détecter les défauts de roulements 2 à 6 mois avant la destruction complète laisse amplement le temps de planifier la réparation, de commander les pièces de rechange et de choisir le meilleur moment pour arrêter la machine.
Conclusion
Le diagnostic des roulements à éléments roulants à partir du spectre vibratoire est un puissant outil de maintenance prédictive. Comprendre les fréquences caractéristiques (BPFO, BPFI, BSF, FTF) et savoir les reconnaître vous permet de :
- Détecter les défauts à un stade précoce
- Planifier les remplacements bien à l'avance
- Éviter les arrêts d'urgence
- Réduire les coûts de réparation
Les analyseurs de vibrations modernes tels que le Balanset-1A permettent d'obtenir des spectres détaillés et de détecter les fréquences de roulement même au stade précoce du développement d'un défaut.
Diagnostic des roulements
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Un analyseur de vibrations pour le diagnostic des roulements (BPFO, BPFI, BSF, FTF)
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Diagnostic des roulements avec prévision de la durée de vie restante
Commander un diagnosticAide-mémoire
- Identifier les pics non synchrones, pas les multiples de 1x
- Associer les pics à BPFO, BPFI, BSF ou FTF
- Chercher des bandes latérales à 1x pour confirmer la bague intérieure (BPFI)
- Noter les pics sous-synchrones pour les défauts de cage (FTF)
- Intensifier la surveillance dès l’apparition des fréquences de roulement
- Vérifier la lubrification et planifier le remplacement du roulement