Pourquoi un moteur électrique fait-il du bruit ? Ronflement, sifflement, claquement

Quand un moteur électrique fait du bruit, la nature du son trahit en grande partie la cause : un ronflement grave et régulier, à l'arrêt ou en marche, est d'origine magnétique (perte de phase, mauvais couplage, tension trop élevée ou déséquilibrée) et s'entend comme un son de 100 Hz sur un réseau 50 Hz ; le sifflement fin et aigu d'un moteur alimenté par variateur provient de la fréquence de découpage (porteuse) du variateur ; les claquements, grondements et grésillements viennent le plus souvent des roulements ; les frottements, cognements rythmés et vibrations bruyantes proviennent du capot de ventilateur, d'une patte desserrée, d'une résonance, de l'accouplement ou de la courroie. La première question d'un bon diagnostic est la suivante : le bruit disparaît-il à l'instant où le moteur est mis hors tension, ou continue-t-il pendant que le moteur ralentit en roue libre ?

Un bruit qui cesse immédiatement à la coupure est électrique, car le champ magnétique disparaît avec le courant. Un bruit qui persiste pendant le ralentissement, en devenant plus grave et en s'atténuant avec la vitesse, est mécanique. Cette distinction simple règle la moitié du problème sans rien démonter. Ouvrir la boîte à bornes, mesurer tension et courant et travailler près des pièces tournantes est dangereux : les mesures doivent être faites par un électricien habilité et le moteur doit être consigné avant tout contrôle mécanique.

La vitesse nominale de la plaque suffit pour calculer le rythme du bruit. Si la plaque est illisible, consultez les fiches produit de notre rubrique Acheter un moteur électrique en ligne : vitesse, référence des roulements, couplage et courant y sont donnés pour chaque modèle. Les calculs ci-dessous utilisent ces valeurs.

Bruit électrique ou mécanique ? Le test des 30 secondes

Écoutez le moteur en marche, puis coupez l'alimentation et observez le ralentissement. Si le bruit disparaît brusquement au moment de la coupure, la source est le champ magnétique : contrôlez le couplage, la tension et l'équilibre des phases. Si le bruit continue et devient plus grave à mesure que la vitesse baisse, la source est une pièce tournante : roulement, ventilateur, accouplement, courroie ou équilibrage du rotor. Si le bruit n'augmente qu'à une vitesse précise, par exemple à un point de la rampe d'un variateur, puis diminue, c'est un signe de résonance : c'est le châssis ou le sol sur lequel le moteur est fixé qui vibre, plus que le moteur lui-même.

La seconde moitié du test consiste à séparer le moteur de sa charge. Démontez l'accouplement ou la courroie et faites tourner le moteur à vide : si le bruit disparaît, le problème se situe dans la machine entraînée, l'accouplement ou la courroie ; s'il persiste, il est dans le moteur.

Cause probable et contrôle selon le type de bruit

D'où vient le ronflement ? Bruit magnétique et 100 Hz

Le champ magnétique du stator atteint son maximum deux fois par période du réseau. Le paquet de tôles fléchit très légèrement sous cette force ; c'est pourquoi tout moteur triphasé alimenté sur un réseau 50 Hz présente un léger ronflement à 100 Hz (2 × 50 = 100). Ce bruit est normal et ne dépend pas du nombre de pôles. Le problème commence lorsque le ronflement devient nettement plus fort.

Perte de phase

Lorsqu'une des trois phases manque, un moteur à l'arrêt ne peut pas démarrer et ronfle fortement ; si la phase tombe en marche, le moteur peine, son ronflement se durcit et son courant augmente. Un seul fusible fondu, un contact de contacteur brûlé ou une cosse desserrée sont les causes les plus fréquentes. Il faut alors arrêter le moteur sans attendre : en perte de phase, l'enroulement chauffe rapidement.

Mauvais couplage et tension élevée

Un moteur à plaque 230/400 V se couple en étoile sur un réseau 380–400 V. Par exemple, le moteur DRG-90L-4 de 1,5 kW absorbe 3,47 A en étoile sous 380 V ; si ce même moteur est couplé par erreur en triangle sur ce réseau, l'enroulement est alimenté au-dessus de sa tension de conception, les tôles saturent, le moteur ronfle durement, son courant dépasse largement la valeur de plaque et il chauffe vite. Les moteurs à plaque 400/690 V, par exemple le DRG-112M-4 de 4 kW, se couplent en triangle sur un réseau 380–400 V. Une tension réseau nettement supérieure à la valeur de plaque provoque aussi un ronflement de saturation semblable, plus léger.

Ronflement qui enfle et retombe en rythme

Si le ronflement n'est pas régulier mais enfle et retombe quelques fois par seconde, et que l'aiguille de la pince ampèremétrique oscille au même rythme, deux hypothèses se détachent : un déséquilibre de tension entre phases ou une discontinuité dans les barres du rotor. Le rythme d'une oscillation d'origine rotorique est proche du double de la fréquence de glissement (2 × g × f). Dans l'exemple de cet article, le glissement d'un moteur 4 pôles de vitesse nominale 1450 tr/min est (1500 − 1450) ÷ 1500 ≈ 3,33 % ; le rythme vaut 2 × 0,0333 × 50 ≈ 3,33 Hz, soit en charge un peu plus de trois pulsations par seconde. Le rythme ralentit quand la charge diminue.

Pourquoi un moteur alimenté par variateur siffle-t-il ?

Un variateur de fréquence n'alimente pas le moteur avec une sinusoïde propre, mais avec des impulsions commutées à grande vitesse. La fréquence de cette commutation s'appelle la fréquence porteuse ; l'enroulement et les tôles du moteur vibrent à cette fréquence et produisent un sifflement fin et aigu. Le bruit dépend du réglage du variateur et non de la charge du moteur, et il disparaît quand le variateur s'arrête.

• Augmenter la fréquence porteuse rend le sifflement plus aigu et, pour la plupart des oreilles, moins gênant ; en contrepartie, le variateur chauffe davantage et les courants de fuite peuvent augmenter. Choisissez la valeur selon la notice du variateur.
• Si le variateur met le moteur en résonance à certaines vitesses basses, on saute cette plage avec le paramètre « fréquence à sauter » du variateur.
• Plus le câble entre variateur et moteur est long, plus les pics de tension aux bornes du moteur sont élevés ; sur une grande longueur, il faut tenir compte de la recommandation de filtre de sortie du fabricant du variateur.

Claquement, grondement et frottement : roulements, ventilateur et capot

Les claquements, grondements et grésillements secs qui continuent après la coupure et changent de ton avec la vitesse viennent généralement d'un roulement. Le diagnostic détaillé du bruit de roulement, les contrôles de température et de jeu de l'arbre sont expliqués dans notre guide de diagnostic des roulements ; nous donnons ici uniquement les points qui permettent de distinguer le roulement des autres bruits mécaniques.

La fréquence de répétition du bruit aide à en localiser la source. L'arbre faisant un tour à chaque révolution, un balourd, un arbre faussé, un défaut d'accouplement ou un objet heurtant une pale produit un choc à la « fréquence de rotation », c'est-à-dire répété vitesse nominale ÷ 60 fois par seconde. Un roulement endommagé produit au contraire un grondement plus aigu et irrégulier, qui n'est pas un multiple exact de cette fréquence.

Le tableau donne deux enseignements pratiques. Premièrement : sur un moteur 2 pôles, un choc par tour se répète environ 48 fois par seconde ; il ne s'entend donc pas comme des coups séparés mais comme une note « rugueuse » mêlée au ronflement ; sur un moteur 6 pôles, le même défaut donne un cognement plus distinct, autour de 16 par seconde. Deuxièmement : le ronflement magnétique de 100 Hz est identique sur les trois types de moteur ; son ton ne varie pas avec la vitesse et il disparaît à la coupure. Tout bruit qui varie avec la vitesse est mécanique.

Ventilateur et capot de ventilateur

Le ventilateur arrière peut frotter sur son capot à cause d'un corps étranger, d'un capot enfoncé ou choqué, ou d'un ventilateur qui a glissé sur l'arbre. Le bruit est un frottement métallique ou un chuintement qui continue pendant le ralentissement. Après consignation, déposez le capot et cherchez des traces de frottement et des pales cassées ; vérifiez aussi que les ouïes d'entrée d'air ne sont pas obstruées. Le souffle propre du ventilateur est normal ; il est plus marqué sur les moteurs 2 pôles en raison de leur vitesse élevée.

Patte desserrée, résonance et bruit d'accouplement ou de courroie

Patte desserrée et patte boiteuse

Si l'une des quatre pattes d'un moteur à pattes B3 ne repose pas entièrement sur le châssis, le carter se déforme légèrement au serrage du boulon. En marche, cela s'entend comme un ronflement et une vibration transmis du carter au sol. Pour contrôler, desserrez les boulons un par un et vérifiez s'il existe un jeu sous la patte ; si oui, comblez-le avec de fines cales. Pour les entraxes des trous de pattes et les hauteurs d'axe, voir notre tableau des cotes moteur B3.

Résonance

Un châssis en tôle mince, une console longue ou une plate-forme légère peut vibrer près de sa propre fréquence naturelle à la fréquence de rotation du moteur ou à 100 Hz. Le symptôme est un bruit qui n'augmente qu'à une vitesse donnée, ou qui diminue quand on appuie la main sur un point du châssis. La solution consiste à rigidifier le châssis (renforts, entretoises), à déplacer le moteur sur un massif solide ou, avec variateur, à sauter cette plage de vitesse.

Accouplement et courroie

Quand l'élastomère d'accouplement est usé ou que les deux arbres sont désalignés, on entend un choc par tour et une vibration axiale. En transmission par courroie, une courroie détendue couine au démarrage, tandis qu'une courroie trop tendue charge le roulement côté entraînement et finit par se traduire en bruit de roulement. Les poulies doivent être dans le même plan et la tension de courroie doit suivre la recommandation du fabricant.

Liste de contrôle du bruit moteur

• Coupez l'alimentation : le bruit a-t-il disparu brusquement (électrique) ou continue-t-il au ralentissement (mécanique) ?
• Désaccouplez la charge : le bruit persiste-t-il sans accouplement ni courroie ?
• Mesurez la tension entre les trois phases et les trois courants ; y a-t-il un écart net entre phases ? Comparez les valeurs avec la plaque et notre Tableau des courants moteur.
• Comparez la tension de plaque et les barrettes : un moteur 230/400 V est-il en étoile et un moteur 400/690 V en triangle sous 380–400 V ?
• Avec variateur, notez le paramètre de fréquence porteuse et la plage de vitesse qui provoque une résonance.
• Comparez la température des paliers des deux côtés ; tournez l'arbre à la main pour sentir un jeu ou un point dur.
• Déposez le capot de ventilateur : traces de frottement, pale cassée, corps étranger ?
• Desserrez les boulons des pattes un par un pour détecter une patte boiteuse.
• Contrôlez l'alignement de l'accouplement, l'état de l'élastomère et la tension de courroie.
• Comptez le rythme du bruit : choc correspondant à vitesse ÷ 60, ronflement à 100 Hz ou grondement irrégulier ?

Pour les autres calculs (courant, consommation d'énergie, courroie et poulie), utilisez notre page Outils de calcul moteur électrique.

Moteurs des exemples de calcul

• DRG-90L-4 – 1,5 kW, 1445 tr/min nominal, carcasse aluminium, roulement 6205-ZZ-C3
• DRG-112M-2 – 4 kW, 2905 tr/min nominal, carcasse fonte, roulement 6206-ZZ-C3
• DRG-112M-4 – 4 kW, 1450 tr/min nominal, carcasse fonte, roulement 6206-ZZ-C3
• DRG-132M1-6 – 4 kW, 968 tr/min nominal, carcasse fonte, roulement 6208-ZZ-C3
• DRG-160M-4 – 11 kW, 1465 tr/min nominal, carcasse fonte, roulement 6309-C3

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Questions fréquentes

Pourquoi un moteur électrique ronfle-t-il sans tourner ?

La cause la plus fréquente est une perte de phase : quand une des trois phases manque, le moteur ne produit pas de couple de démarrage et ronfle. Vérifiez fusible fondu, contact de contacteur ou borne desserrée. Un blocage mécanique (roulement grippé ou charge coincée) donne le même symptôme. Ne laissez pas le moteur dans cet état : l'enroulement chauffe vite.

Un moteur neuf fait-il du bruit ?

Un léger ronflement magnétique à 100 Hz et le souffle du ventilateur existent sur tout moteur neuf. Les claquements, frottements, un ronflement qui enfle et retombe en rythme ou des vibrations ne sont pas normaux ; ils sont généralement liés au couplage, au montage (patte boiteuse, châssis) ou à l'alignement de l'accouplement.

Pourquoi le moteur ne fait-il du bruit qu'en charge ?

Quand la charge augmente, le courant et le glissement augmentent ; le déséquilibre de tension et le ronflement rythmé d'origine rotorique deviennent plus nets en charge. Le désalignement d'accouplement et les problèmes de courroie s'amplifient aussi avec la charge. Désaccouplez et écoutez à vide pour savoir si le bruit vient du moteur ou de la machine entraînée.

Le sifflement d'un moteur sur variateur est-il dangereux ?

Le sifflement aigu dû à la fréquence porteuse n'est pas en soi un symptôme de panne. Le bruit change avec le réglage de fréquence porteuse du variateur. S'il s'accompagne d'un échauffement, d'une vibration qui augmente à une certaine vitesse ou d'un bruit de roulement, il faut contrôler séparément la longueur de câble, la résonance et les roulements.

Si vous avez décidé de remplacer un moteur bruyant, transmettez la puissance, la vitesse et la carcasse indiquées sur la plaque de l'ancien moteur au +90 (542) 666 11 11 ou à [email protected], et nous déterminerons ensemble le modèle équivalent ; tous les moyens de contact sont sur la page contact. Tous les modèles se trouvent dans la rubrique Acheter un moteur électrique en ligne.