Pourquoi un moteur électrique chauffe et comment y remédier

Un moteur électrique chauffe quand il absorbe plus de courant que prévu, quand la mécanique lui demande trop d'effort, ou quand son refroidissement ne suit plus. Une surcharge, un déséquilibre entre les phases, un roulement usé ou des ailettes encrassées produisent tous le même symptôme. La chaleur n'est pas la panne, c'est le signe qu'une cause agit. La repérer tôt coûte toujours moins cher que de laisser le moteur griller.

Comment reconnaître un échauffement anormal

Un moteur en marche transforme toujours une partie de l'électricité qu'il consomme en chaleur. Le courant échauffe les fils de cuivre et les frottements ajoutent leur part. Une carcasse tiède, l'enveloppe métallique extérieure du moteur, n'a donc rien d'anormal. La main ne mesure rien, elle dit seulement chaud ou froid.

Ce qui doit alerter, c'est l'écart avec l'habitude. Un moteur soudain plus chaud qu'à l'ordinaire, une odeur de vernis chaud, une peinture qui brunit ou une protection qui déclenche souvent sont fiables. Les constructeurs dimensionnent les moteurs standards pour un air ambiant qui ne dépasse pas 40 °C, valeur de référence de la norme IEC 60034-1. Au-delà, le moteur évacue moins bien sa chaleur et son isolant vieillit plus vite.

Pour sortir de l'appréciation au toucher, visez le même point de la carcasse au thermomètre infrarouge, machine en charge, et notez la valeur quand tout va bien. C'est la dérive de cette référence qui compte, pas le chiffre isolé. Le tableau ci-dessous relie les constats courants à leur cause probable.

Pourquoi un défaut électrique fait chauffer le moteur

Sur un moteur triphasé, alimenté par les trois fils de phase du réseau industriel, le courant circule dans le bobinage du stator. Le stator est la partie fixe de la machine, le bobinage l'ensemble des fils de cuivre enroulés qui y sont logés et créent le champ magnétique entraînant l'arbre. La chaleur produite dans ces fils croît avec le carré du courant. Avec 20 % de courant en trop, il doit évacuer près de moitié plus de chaleur.

Trois défauts reviennent constamment. Le déséquilibre entre phases d'abord, quand les trois tensions ne sont plus égales. Une borne desserrée dans la boîte à bornes, ce boîtier où arrivent les câbles, ou un contacteur usé suffit, et certaines zones du bobinage chauffent alors plus que d'autres. L'erreur de couplage ensuite. Les bobines se relient en étoile ou en triangle selon la tension du réseau, et un moteur couplé en triangle sur un réseau 400 V alors qu'il attendait l'étoile chauffe immédiatement. La surcharge enfin, quand la machine entraînée réclame plus que le moteur ne peut fournir.

Le relais thermique, l'organe qui coupe l'alimentation en cas de surintensité, ne réagit pas au premier ampère de trop. Il tolère les dépassements brefs, ce qui lui permet d'accepter la pointe de courant du démarrage, et il déclenche d'autant plus vite que la surcharge est importante. Un moteur peut donc tourner des mois au-dessus de son courant nominal sans rien faire déclencher, en cuisant lentement son isolant. L'absence de déclenchement ne prouve pas l'absence de surcharge. Sur un moteur monophasé, alimenté par une seule phase et le neutre, un condensateur affaibli produit le même effet. Si la machine finit par s'arrêter, notre guide sur les causes fréquentes de panne d'un moteur électrique reprend le diagnostic depuis le début.

Une erreur revient systématiquement quand la protection déclenche, réarmer et relancer. Chaque redémarrage sur un défaut non corrigé fait chauffer un peu plus le bobinage. C'est de cette façon que les stators grillés arrivent à l'atelier.

Quand la chaleur vient de la mécanique

Un moteur peut être correctement alimenté et chauffer quand même. Les roulements, ces bagues à billes qui guident l'arbre en rotation, sont la première pièce à regarder. Une graisse sèche, polluée ou trop abondante fait grimper la température du palier, le logement dans lequel le roulement travaille, et cette chaleur gagne ensuite toute la machine. Un grondement ou une vibration inhabituelle accompagnent presque toujours ce défaut. Les signes à surveiller sont détaillés dans notre article sur l'usure et le remplacement des roulements d'un moteur électrique.

Le deuxième poste est l'accouplement, la pièce qui relie l'arbre du moteur à celui de la machine. Mal aligné, il fait tirer les deux arbres l'un sur l'autre en permanence. Cet effort latéral s'exerce sur les roulements, qui chauffent et s'usent bien avant leur terme. Une courroie tendue trop fort produit le même résultat, la tension se réglant à la valeur préconisée par le constructeur et non à la main.

Reste la charge elle-même. Le couple résistant, c'est l'effort que la machine entraînée oppose au moteur. Il augmente dès qu'un organe force, une pompe dont la garniture mécanique commence à gripper, ce joint tournant qui assure l'étanchéité au passage de l'arbre, ou un réducteur qui présente un point dur. Le moteur compense en absorbant plus de courant, et il chauffe. Avant d'accuser le moteur, désaccouplez-le et faites tourner la charge à la main, un point dur se sent immédiatement.

Le refroidissement, le maillon que l'on oublie

La plupart des moteurs industriels sont autoventilés. Un ventilateur monté en bout d'arbre, protégé par un capot, souffle de l'air le long des ailettes de la carcasse, ces nervures qui augmentent la surface d'échange avec l'air. Le refroidissement dépend donc de la vitesse de rotation et de la propreté de la machine. Une couche de poussière, de fibres ou de brouillard d'huile sur les ailettes agit comme une couverture et retient la chaleur.

Le capot et sa grille d'aspiration s'obstruent tout aussi facilement, et personne ne pense à les démonter. Vérifiez aussi l'environnement immédiat. Un moteur plaqué contre un mur ou enfermé sous un carter réaspire son propre air chaud et tourne en circuit fermé. Un point mérite d'être clair, nettoyer les ailettes ne réduit pas la puissance appelée sur le réseau. Cela améliore l'évacuation de la chaleur produite, donc la température de fonctionnement et la durée de vie de l'isolant.

Le variateur mérite une mention à part. Cet appareil règle la vitesse du moteur en modifiant la fréquence du courant qu'il lui envoie. Quand il fait tourner un moteur autoventilé au ralenti, le ventilateur ralentit d'autant alors que le courant absorbé reste élevé, si bien que le moteur chauffe là où on l'attendrait le moins. Le cas reste peu fréquent. Il se règle en relevant la fréquence minimale, en choisissant un moteur plus grand ou en ajoutant une ventilation forcée. Cette dernière possède sa propre alimentation, indépendante de la vitesse du moteur. Elle souffle donc au même débit à tous les régimes. Notre guide du variateur de vitesse pour moteur triphasé détaille le réglage.

Que faire quand votre moteur chauffe

Les vérifications se répartissent en deux temps qu'il ne faut jamais mélanger, celles qui se pratiquent installation coupée, et les mesures qui exigent une machine sous tension et en marche. C'est en les confondant qu'on ouvre une boîte à bornes encore alimentée.

Commencez par consigner l'installation. Consigner, c'est couper l'alimentation, verrouiller l'organe de coupure en position ouverte, signaler l'intervention et vérifier l'absence de tension avant de toucher la machine. Tout ce qui relève de la propreté, de la ventilation et de la mécanique se contrôle dans cet état, alimentation coupée et arbre à l'arrêt.

Les mesures de courant et de tension ne se font pas ainsi. Relever l'intensité sur chaque phase à la pince ampèremétrique et la comparer à la plaque signalétique, l'étiquette qui récapitule les caractéristiques d'origine, suppose de lever la consignation, de refermer les capots et de remettre en marche. C'est une opération d'ordre électrique au sens de la norme NF C 18-510, réservée à une personne titulaire d'une habilitation adaptée. Si personne n'est habilité sur place, laissez la boîte à bornes fermée. Voici l'ordre à suivre.

• Consignation, puis vérification de l'absence de tension
• Nettoyage des ailettes, du capot et du ventilateur à l'air comprimé sec
• Dégagement de l'espace autour du moteur
• Contrôles hors tension, rotation de l'arbre à la main, courroie, alignement, serrage au bornier
• Remise sous tension et relevés de courant par une personne habilitée
• Arrêt immédiat dès qu'une odeur de vernis chaud apparaît

Si l'échauffement persiste, ne laissez pas le moteur finir de cuire. En atelier, nous contrôlons l'isolement des enroulements au mégohmmètre, l'appareil qui vérifie que les fils de cuivre sont bien isolés de la carcasse. Nous remplaçons les roulements et nous procédons à un étuvage, le passage en étuve qui chasse l'humidité du bobinage. Notre service de réparation de moteurs électriques à Clermont-Ferrand prend alors le relais, et un devis détaillé vous est remis après diagnostic.

Ce qu'il faut retenir

Un moteur électrique qui chauffe ne se dégrade jamais tout seul. Il subit soit un défaut électrique qui lui fait absorber trop de courant, soit une contrainte mécanique qui lui demande trop d'effort, soit un refroidissement devenu insuffisant. Ces trois familles se distinguent vite, à condition de partir du symptôme constaté. La chaleur n'est que le messager.

Notez la température habituelle, le moment où elle a changé, le bruit ou l'odeur qui l'accompagne. Séparez ensuite ce que vous pouvez faire installation coupée de ce qui relève d'une personne habilitée.

Notre atelier se trouve 25 rue Joseph Desaymard, zone de La Pardieu à Clermont-Ferrand, ouvert du lundi au jeudi de 8 h à 17 h en continu et le vendredi de 8 h à 12 h. Nous répondons aux demandes de devis sous 24 heures et nous intervenons sur site dans le Puy-de-Dôme et sept départements du Massif Central, toutes marques. Appelez le 04 73 28 74 74 et décrivez ce que vous constatez, nous vous dirons quoi vérifier.