Clé dynamométrique

Une clé dynamométrique est un outil qui permet de contrôler le couple de serrage des écrous et des vis afin que ceux-ci soient montés de manière optimale. Quelle que soit la technologie, on peut, à l'usage, classer ces clefs en deux groupes : les clefs à déclenchement qui signalent l'atteinte de la valeur du couple, et celles à lecture directe qui affichent la valeur en cours.

Une clé dynamométrique.

Les clés à déclenchement peuvent être à valeur fixe ou réglables (en général à l'aide d'une bague que l'on positionne sur le couple choisi).

La majorité des clefs ne permettent pas le contrôle d'un couple vers la gauche (la majorité des vis étant avec une hélice à droite). Il convient donc de s'en assurer lors de l'acquisition.

Différentes clefs
Principe de fonctionnement d'une clé dynamométrique à réarmement automatique
  • Les plus anciens modèles, totalement mécaniques, comportent un limiteur de couple à billes de débrayage ; ils émettent un claquement, lorsque le couple (réglable par un curseur sur la clé) est atteint. Il faut réarmer la clé avant chaque serrage. Les modèles actuels ne nécessitent plus le réarmement de la clé.
  • Il existe désormais une partie électronique, comportant un afficheur et un clavier, associée à une jauge de contrainte qui déclenche un bipeur avertissant l'opérateur d'un serrage suffisant. Inutile de réarmer la clé, il faut juste changer les piles lorsqu'elles sont usées. La partie électronique comprend aussi une mémoire qui permet l'édition d'un rapport.
  • Il existe aussi des tournevis dynamométriques. Les couples sont alors exprimés en cN m (centi newton mètre).
  • pour les très gros assemblages, certaines clefs sont à assistance hydraulique autorisant des couples dépassant les 10 kN m. Le contexte doit proposer une surface d'appui pour la reprise des efforts de serrage.
  • Types de clés dynamométriques
  • Clef dynamométrique à lecture directe (vue normale à l'axe du boulon serré)
  • Autre type où l'affichage du couple est lié à la flexion du bras de clef. Cette clef peut appliquer un couple réglé dans les deux sens.
  • Clef à déclenchement où le couple est réglable de 20 à 100 N m à 1 N m près. Sur l'image la valeur réglée est de 45 N m. Lorsque le couple est atteint la clef "claque".

Applications

L'assemblage de pièces par un ensemble vis-écrou (formant un boulon), fait parfois l'objet de calculs complexes impliquant une parfaite maîtrise du serrage des éléments. L'emploi de la clef dynamométrique est alors indispensable[1].

Exemples

Les écrous ou vis d'une culasse de moteur thermique seront serrés avec une clef dynamométrique lambda et avec un diagramme suivant les références constructeur que l'on trouve notamment sur une RTA de la marque de voiture.

Un écrou de roue de voiture doit être serré avec cette clef modérément suivant les normes constructeurs. Il n'est donc pas nécessaire de sauter dessus à pieds joints sur la manivelle pour le serrer !

En aéronautique, certains boulons sont serrés à la clef à contrôle électronique. Le rapport fourni par la clef est alors un document officiel précieusement conservé. Si par mégarde l'opérateur dépasse la valeur consignée, le boulon est remplacé par un neuf.

Couples de serrage

Pour la boulonnerie standard, le tableau ci-dessous donne les valeurs recommandées de couple de serrage, pour des vis à filet au profil ISO, au pas métrique, en fonction du diamètre nominal et de la classe de qualité. Cette valeur correspond à 85 % de la limite d'élasticité de la vis pour un coefficient de frottement à 0,15 (visserie noire ou zinguée, lubrification sommaire, état de livraison). Elle ne correspond donc pas toujours à la valeur nécessaire pour le maintien ou le bon fonctionnement de l'assemblage.

Généralement, un couple de serrage est exprimé en newtons mètres ou en décanewtons mètres (1 daN m = 10 N m), unité dérivée du Système international, mais on voit encore des couples exprimés en m kg (mètre-kilo en langage courant). Les deux grandeurs sont cependant très voisines avec 1 m daN pour 1,02 m kg.

(norme ISO898/1 NF E 25100 NF EN 20898-1)

Valeur recommandée des couples de serrage en N m
Ø d nominal

(mm)

 pas

(mm)

 plat sur

hexagone

 qualité 5.6 qualité 5.8 qualité 6.8 qualité 8.8 qualité 9.8 qualité 10.9 qualité 12.9
1,6 0,35 3,2 0,075 0,105 0,120 0,16 0,18 0,235 0,275
2 0,40 4 0,159 0,222 0,254 0,339 0,381 0,498 0,582
2,5 0,45 5 0,33 0,463 0,529 0,705 0,793 1,04 1,21
3 0,50 5,5 0,57 0,8 0,91 1,21 1,38 1,79 2,09
4 0,7 7 1,3 1,83 2,09 2,78 3,16 4,09 4,79
5 0,8 8 2,59 3,62 4,14 5,5 6,27 8,1 9,5
6 1 10 4,49 6,2 7,1 9,5 10,84 14 16,4
8 1,25 13 10,9 15,2 17,4 23 26,34 34 40
10 1,5 16 21 30 34 46 52 67 79
12 1,75 19 37 52 59 79 90 116 136
14 2 21 59 83 95 127 143 187 219
16 2 24 93 130 148 198 224 291 341
18 2,5 27 128 179 205 283 / 402 471
20 2,5 30 182 254 291 402 / 570 667
22 2,5 34 250 350 400 552 / 783 917
24 3 36 313 428 500 691 / 981 1148
27 3 41 463 649 741 1022 / 1452 1700
30 3,5 46 628 880 1005 1387 / 1969 2305
33 3,5 50 854 1195 1366 1884 / 2676 3132
36 4 55 1096 1534 1754 2418 / 3435 4020
39 4 60 1424 1994 2279 3139 / 4463 5223
42 4,5 65 1760 2464 2816 3872 / 5515 6453
45 4,5 70 2203 3085 3525 4847 / 6903 8079
48 5 75 2659 3722 4254 5849 / 8330 9748
52 5 80 3425 4795 5480 7335 / 10731 12558
56 5,5 85 4270 5978 6832 9394 / 13379 15656
60 5,5 90 5306 7428 8490 11673 / 16625 19455
64 6 95 6382 8935 10212 14041 / 19998 23402

Remarques :

  • le diamètre nominal est le diamètre de la vis (sommet de filets)
  • le pas est ici le pas standard. Pour les pas fins se référer à la norme.
  • le plat sur hexagone est la taille de la tête de vis (ou écrou)
  • la classe de qualité est souvent frappée sur la tête de vis. Par défaut, prendre la plus petite qualité.

Le couple est déterminé à 85 % de la limite élastique (coefficient de frottement 0,15)

Notes et références
  1. Fonctionnement et réglage d'une clé dynamométrique, oc-pro.fr, consulté le 5 août 2021

Annexes

Articles connexes
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