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Université Mohamed Khider de Biskra Faculté des Sciences et de la Technologie D

Université Mohamed Khider de Biskra Faculté des Sciences et de la Technologie Département de génie électrique Sciences et Technologies Eléctrotéchnique Machines éléctriques Réf. : .. Présenté et soutenu par : MOKHTARI Yaakoub Le : dimanche 7 juillet 2019 Diagnostic des défauts mécaniques du moteur asynchrone par l'analyse vibratoire Jury : Dr. DERGHAL Hamid MAA Université de biskra Rapporteur Dr. SAHRAOUI Mohamed MCA Université de biskra Président Pr. YEHIA Khaled Pr Université de biskra Examinateur Année universitaire : 2018 – 2019 MÉMOIRE DE MASTER Université Mohamed Khider de Biskra Faculté des Sciences et de la Technologie Département de génie électrique Sciences et Technologies Électrotéchnique Machines électriques Présenté et soutenu par : MOKHTARI Yaakoub Le : dimanche 7 juillet 2019 Présenté par : Avis favorable de l’encadreur : MOKHTARI Yaakoub DERGHAL Hamid signature Avis favorable du Président du Jury Signature SAHRAOUI Mohamed Cachet et signature Diagnostic des défauts mécaniques du moteur asynchrone par l'analyse vibratoire MÉMOIRE DE MASTER Dédicace Dédicace A tout unificateur dans le monde ,A mes chers ; parents que je dois toute ma gratitude ; A mes frères : Antar,Chiboub,Ishak,ODAY; A mes soeurs ; A la ma familleMokhtari ; Remerciement Remerciement Le grand remerciement revient à Dieu qui m’a donné la force et le courage à réaliser et terminer ce modeste travail, Je tiens à remercier vivement mon encadreur Dr. DERGHAL Hamid pour m’avoir encadré encouragé et conseillé durant la période du mémoire, Je remercie tout le personnel Enseignant du département génie électrique, Par la même occasion, je remercie vivement tous mes amie sans exception, ainsi que tous les personnes qui de près ou de loi, ont contribué à la réalisation de ce travail. . Résumé Résumé La diagnostique des défauts mécaniques du machine tournante par l’analyse des vibrations a considérablement évolué ces dernières années grâce aux techniques avancées de traitement du signal. Ces techniques permettent maintenant de détecter à un stade précoce l’existence d’un défaut, d’identifier sa nature, de déterminer sa gravité et de suivre son évolution. Ce travail s’inscrit dans la thématique de la surveillance et diagnostic des défauts mécaniques et plus particulièrement des défauts de roulements. L’étude que nous allons faire se base sur l’application d’une technique de traitement de signal qui est une solution efficace pour le diagnostic des défauts de roulements, cette méthode est l’analyse spectrale, qui s’appuie sur la FFT ( Fast Fourier transformer), et on étudier l’influence des paramètres suscités sur la sensibilité des indicateurs scalaires, qui sont des outils d’aide au diagnostic des défauts simulés sur les roulements, Mots clés : diagnostic ,Vibration, analyse spectrale, roulement, , transformé de Fourier, spectre, défaut. Abstract Abstract diagnostics thy defects mechanical of rotating machines by vibration analysis has evolved considerably in recent years thanks to advanced signal processing techniques. These techniques now used to detect at an early stage there is a fault, identify its nature, determine its severity and monitor its evolution. This work is part of the theme of monitoring and diagnostics of mechanical defects and particularly bearing defects. The study we're going to do is based on the application of a signal processing technique is an effective solution for the diagnosis of bearing fault, this method is spectral analysis, which is based on the FFT ( Fast Fourier transform). The aim of this work is to study the influence of above mentioned parameters on the sensitivity of the scalar indicators , which are tools to aid in the implementation of the diagnosis thy defects of bearing Keywords: diagnostics, Vibration ,analysis spectrum, bearing, Fourier transforms, defects. spectrum ملخص ملخص تطور تشخيص العيوب الميكانيكية آللة الدوران ،من خالل تحليل االهتزاز بشكل كبير في السنوات األخيرة، بفضل تقنيات معالجة اإلشارات المتقدمة. تتيح هذه التقنيات اآلن اكتشاف وجود عيب في مرحلة مبكرة وتحديد طبيعته، وتحديد .شدته ومتابعة تطوره. هذا العمل جزء من موضوع مراقبة وتشخيص العيوب الميكانيكية وخاصةً عيوب المدحرجات تعتمد الدراسة التي سنقوم بها،على تطبيق تقن ، ية معالجة اإلشارات التي تعد حالً فعاالً لتشخيص عيوب المدحرجات ، )وهذه الطريقة هي التحليل الطيفي ، والذي يعتمد على (التحويل الفوري السريع و دراسة كذلك تأثير المتغيرات المدروسة على حساسية المؤشرات السلمية ، والتي تعتبر أدوات للمساعدة في تشخيص أخطاء المحاكا ة على المدحرجات. طيف، .خلل,التحويل الفوري السريع ، ، التحليل الطيف ي ، المدحرجات تشخيص ، اهتزاز: الكلمات المفتاحية Liste des tableaux Liste des tableaux Chapitre II Tableau (II-1) : les quatre niveaux de maintenance.………….............................................(26) Chapitre III Tableau (III-1) :La géométrie du roulement (en mm).………….........................................(41) Tableau(III-2): fréquences de défaut (multiple la fréquence de l'axe en Hz.……………...(41) Tableau (III-3)) : fréquences caractéristiques des éléments défaillants de roulement…….(43) Tableau (III-4)): évolution des amplitudes en fonction de diamètre de défaut de la bague externe.…………...................................................................................................................(46) Tableau (III-5) : évolution de inducateur scalaire kurtosis en fonction de diamètre de défaut de la bague externe.…………................................................................................................(47) Tableau (III-6) : évolution de inducateur scalaire RMS en fonction de diamètre de défaut de la bague externe.………….....................................................................................................(48) Tableau (III-7) : évolution de inducateur scalaire Fc en fonction de diamètre de défaut de la bague externe.………….........................................................................................................(48) Tableau (III-8): évolution des amplitudes en fonction de diamètre de défaut de la bague interne.(45) .…………...........................................................................................................(50) Tableau (III-9) : évolution de inducateur scalaire kurtosis en fonction de diamètre de défaut de la bague interne.…………......................................................................................(51) Tableau (III-10) : évolution de inducateur scalaire RMS en fonction de diamètre de défaut de la bague interne.………….................................................................................................(52) Tableau (III-11) : évolution de inducateur scalaire Fc en fonction de diamètre de défaut de la bague interne.………….........................................................................................................(53) Tableau (III-12): évolution des amplitudes en fonction de diamètre de défaut de la bille.. (55) Tableau (III-13) : évolution de inducateur scalaire kurtosis en fonction de diamètre de défaut.de la bille.…………....................................................................................................(56) Tableau (III-14) : évolution de inducateur scalaire RMS en fonction de diamètre de défaut de la bille.…………...............................................................................................................(57) Liste des tableaux Tableau (III-15) : évolution de inducateur scalaire Fc en fonction de diamètre de défaut de la bille.…………........................................................................................................................(58) Liste des figures Liste des figures Chapitre I Figure (I-1) : Origine du bruit…………………………………………………………….…(4) Figure (I-2) : Vibrations périodiques…………………………………………………..……(5) Figure (I-3) : Vibrations d'un système "masse ressort"…………………………………...…(5) Figure (I-4) : Vibration sinusoïdale………………………………………………………....(6) Figure (I-5) : Logarithme des vibrations………………………………………………….....(7) Figure (I-6) : l'amplitude, de la période, de la fréquence…………………………………....(8) Figure (I-7) : les différents types des signaux vibratoires ………………………………..…(9) Figure (I-8) : la chaine de mesure analogique……………………………………………...(11) Figure (I-9) : la chaine de mesure numérique ……………………………………………..(12) Chapitre II Figure (II-1) :les différentes étapes de processus de diagnostic…………………….……..(18) Figure (II-2) :Principe de surveillance avec modèle…………………………………….....(21) Figure (II-3) :Principe de la surveillance par estimation para métrique………………...…(22) Figure (II-4) :Principe de la surveillance par observateurs…………………………….….(22) Figure (II-5) :types de maintenance………………………………………………….…….(26) Figure (II-6) :Organisation de la maintenance conditionnelle…………………….………(27) Figure (II-7) : Défaut de balourd……………………………………………………….......(29) Figure ( II-8) : Défauts désalignement…………...………………………………………...(29) Figure (II-9) : Eléments de roulement……………………………………..…………........(30) Figure (II-10) : Ecaillage sur la bague intérieure…………………………………………..(32) Figure (II-11):Ecaillage sur la bague extérieure……………………………………….…..(33) Figure (II-12) : Ecaillage sur l’élément roulant…………………………..…………….….(33) Chapitre III Figure (III-1) : schéma bloc de la chaine d’acquisition et de traitement de signal………...(34) Figure (III-2): l’échantillonnage d’un signal s(t) ………………...………………………..(35) Figure (III-3) : exemple d’un échantillonnage parfait……………………………………..(36) Liste des figures Figure (III-4) : exemple d’un mauvais échantillonnage (recouvrement) ………………….(36) Figure (III-5) : signal temporel et sa représentation fréquentiel………………………...…(37) Figure (III-6) : filtre passe bas…………………………………………………………..…(38) Figure (III-7) : a)spectre en mode sain, b) spectre en mode défaillant………………….…(39) Figure (III-8) : le banc d'essai Américain (Data bearing center) ………………………….(40) Figure (III-9) : signal temporel de roulement à l’état sain…………………………………(42) Figure (III-10) : spectre de roulement à l’état sain avec les fréquences caractéristiques des défauts de roulement………………………………………………………………………..(43) Figure (III-11) : spectre de défaut de roulement affectant la bague externe pour un diamètre de défaut égale à 0.1778 (mm) ……………………………………………………………..(44) Figure (III-12) : spectre de défaut de roulement affectant la bague externe pour un diamètre de défaut égal à 0.3556 (mm) ………………………………………………………………(45) Figure (III-13) : spectre de défaut de roulement affectant la bague externe pour un diamètre de défaut égal à 0.03556 (mm) …………………………………………………………..…(45) Figure (III-14) : l’évolution des amplitudes fonction de diamètre de défaut de la bague externe………………………………………………………………………………………(46) Figure ( III-15) : l’évolution de indicateur scalaire kurtosis en fonction de diamètre de défaut de la bague externe………………………………………………………………………….(47) Figure ( III-16) : l’évolution de indicateur scalaire RMS en fonction de diamètre de défaut de la bague externe………………………………………………………………………….(48) Figure ( III-17) : l’évolution de indicateur scalaire Fc en fonction de diamètre de défaut de la bague externe………………………………………………………………………………..(49) Figure (III-18) : spectre de défaut de roulement affectant la bague interne pour un diamètre de défaut égal à 0.1778 (mm) ………………………………………………………………(49) Figure (III-19) : spectre de défaut de roulement affectant la bague interne pour un diamètre de défaut égal à 0.3556 (mm) ………………………………………………………………(50) Figure (III-20) : spectre de défaut de roulement affectant la bague interne pour un diamètre de défaut égal à 0.5334 (mm) ………………………………………………………………(50) Figure (III-21) : l’évolution de l’amplitude des raies en fonction de diamètre de défaut de la bague interne. ………………………………………………………………………………(51) Figure (III-22) : l’évolution de indicateur scalaire kurtosis en fonction de diamètre de défaut de la bague interne…………………………………………………………………………..(52) Figure ( III-23) : l’évolution de indicateur scalaire RMS en fonction de diamètre de défaut de la bague interne………………………………………………………………………………..(53) Liste des figures Figure ( III-24) : l’évolution de indicateur scalaire Fc en uploads/Sante/ yakoob-mokhtari.pdf