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es vibrations, comme les ondes acoustiques, peuvent
être caractérisées par leurs fréquences et par leurs
amplitudes. Il est donc nécessaire d’avoir un instrument
permettant d’obtenir simultanément ces informations et
de pouvoir les utiliser facilement, sous forme analogi -
que ou sous forme numérique.
La norme internationale ISO 2041 « Vibrations et chocs –
Vocabulaire (Août 1990) » définit la notion de vibration :
Variation avec le temps de l’intensité d’une grandeur
caractéristique du mouvement ou de la position d’un
système mécanique, lorsque l’intensité est alternative-
ment plus grande et plus petite qu’une certaine valeur
moyenne ou de référence.
En fait, un corps est dit en vibration lorsqu’il est animé
d’un mouvement oscillatoire autour d’une position d’équi -
libre ou de référence.
La norme ISO 2041 est devenue une norme française
depuis juin 1993 (NF ISO 2041). Il existe plus de 500
normes françaises et européennes concernant les vibra-
tions pour différents domaines.
La représentation temporelle du signal vibratoire doit
être suffisamment complète et d’une durée assez longue
pour obtenir les informations fréquence/amplitude que
l’analyse de ce signal permettra de révéler.
On peut «capter les vibrations» en mesurant :
- l’accélération de l’objet soumis à cette vibration,
- ou sa vitesse,
- ou son déplacement.
Ces trois grandeurs ont la particularité d’être liées entre
elles par des relations simples.
Dans le cas d’une vibration périodique, la forme tempo-
relle de l’onde est du type y(t)=Y
max
.sin (
ω
t) avec
ω
la
fréquence angulaire égale à 2
π
f (f : fréquence en Hz).
Prenant pour variable caractéristique le déplacement « d »
par rapport à la position d’équilibre, la forme d’onde devient :
d(t)=D
max
.sin (
ω
t) ou encore d(t)=D
max
.sin(2
π
ft).
Le déplacement s‘exprime en m, ou plus couramment
en mm, ou µm.
La vitesse « v » qui caractérise l’accroissement de posi -
tion par unité de temps se décrit par la dérivée du dépla-
cement v=dx/dt ce qui donne la fonction de vitesse
suivante : v(t)=
ω
X
max
.cos(
ω
t)=V
max
.sin(
ω
t+
π
/2). Cette
équation montre que la vitesse est en avance de phase
de 90° sur le déplacement. La vitesse s’exprime en m/s
ou plus couramment en mm/s.
Patrick Fayet
01dB-Metravib
200, chemin des Ormeaux
69760 Limonest
E-mail : patrick.fayet@areva.com
Résumé
La description des vibrations donne les différentes grandeurs physiques permettant
de les caractériser : accélération, vitesse et déplacement. Ainsi, trois familles
de capteurs conduisent à la mesure des vibrations, et dans chaque famille, une revue
des diverses technologies montre la variété des possibilités de captation.
Le choix d’un capteur de vibration est fonction de nombreux critères métrologiques
et doit tenir compte des conditions de mesure avec ses perturbations et son
environnement physique. Les progrès scientifiques font évoluer sans cesse tous ces
types de capteurs, leur intelligence, leur taille, leur coût… permettant ainsi de mettre
la mesure des vibrations au service de l’amélioration de notre vie.
Abstract
Description of vibrations is based on three different physical quantities: acceleration,
velocity and displacement. So, three families of sensors allow vibration measurements
and for each of them, a technology review shows the different ways of collection.
The choice of a vibration sensor is made according to a lot of metrological criteria and
takes into account the measurement conditions considering their perturbation and
their environment. Scientific progress leads to a continuous improvement for all these
sensors, especially on their capabilities, their size, their cost …bringing to the fact
that vibrations measurement helps into the quality of life.
L
Comment capter les vibrations ?