Introduction

Les moteurs, ventilateurs, pompes, compresseurs, réducteurs et autres équipements mécaniques génèrent du bruit pendant leur fonctionnement. Lorsque les conditions de fonctionnement sont normales, leur niveau sonore et leurs caractéristiques acoustiques restent généralement relativement stables. Une usure des roulements, un desserrage mécanique, une augmentation des frottements, un problème de turbine ou une modification de charge peuvent toutefois modifier le bruit émis.

Un sonomètre permet de mesurer le niveau de pression acoustique autour d'une machine. Ces mesures peuvent servir à évaluer le bruit de fonctionnement, comparer différents équipements ou différentes conditions d'utilisation et suivre les évolutions dans le temps.

Cependant, les résultats peuvent être influencés par la distance, la position du microphone, la charge de la machine, les réflexions acoustiques et les autres sources sonores. Une seule valeur en décibels est donc rarement suffisante. La reproductibilité des conditions de mesure est essentielle.

Points essentiels

● Maintenir autant que possible la même position, la même distance, la même orientation du microphone et les mêmes conditions de fonctionnement.
● La pondération A est couramment utilisée pour les mesures générales de bruit des machines, tandis que FAST ou SLOW doit être choisi selon les variations du signal sonore.
● Les points de mesure doivent rester identiques lorsque les résultats sont destinés à être comparés.
● Réduire autant que possible l'influence des autres machines, des personnes, des flux d'air et des surfaces réfléchissantes.
● Pour le suivi de l'état d'un équipement, une série de mesures réalisées dans des conditions comparables est généralement plus utile qu'une valeur isolée.
● Un sonomètre permet de détecter une évolution du niveau sonore global, mais ne permet pas d'identifier à lui seul la cause précise d'un défaut mécanique.

Pourquoi mesurer le bruit des machines ?

Le bruit d'une machine contribue à l'environnement acoustique du lieu de travail, mais il peut également constituer un indicateur complémentaire de son état de fonctionnement.

Les objectifs courants sont notamment :

● Déterminer le niveau sonore normal d'un équipement ;
● Comparer plusieurs machines ou modèles ;
● Comparer le bruit avant et après une intervention de maintenance ;
● Suivre l'évolution du bruit au cours du temps ;
● Identifier les principales sources sonores d'une zone de production ;
● Repérer un équipement présentant un bruit inhabituel ;
● Fournir des données pour l'évaluation du bruit au poste de travail.

Par exemple, si le niveau sonore mesuré à un point fixe autour d'un moteur augmente progressivement alors que sa charge reste comparable, une inspection des roulements, des fixations, de la charge ou d'autres éléments mécaniques peut être justifiée.

Une variation sonore reste néanmoins un indicateur et non la preuve d'une panne précise.

Que vérifier avant la mesure ?

Vérifier le sonomètre

Contrôler l'état de la batterie, du microphone, de la plage de mesure ainsi que les pondérations fréquentielle et temporelle. Lorsque la qualité métrologique exigée est plus élevée, effectuer les contrôles ou l'étalonnage prévus par la procédure de mesure applicable.

Définir l'état de fonctionnement de la machine

Consigner notamment :

● Fonctionnement à vide ou en charge ;
● Vitesse de rotation ;
● Mode de fonctionnement ;
● Conditions de production ;
● Fonctionnement éventuel d'équipements auxiliaires.

Le niveau sonore peut varier avec la vitesse et la charge. Des mesures effectuées dans des conditions très différentes ne doivent donc pas être comparées directement.

Observer l'environnement

Identifier les autres sources sonores : machines voisines, ventilation, chariots élévateurs, conversations, alarmes ou échappements d'air comprimé.

Dans la mesure du possible, effectuer les relevés lorsque le bruit de fond est relativement stable.

Quelle pondération fréquentielle utiliser ?

Pour assurer la comparabilité des mesures, les réglages du sonomètre doivent rester identiques pendant toute la campagne.

Pondération A

Les niveaux pondérés A sont généralement exprimés en dB(A). Cette pondération tient compte de manière approximative de la sensibilité de l'oreille humaine selon la fréquence.

Elle est couramment utilisée pour le bruit général des machines et l'évaluation acoustique des postes de travail.

Pondération C

La pondération C atténue moins les basses fréquences. Elle peut donc être utilisée en complément lorsque la machine génère une composante basse fréquence importante.

Pour les comparaisons dans le temps, il faut éviter de passer arbitrairement de la pondération A à la pondération C.

Quand utiliser FAST ou SLOW ?

La pondération temporelle détermine la vitesse de réaction de l'affichage aux variations du niveau sonore.

FAST

FAST réagit rapidement et convient mieux aux bruits variables.

Exemples :

● Mouvements mécaniques intermittents ;
● Impacts périodiques ;
● Démarrage d'une machine ;
● Variations rapides du niveau sonore.

SLOW

SLOW lisse davantage les fluctuations de courte durée et fournit généralement un affichage plus stable.

Il est particulièrement pratique pour les moteurs, ventilateurs ou pompes fonctionnant de manière relativement constante.

FAST et SLOW ne correspondent pas à deux niveaux de précision différents. Le choix dépend de l'objectif de mesure. Pour un suivi dans le temps, le même réglage doit être conservé.

Où placer le sonomètre ?

La position de mesure influence fortement le résultat.

Différentes parties d'une machine peuvent présenter des niveaux sonores différents : côté entraînement d'un moteur, côté opposé, ventilateur, corps de pompe, sortie d'air ou zone de transmission.

Pour un suivi régulier, il est possible de définir plusieurs points fixes :

● Côté entraînement du moteur ;
● Côté opposé à l'entraînement ;
● Carter de ventilateur ;
● Corps de pompe ;
● Réducteur ;
● Compresseur ou principale zone d'émission sonore.

Une fois le point défini, les mesures ultérieures doivent être effectuées au même endroit autant que possible.

Quelle distance de mesure choisir ?

Le niveau de pression acoustique varie avec la distance à la source. La distance doit donc être considérée comme une condition essentielle de la mesure.

Il n'existe pas de distance universelle adaptée à toutes les machines. Elle dépend notamment :

● Des dimensions de l'équipement ;
● De l'objectif de mesure ;
● De l'espace disponible ;
● De la procédure appliquée ;
● Des exigences de sécurité ;
● Des règles internes de l'entreprise.

Pour un suivi de tendance, une distance fixe doit être définie et conservée.

Comment tenir correctement le sonomètre ?

Le corps de l'opérateur, les mains ou d'autres objets ne doivent pas perturber inutilement la propagation du son vers le microphone.

Il convient notamment de :

● Ne pas masquer le microphone ;
● Éviter de placer le corps entre la source principale et le microphone ;
● Orienter le microphone conformément aux recommandations du fabricant ;
● Maintenir l'appareil aussi stable que possible ;
● Ne pas modifier continuellement l'orientation ou la distance.

Pour les mesures prolongées, un trépied ou un support fixe peut améliorer la reproductibilité.

Comment mesurer le bruit d'une machine ?

Stabiliser les conditions de fonctionnement

Faire fonctionner la machine dans l'état à contrôler et attendre, si nécessaire, qu'elle atteigne un fonctionnement relativement stable. Noter la charge, la vitesse ou le mode de fonctionnement.

Définir le point de mesure

Choisir la position et la distance en fonction de l'objectif de contrôle.

Régler le sonomètre

Pour une mesure générale du bruit d'une machine, on peut notamment sélectionner :

● Pondération A ;
● FAST ou SLOW ;
● Plage de mesure adaptée.

Si le niveau maximal est important, une fonction MAX ou MAX HOLD peut être utilisée lorsqu'elle est disponible.

Stabiliser l'instrument

Positionner le microphone au point défini et éviter les déplacements inutiles.

Observer le niveau

Ne pas enregistrer immédiatement la première valeur affichée. Observer d'abord la plage normale de variation du bruit.

Enregistrer les résultats

Il est recommandé de noter :

● Identification de l'équipement ;
● Date et heure ;
● Point de mesure ;
● Distance ;
● Pondération A ou C ;
● Pondération temporelle FAST ou SLOW ;
● État de fonctionnement ;
● Niveau sonore mesuré ;
● Valeur maximale ou moyenne, si disponible ;
● Présence éventuelle d'un bruit inhabituel.

Pourquoi réaliser plusieurs mesures ?

Le bruit d'une machine n'est généralement pas parfaitement constant.

La charge, l'alimentation en matériau, le débit d'air, les mouvements cycliques ou d'autres conditions peuvent entraîner des variations.

Plusieurs relevés réalisés dans les mêmes conditions donnent une meilleure représentation du fonctionnement réel.

Exemple :

● 76,2 dB(A) ;
● 76,8 dB(A) ;
● 76,5 dB(A).

Ces valeurs sont généralement plus représentatives qu'un seul relevé instantané.

Lorsque le sonomètre le permet, des fonctions telles que le niveau sonore continu équivalent ou d'autres indicateurs statistiques peuvent également être utilisées pour les bruits très variables.

Comment détecter une évolution anormale du bruit ?

Une valeur isolée en décibels est peu informative pour le suivi d'état.

Il est préférable d'établir une référence lorsque la machine fonctionne normalement, avec :

● Un point fixe ;
● Une distance fixe ;
● Une charge comparable ;
● La même pondération fréquentielle ;
● La même pondération temporelle ;
● Un environnement similaire.

Si une machine normalement située autour de 75 dB(A) évolue progressivement vers 78 dB(A), 80 dB(A) ou davantage dans des conditions comparables, une inspection complémentaire peut être nécessaire.

La valeur en décibels étant logarithmique, son évolution ne doit pas être interprétée comme une grandeur linéaire ordinaire.

Quels problèmes mécaniques peuvent modifier le bruit ?

Parmi les causes possibles :

● Usure des roulements ;
● Lubrification insuffisante ;
● Pièces desserrées ;
● Augmentation des frottements ;
● Défaut de ventilateur ou de turbine ;
● Problème d'accouplement ou de transmission ;
● Fixations desserrées ;
● Déséquilibre ou vibrations plus importantes ;
● Modification de l'engrènement ;
● Variation de charge du moteur ;
● Modification des conditions d'air, d'échappement ou de fluide.

Un niveau sonore anormal doit donc être analysé avec d'autres données telles que les vibrations, la température, le courant, la vitesse de rotation et l'inspection mécanique.

Comment localiser la principale source de bruit ?

Sur une machine de grande taille, plusieurs zones peuvent être mesurées :

● Moteur ;
● Roulements ;
● Réducteur ;
● Ventilateur ;
● Pompe ;
● Sortie ou échappement ;
● Transmission ;
● Différentes parties du carter.

La comparaison des niveaux permet d'identifier approximativement les zones les plus bruyantes.

Pour déterminer précisément des composantes fréquentielles ou des sources complexes, une analyse spectrale, une analyse vibratoire ou d'autres techniques spécialisées peuvent être nécessaires.

Le bruit de fond influence-t-il la mesure ?

Oui.

Le sonomètre mesure l'ensemble des sons reçus par le microphone. Il ne distingue pas automatiquement le bruit de la machine cible des autres sources.

Si la machine produit environ 75 dB(A) et que le bruit de fond se situe à un niveau proche, l'interprétation devient difficile.

Il est donc recommandé de :

● Arrêter les équipements non indispensables ;
● Éviter les passages de véhicules ;
● Éviter les périodes de forte activité humaine ;
● Mesurer lorsque le bruit ambiant est stable ;
● Mesurer, si utile, le niveau de fond lorsque la machine cible est arrêtée.

Les murs et les surfaces de la machine influencent-ils les résultats ?

Oui.

Les murs, sols, plafonds, carters et autres surfaces dures réfléchissent le son.

Une mesure réalisée près d'un mur, dans un angle ou dans un espace étroit peut être sensiblement différente d'une mesure effectuée dans un espace plus ouvert.

Pour le suivi dans le temps, l'environnement de mesure doit rester aussi constant que possible.

Quel est l'effet des flux d'air ?

Un flux d'air important sur le microphone peut générer un bruit supplémentaire.

Les principales sources sont :

● Ventilateurs industriels ;
● Systèmes de ventilation ;
● Bouches de climatisation ;
● Air comprimé ;
● Ventilateurs de refroidissement ;
● Vent extérieur.

Si nécessaire, utiliser une bonnette anti-vent adaptée et éviter de placer directement le microphone dans un flux d'air rapide.

Comment établir un historique de surveillance du bruit ?

Pour les équipements importants, il est utile d'enregistrer :

● Identification de la machine ;
● Date ;
● Opérateur ;
● Point de mesure ;
● Distance ;
● Charge ;
● Vitesse ou mode de fonctionnement ;
● Niveau en dB(A) ;
● Niveau maximal ;
● Durée de mesure ;
● Conditions ambiantes ;
● Bruits inhabituels éventuels.

Le côté entraînement d'un moteur peut par exemple être défini comme M1 et le côté opposé comme M2.

Des mesures répétées sur ces mêmes points permettent de construire une tendance à long terme.

Erreurs fréquentes lors de la mesure du bruit des machines

Changer la distance de mesure

Des distances différentes réduisent fortement la comparabilité.

Enregistrer une seule valeur instantanée

Un relevé unique peut ne pas représenter le fonctionnement réel.

Ignorer l'état de fonctionnement

À vide, à charge partielle ou à pleine charge, le niveau peut être différent.

Ignorer les machines voisines

Leur bruit peut contribuer au niveau mesuré.

Alterner constamment entre FAST et SLOW

Des mesures réalisées avec des pondérations temporelles différentes ne doivent pas être directement comparées.

Diagnostiquer une panne uniquement à partir du niveau en dB

Une augmentation sonore ne prouve pas un défaut mécanique précis.

Changer régulièrement de point de mesure

Les différents emplacements autour de la machine présentent des niveaux différents.

FAQ

Peut-on mesurer le bruit d'un moteur avec un sonomètre ?
Oui. Le sonomètre mesure le niveau de pression acoustique autour du moteur. Pour suivre une évolution, conserver la même position, la même distance et des conditions de charge similaires.

Faut-il mesurer en dB(A) ou en dB(C) ?
Le dB(A) est couramment utilisé pour les mesures générales de bruit des machines. Le dB(C) peut être utile en complément pour les composantes basses fréquences.

FAST ou SLOW pour une machine ?
FAST convient mieux aux variations rapides, tandis que SLOW fournit un affichage plus stable pour les bruits continus. Le même réglage doit être conservé pour les comparaisons.

Faut-il mesurer aussi près que possible de la machine ?
Non. La distance dépend de l'objectif, des conditions du site et de la sécurité. Pour le suivi, la répétabilité de la distance est essentielle.

Une hausse soudaine du niveau sonore signifie-t-elle qu'une panne est apparue ?
Pas nécessairement. La charge, la vitesse, l'environnement ou d'autres sources sonores peuvent également modifier le résultat.

Un sonomètre peut-il diagnostiquer un roulement endommagé ?
Il peut détecter une évolution du niveau sonore global, mais ne permet généralement pas de diagnostiquer à lui seul un défaut de roulement.

Pourquoi les mesures varient-elles sur une même machine ?
La position, la distance, la charge, le bruit de fond, la pondération temporelle, les courants d'air et les réflexions peuvent modifier les résultats.

Pourquoi mesurer le bruit de fond lorsque la machine est arrêtée ?
Cette mesure aide à déterminer dans quelle mesure l'environnement contribue au niveau total observé.

Conclusion

Mesurer le bruit d'une machine avec un sonomètre est relativement simple, mais la qualité des résultats dépend surtout de la reproductibilité des conditions.

La pondération fréquentielle, la pondération temporelle, le point de mesure, la distance, la charge de la machine et les conditions ambiantes doivent être clairement définis et consignés.

Pour la maintenance, une série de mesures comparables dans le temps est généralement plus informative qu'une seule valeur en décibels.

Toute augmentation importante ou apparition d'un bruit inhabituel doit être considérée comme un signal justifiant une inspection complémentaire, associée si nécessaire à des mesures de vibration, de température, de paramètres électriques et à un contrôle mécanique.