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.

Les clés à déclenchement peuvent être a 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.

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  Clef dynamométrique à lecture directe (vue normale à l'axe du boulon serré)

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  Autre vue: l'affichage du couple est en fait lié à la déformation en flexion du bras de clef. Cette clef peut appliquer un couple réglé dans les deux sens.

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  Clef à déclenchement. Le couple est réglable entre 20 et 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".

Différentes clefs

• Les plus anciens modèles, totalement mécaniques, émettent un claquement, lorsque le couple (réglable par un curseur sur la clé) est atteint. Il faut impérativement 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 buzzer qui avertit l'opérateur quand le serrage est 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 10 000 N.m. Le contexte doit proposer une surface d'appui pour la reprise des efforts de serrage.

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.

Exemples

Les écrous ou vis d'une culasse de moteur thermique seront par exemple serrés à des couples compris entre 6 et 9 daN.m, en respectant le plus souvent un pré-serrage à 4 ou 5 daN.m, et un ordre de serrage évitant le pincement de la culasse.

Un écrou de roue de voiture doit être serré modérément entre 6 et 8 daN.m (soit une force équivalente au poids d'une masse de 25 kg appliquée en bout de manivelle). 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 daN.m (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)