Capteur de vibration

Les capteurs de vibration s’installent sur des machines tournantes dont les défaillances impactent la production. Ils permettent de détecter le déséquilibre, le désalignement, l’usure de roulements, le desserrage mécanique. Ces données facilitent la mise en place d’une maintenance conditionnelle ou prédictive. Ces capteurs de vibration pour moteur électrique concernent également les :

• pompes centrifuges
• ventilateurs
• compresseurs
• réducteurs

Le capteur de vibration piézoélectrique convertit les contraintes mécaniques en signal électrique grâce à un matériau sensible à la pression. Il couvre une large bande de fréquence, ce qui permet de détecter des défauts mécaniques à haute fréquence, notamment sur les roulements et les engrenages. Ce type de capteur s’utilise sur des machines nécessitant une surveillance précise et continue.

Le capteur de vibration MEMS repose sur une technologie microélectronique intégrée dans un format compact. Il consomme peu d’énergie et s’adapte à des installations étendues sur plusieurs équipements. Sa bande passante reste plus limitée, ce qui le destine à une surveillance globale ou à un suivi d’état sans analyse fréquentielle avancée.

Le capteur uniaxial mesure les vibrations sur un seul axe, ce qui convient à une surveillance ciblée sur une direction précise. Le capteur triaxial mesure simultanément les vibrations sur trois axes, ce qui facilite l’analyse des défauts mécaniques sans repositionner le capteur. Cette configuration s’utilise pour des diagnostics nécessitant une vision complète du comportement vibratoire.

Le prix d’un capteur de vibration se situe entre 100 € et 2 500 € selon la technologie, la précision et le mode de communication.

• Un capteur de vibration MEMS destiné à une surveillance simple ou à un déploiement étendu affiche un tarif compris entre 100 € et 500 €. Ce type de capteur s’utilise pour un suivi global sans analyse fréquentielle avancée.
• Un capteur de vibration piézoélectrique pour machines industrielles se situe entre 300 € et 1 500 €. Il permet la détection de défauts mécaniques avec une bande passante plus large, notamment sur les roulements et les engrenages.
• Un capteur de vibration triaxial avec mesure multi-axes et fonctionnalités avancées (FFT, diagnostic embarqué) atteint des prix compris entre 800 € et 2 500 €. Il s’utilise pour des équipements nécessitant une analyse vibratoire complète.
• Les modèles avec communication sans fil (LoRaWAN, Wi-Fi, LTE-M) ou certification ATEX présentent un coût plus élevé en raison des contraintes techniques et réglementaires.

Le tarif dépend également :

• du type de sortie (4–20 mA, IO-Link, numérique)
• de la plage de mesure
• des conditions d’environnement (température, IP, zone ATEX)

Le choix d’un capteur de vibration industriel dépend de l’usage, de la machine et du type de défaut à détecter. La première étape consiste à définir la grandeur à mesurer. L’accélération permet de détecter des défauts de roulement à haute fréquence, tandis que la vitesse s’utilise pour une surveillance globale des vibrations en mm/s. Le déplacement s’applique aux équipements fonctionnant à basse fréquence. La bande passante constitue un autre critère structurant. Une plage jusqu’à 1 kHz convient à un suivi standard avec seuils d’alerte, alors qu’une bande allant jusqu’à 10 kHz permet une analyse vibratoire plus détaillée.

Le mode de sortie du capteur influence directement son intégration dans l’installation. Une sortie 4–20 mA s’intègre facilement dans un système existant, tandis qu’une communication IO-Link permet un paramétrage à distance et l’accès à des données de diagnostic. Les solutions sans fil répondent aux contraintes d’installation sur des équipements isolés. Les conditions d’environnement doivent également être prises en compte. Le choix du capteur dépend de l’indice de protection requis, de la température de fonctionnement et de la présence éventuelle de zones ATEX.

Le choix de la sortie conditionne l’intégration du capteur dans l’infrastructure existante ainsi que le type de système d’acquisition de données utilisé pour exploiter les mesures. Ce système permet de collecter les signaux issus du capteur, de les convertir en données numériques et de les transmettre vers un automate, un SCADA ou une plateforme de supervision.

• La sortie 4–20 mA s’intègre directement dans un API, un DCS ou un SCADA via une entrée analogique. Elle nécessite un module d’acquisition pour convertir le signal en données exploitables et permet de surveiller des seuils d’alerte avec une transmission stable sur de longues distances.
• La communication IO-Link repose sur un maître IO-Link qui assure l’acquisition et la transmission des données vers le système de contrôle. Elle permet un paramétrage à distance du capteur et l’accès à des indicateurs détaillés pour le diagnostic.
• Les capteurs sans fil transmettent les données via des protocoles comme LoRaWAN, Wi-Fi ou LTE-M vers une passerelle IoT qui assure l’acquisition et l’envoi vers une plateforme distante. Cette configuration s’utilise pour des équipements difficiles à câbler ou éloignés.