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Le vibration qui agresse

Un client nous contacte pour faire évaluer un problème de vibration à son usine. À mon arrivée, il me fait visiter leurs bureaux au sous-sol de la bâtisse. Le bruit, lourd et profond, fait monter mon niveau de stress au premier contact.

« Vous voyez mon problème. »

« Assez agressant votre problème, il existe depuis longtemps ? »

« Nous venons tout récemment d’aménager nos bureaux dans cette section de la bâtisse. Cet endroit était utilisé auparavant pour entreposer des pièces de rechange et personne ne s’était attardé sur la question du bruit. »

« La source ? »

« Une déchiqueteuse à papier de 15 tonnes directement au-dessus »

Ce n’est pas la première fois que nous sommes appelés à consulter sur un problème de vibration et de bruit, mais celui-ci était particulièrement imposant. Non seulement, la vibration causait un bruit qui devait réduire de façon importante la productivité des employés de bureau, mais nuisait aussi à la santé de la structure qui supportait la machine.

Une inspection de l’équipement dévoila des fissures dans le béton entourant ce mastodonte, ainsi que des ancrages endommagés sur lesquels ont été tentées des réparations avec des soudures nettement insuffisantes. La vibration, souvent négligée, est une source importante de problème sur les équipements et les gens qui sont en contact avec sa propagation.

L’impact

Les problèmes de vibration se présentent sous deux formes différentes. La première est sa transmission mécanique à tout ce qui est en contact avec elle. Ainsi, une machine peut transmettre sa vibration et causer des fissures dans le béton, endommager des soudures sur une structure ou un panneau électrique, endommager les roulements d’un moteur et fatiguer de façon prématurée les muscles et le dos d’un opérateur qui est a proximité.

La deuxième forme du problème se présente par la conversion des vibrations mécaniques en bruit sonore. Un système de ventilation qui vibre peut transmettre de façon mécanique sa vibration à des conduits d’air qui, conséquemment, génèrent un bruit tel qu’il en résulte d’un coup de bâton sur un tambour. Un bruit sonore continu peut causer la fatigue, l’insomnie et augmenter la pression artérielle et le stress. Le bruit peut faire en sorte qu’une personne devienne irritable et subisse temporairement la perte de l’ouïe.

La cause

Dans le cas de notre client, la vibration provenait de sa déchiqueteuse à papier. À 15 tonnes, il est normal de croire que l’équipement va possiblement vibrer. À l’état neuf, sur une fondation en béton prévue à cette fin, un équipement bien conçu ne devrait pas causer de problèmes. Mais après plusieurs années d’usage et sur une structure insuffisante, les problèmes font surface. Au point où mon client se trouvait, il était évident qu’une solution autre que de remplacer ou déplacer son équipement était recherchée.

Une solution

Une méthode par laquelle nous pouvons limiter la propagation de la vibration est d’utiliser des isolateurs. Un isolateur ne va pas empêcher une machine de vibrer, mais peut réduire et même éliminer les conséquences néfastes de cette vibration. Le ventilateur d’un centre d’achat faisait vibrer les panneaux de vitre d’un restaurant de l’autre côté du mur. Ce ventilateur fut installé sur des isolateurs et le problème fut réglé.

Les ampoules de signalisation dans une cabine de contrôle d’une scierie devaient être changées régulièrement jusqu’à ce que la cabine soit installée sur un ensemble d’amortisseurs. Les bâtiments construits dans des régions à risques de séismes sont souvent installés sur des isolateurs. Un isolateur bien choisi peut isoler contre plus de 90 % des vibrations créées par une machine. Mais attention, il ne s’agit pas simplement d’installer un morceau de caoutchouc. Chaque isolateur a ses propres caractéristiques qui font en sorte qu’ils ont chacun leur place. Un isolateur mal choisi ne réglera pas le problème, et pire encore, peut l’amplifier.

Les types d’isolateurs

Voici un survol des différents types d’isolateurs disponibles sur le marché.

Coussins d’air – Semblable à une chambre à air, ce type d’isolateur possède une excellente performance. Par contre, il peut être parfois difficile de maintenir une bonne stabilité sur certains équipements et la robustesse peut laisser à désirer. On le retrouve principalement sur des équipements vibratoires.

Elastomériques – L’utilisation de caoutchouc est très populaire dans la fabrication d’amortisseur. Le caoutchouc possède une flexibilité qui produit de bons résultats dans un élément isolant. Ses avantages sur le coussin d’air sont sa robustesse, sa stabilité et la flexibilité de son montage. Ce type d’isolateur peut être séparé en deux grandes classes : ceux pour l’isolation des poids légers et moyens, et ceux pour des poids lourds.

L’isolateur pour poids léger et moyen existe sous différentes formes avec des élastomères d’une dureté différente. Ce groupe comprend des centaines de modèles différents et il est important de se rappeler que chacun de ces modèles possède leur propre courbe de performance. Même pour une construction identique, deux modèles utilisant du caoutchouc de dureté différente posséderont une courbe de performance différente.

Ce type d’isolateur est souvent retrouvé sur des compresseurs, des ventilateurs et autres équipements de poids moyen. L’isolateur pour poids lourd est souvent représenté par des feuilles ou des blocs de caoutchouc. Ici, la dureté et la grosseur de l’élément seront considérées afin de déterminer la performance de l’isolateur. Leur utilisation principale est appliquée sur des presses pour former ou couper le métal, et comme pour mon client, des déchiqueteurs de papier de 15 tonnes. Celui-ci, qui, sans succès, avait fait une première tentative d’isolation avec des morceaux de caoutchouc indescriptible, fut agréablement surpris de la performance de l’élastomère choisi pour son équipement.

Ressorts métalliques – Populaires avec les ventilateurs commerciaux, les isolateurs à ressorts ont l’avantage d’être moins dispendieux pour des utilisations à poids moyen, tout en maintenant une performance acceptable. Par contre, se fatiguant plus rapidement, l’acier peut faire fléchir le support le rendant inefficace. Aussi, la nécessité d’être guidé afin qu’il ne fléchisse pas de côté, fait en sorte que le montage est parfois un problème.

Pour conclure

Les problèmes de mon client étaient aussi évidents que la source et les conséquences. Il était aussi clair que mon client devait rectifier son problème avant que des dommages importants ne surviennent. Mais les problèmes de vibration ne sont pas toujours aussi évidents. Une vibration qui provient, par exemple, d’une chute d’eau à l’extérieur, pourrait être transmise à un moteur et ainsi réduire la vie des roulements sans que personne ne s’en aperçoive. Pas toujours évident.

Vous pouvez joindre Ken Yamasaki, conseiller technique chez
General Bearing Service au (514) 527-4513 ou par courriel : ken@gbs.ca

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