 Tout assemblage boulonné doit être réalisé à l'aide d'un outil permettant de contrôler la force de serrage. C'est vrai pour les interventions d'entretien comme le serrage des bougies, du filtre à huile ou du bouchon de vidange...
Dynamométrie Resserrez les liens du couple de serrage !
Quel bricoleur amateur n'a jamais connu l'enfer de la vis cassée ou du filetage "foiré" ? Une bien grosse galère quand il s'agit de réparer les dégâts. Il est pourtant possible d'éviter les ennuis en contrôlant le couple de serrage.
De nombreux bricoleurs le savent : la culasse d'un moteur se serre au moyen d'un outil magique qu'on appelle clé "dynamométrique". Mais savez-vous que TOUS les assemblages boulonnés d'un ensemble mécanique DEVRAIENT aussi être serrés avec cet outil ? Oui. De la roue à l'étrier, du filtre à huile à la bougie, en passant par la plus insignifiante vis d'accessoire. Car quand ils conçoivent une entité mécanique, les ingénieurs prévoient pour chaque boulon un "couple de serrage" spécifique, fonction des contraintes exercées, des matériaux en présence, de la qualité de la boulonnerie ou de l'usage qui en est fait.
| |    Il existe un grand choix de clés dynamométriques, à tous prix, offrant différents étalonnages ; les meilleures garantissent 3%, les plus mauvaises dépassant 10%. Cela reste toujours préférable à un serrage au jugé. La clé dynamométrique est l'outil qui permet de contrôler le serrage afin d'éviter la casse des boulons, la déformation des pièces ou d'éviter le desserrage Quand on serre une vis, celle-ci subit une tension axiale ; on dit qu'elle travaille en traction. Or le métal qui la constitue réagit de trois manières à cet effort : d'abord il s'étire de façon élastique ; ensuite il se déforme de façon permanente ; ensuite il casse. Les fabricants de boulons savent exactement comment se comportent leurs produits face aux contraintes de serrage. Ils les classent selon des codifications qui permettent de les utiliser à bon escient. Le serrage optimal est celui qui fait travailler la vis dans sa plage d'élasticité. Une vis qui a été serrée au delà de sa capacité élastique doit être changée, car elle ne reprendra plus sa forme et sa résistance initiale.
Le mécanicien qui démonte et remonte un boulon doit veiller à serrer ce dernier au bon couple, afin de ne pas détériorer l'assemblage. Pour ce faire, il utilise généralement l'outil que lui ont confié le bon Dieu et sa maman : son poignet. Depuis le temps qu'il visse et dévisse, il a un bon feeling et "sent" au jugé l'effort qu'il développe sur la clé. Evidemment, cela n'a rien de rigoureux et il n'est pas rare qu'un boulon casse, se déforme ou manque de serrage. Avec l'habitude, les incidents sont moins nombreux, mais demeurent. Pour le particulier qui bricole épisodiquement, le feeling n'est pas rodé et c'est le "foirage" à tous les coups (on a toujours tendance à serrer trop). C'est pourquoi nous recommandons l'emploi d'une clé dynamométrique.
| |  La clé à déclenchement et ré-armement automatique est la plus répandue et la plus pratique. Elle est généralement associée à un cliquet.
Le matériel Il en existe de plusieurs types (à lecture directe par déformation de lame, à cassure pour la production, électronique à jauge de contrainte, tournevis à débrayage automatique...), mais nous retiendrons seulement deux familles des plus courantes et des moins onéreuses.
- La clé à torsion de lame est la plus simple. On arme un linguet contre une butée réglée sur la valeur désirée. Lorsque le manche de la clé se déforme en réaction au serrage, le linguet échappe à la butée, ce qui informe l'opérateur que le couple est atteint. Sa précision est d'environ +ou- 6 %.
- La clé à déclenchement et réarmement automatique est plus précise (environ +ou- 4 %). Son fonctionnement repose sur la pression d'un ressort étalonné. On règle la force de serrage en tournant une commande munie d'un vernier micrométrique. Comme sur la première, l'opérateur est averti que le couple est atteint par un choc dans la poignée et un claquement sec. Attention toutefois, il ne s'agit pas d'un débrayage et on peut continuer à serrer si on n'y prend garde.
| |  La clé à déclenchement et ré-armement manuelle impose une manipulation supplémentaire.
Comment s'utilise la clé dynamométrique ? Cet outil "précieux" exige doigté et attention. On doit l'utiliser dans le respect d'une procédure rigide. Une fois affichée la valeur de couple désirée, on place la clé bien à l'aplomb de l'écrou à serrer. Si besoin, on intercale une rallonge entre le carré d'entraînement de la clé et la douille. Mais jamais d'articulation à cardan. Le serrage doit être lent. L'outilleur Facom, que nous remercions pour les conseils prodigués, recommande une lente approche du déclenchement (environ quatre secondes), en un mouvement de décélération afin d'éviter un déclenchement prématuré de la clé (effet d'inertie). On stoppe l'effort immédiatement après le déclenchement. Et surtout, "on n'en remet pas une dose" (le p'tit coup de poignet), histoire d'assurer le serrage. Car si on a bien respecté la procédure, le serrage est optimal. Dans certains cas (filtres à huile, par exemple), le constructeur recommande de serrer la pièce à un couple très faible, puis d'effectuer un serrage angulaire de complément (exemple 60 ou 120°). La même attention est requise pour l'approche au couple.
| |  La clé à déformation indique la valeur de serrage sur un vernier gradué. Elle est précise, mais requiert un peu d'habitude.
Quelle clé dynamométrique choisir ? Le mécanicien, qu'il soit amateur ou professionnel, doit opter pour une clé adaptée aux différents travaux qu'il est amené à effectuer. Malheureusement, le spectre des couples (utiles pour les différentes opérations de maintenance d'un moteur) couvert par les clés dynamométriques n'est pas très étendu. De fait, il est nécessaire de s'enquérir de deux clés. On choisira donc une première clé qui couvre 1 daNm à 5 daNm et une seconde qui couvre 4 daNm à 20 daNm. La première servira aux boulons des carters, aux bougies, au filtre à huile... L'autre est utile pour les écrous de roues, les boulons des attaches-moteur... Les clés ne sont pas toujours vendues avec leur carré d'entraînement. Il en existe de plusieurs types : carré radio (1/4"), carré junior (3/8"), carré standard (1/2"), carré camion (3/4")... Il convient de choisir un carré correspondant à celui des douilles que vous possédez déjà. Sinon, il existe réducteurs et adaptateurs. Le prix moyen de tels outillages se situe entre 100 et 200 euros (grandes marques). Si vous trouvez la dépense déraisonnable, sachez que les dégâts occasionnés par de mauvais serrages coûtent parfois beaucoup plus cher.
| |  Autre modèle de clé à déformation ou clé à index.
Où trouver les valeurs des couples de serrage ? Ces valeurs exprimées en Nm, daNm ou mkg sont définies par les constructeurs et/ou les motoristes. Lorsqu'ils sont sérieux, ces derniers renseignent par le biais des carnets d'entretien et d'utilisation, du moins pour les opérations les plus courantes. Si vous ne trouvez pas les couples de serrage nécessaires au bon entretien de votre mécanique sur les documents cités, il est de votre responsabilité de questionner revendeurs ou constructeurs de manière à ce qu'il ne vous soit pas reproché un mauvais entretien, en cas de panne ou de casse.
| |  Le serrage de l'hélice mérite une attention et un soin
particuliers.
Conseils Préférez une clé dynamométriques de marque à un outil de piètre qualité (genre outils au rabais...). Dans des cas extrêmes, leur étalonnage peut être hasardeux. Toutefois, une mauvaise clé dont la valeur de référence peut varier jusqu'à 10% avec la valeur étalon, vaut mieux qu'un serrage au jugé dont la valeur peut varier de 50 à 400% de la valeur nominale. C'est à dire que vous pouvez serrer insuffisamment, mais aussi, ce qui est presque invariablement le cas, serrer trop fort, au-delà de la limite élastique, voir à la limite de la rupture, avec tous les risques que cela comporte pour les organes vitaux d'un aéronef.
- Rangez vos clés dynamométriques à déclenchement en position de plus faible capacité afin d'éviter une précontrainte permanente du ressort qui pourrait à la longue altérer son étalonnage. Pour les clés à torsion de lame, désarmez le linguet.
- Faites vérifier le tarage de l'outil périodiquement (par exemple deux à trois ans). Il existe une solution très simple qu'on réalise avec un levier (tube métallique) d'un mètre et une ou plusieurs bouteilles d'eau en plastique (compensez le poids du tube en retirant la moitié de sa masse de liquide). Par exemple, accrochez deux bouteilles d'eau de 2 litres au bout du tube et réglez la clé sur 3,9 mkg. Elle doit déclencher sans sollicitation de l'opérateur. Réglée sur 4,1 ou 4,2 mkg, elle ne doit pas déclencher.
- Il est tout à fait possible d'utiliser la méthode exposée ci-dessus pour effectuer un serrage au couple ponctuel. Ce n'est pas pratique, mais c'est très précis. Indispensable dans le cas d'une hélice, quand on a pas de clé dynamométrique sous la main.
- Un peu de graisse sous la tête des vis et écrous permet un serrage plus facile. Quand il ne s'agit pas d'un assemblage de sécurité, on peut aussi graisser les filets de la vis. Mais dans ce cas, les valeurs de serrages sont corrigées (voir tableau).
- Pour certains assemblages de sécurité, il est conseillé d'enduire le pas de vis de pâte "frein-filet" (bourrage anti-vibration) afin d'éviter que d'éventuelles tensions thermiques ou des vibrations hautes fréquences ne desserrent les boulons.
- Dans un assemblage par boulon (vis + écrou), c'est l'écrou qu'on serre ; jamais la vis.
| |  Clé Proxxon à cliquet réversible.
Glossaire - Couple de serrage : force (exprimée en Newton) appliquée sur un outil de serrage d'une longueur théorique d'un mètre (ou livre - pound - par pied pour les anglo-saxons). Abréviations : Nm, daNm (1 daNm = 10 Nm) ou lbft. Conversion : 1 daNm = 1,356 lbft et 1lbft = 0,7376 daNm.
- Newton : unité de force égale à 0,102 kilogramme (au niveau de la mer). Par simplicité, on arrondi le Newton au dixième de kilogramme.
- Boulon : ensemble constitué d'une vis et d'un écrou.
| |  Point commun entre hélice bois et une culasse, le serrage doit impérativement être fait de manière équilibrée. En cas contraire, on peut craindre une déformation permanente des pièces.
Serrage équilibré On réalise un serrage équilibré, ou serrage en croix, lorsqu'une série de boulons plaquent des pièces de surface plane qui risquent de connaître une déformation en recevant une pression en un point unique. La méthode consiste à approcher chaque boulon par incrémentation graduelle des valeurs de couple et surtout par répartition géométrique des approches : méthode en croix ; en diagonale ; par quinconce ; par secteurs opposés pour les hélices ( ex. 6 vis = selon cadran horaire : 12 h - 6 h - 10 h - 4 h - 8 h - 2 h).
| |  Il existe des tournevis dynamométriques pour la visserie de petite taille.
Serrages sans valeurs de couple Dans le cas des assemblages entre tubes non manchonnés (très répandus dans le monde des ULM), les constructeurs ont imaginé d'autres méthodes de serrage pour éviter l'écrasement des profilés, sans requérir des valeurs de couples à appliquer sur les boulons, trop faibles et quasiment pas mesurables. Ce qui importe, c'est de définir un processus donnant un résultat analogue quel que soit l'opérateur. Dans son document de montage destiné aux revendeurs, Air création propose une définition de ''serrage modéré''. L'opérateur serre doucement le boulon jusqu'au contact des pièces, puis ajoute ¼ de tour de serrage. L'ajustement final ne doit permettre aucun mouvement axial de la vis, mais doit autoriser la rotation manuelle d'une des pièces avec un bras de levier d'environ 20 cm. Les tubes cylindriques ne doivent jamais être ovalisés.
Font aussi exception aux règles générales de serrage, les articulations avec des charnières ou des roulements où une libre rotation est nécessaire ; les vis, écrous et boulons qui fixent les composants plastique, fibre de verre ou aluminium, là où le matériau le plus fragile serait abîmé par des serrages importants.
| | | | Valeurs de couple de serrage
Préconisation Hirths
- Bougies : 16 Nm
- Vis de carter M4 : 2,8-3,3 Nm
- Vis de carter M5 : 4-4,4 Nm
- Vis de carter M6 : 9-11 Nm
- Vis de carter M8 : 23-28 Nm
- Vis de carter M16 : 70-80 Nm
| Valeurs de couple de serrage
Préconisation Jabiru
- Bougies : 11 Nm
- Filtre à huile : contact + 0,75 tour
- Culasse : 33 Nm
- Cache-culbuteur : 7 Nm
- Goujons bloc-moteur : 48 Nm
- Démarreur : 21 Nm
| | Valeurs de couple de serrage
Préconisation HKS
- Bougies : 20-30 Nm
- Filtre à huile : contact + 0,75 tour
- Cache-culbuteur : 8 Nm
- Vis de réducteur M8 : 24 Nm
- Vis de carter M10 : 48 Nm
| Valeurs de couple de serrage
Préconisation Rotax
- Bougies 4T : 20 Nm
- Filtre à huile : contact + 0,75 tour
- Bougies 2T : 27 Nm
- Culasse 2T : 22 Nm
- Volant magnétique 2T : 105 Nm
- Vis de carter M8 : 24 Nm
- Préconisation Arplast
- Vis M6 : 10-12 Nm
- Vis M8 : 15 Nm
| | Valeurs de couple de serrage
Préconisation Arplast
- Vis M6 : 10-12 Nm
- Vis M8 : 15 Nm
| Valeurs de couple de serrage
Préconisation Duc
- Vis M8 : 25 Nm
+ contrôle du couple après 1 heure de vol
| | Valeurs de couple de serrage
Préconisation Evra
- Serrage en trois fois, par incrémentation de 30% de la valeur nominale
Premier montage, hélice neuve :
- Vis M6 : 20 Nm
- Vis M8 : 25 Nm
- Vis M10 : 30 Nm
- Vis M12 : 45 Nm
- Vis M14 : 50 Nm
- Vis M16 : 60 Nm
Montages ultérieurs ou contrôles de serrage :
- Vis M6 : 15 Nm
- Vis M8 : 20 Nm
- Vis M10 : 25 Nm
- Vis M12 : 40 Nm
- Vis M14 : 45 Nm
- Vis M16 : 55 Nm
Freinage des vis par fil Inox de 10/10e.
Vérifications périodiques du serrage : après 1ere heure puis toutes les 50 heures
| Valeurs de couple de serrage
Préconisation ULX
Premier montage, hélice neuve :
A - Porte-hélice ø 90 mm (trou 1'')
- 1er serrage 10 Nm
- 2e serrage 15 Nm
+ contrôle du couple après 2 heures de vol
B - Porte-hélice ø 115 mm (trou 1'') et 123 mm (trou 47 mm)
- 1er serrage 12 Nm
- 2e serrage 18 Nm
+ contrôle du couple après 2 heures de vol
C - Porte-hélice ø 123 mm (trou 70 mm)
- 1er serrage 10 Nm
- 2e serrage 16 Nm
+ contrôle du couple après 2 heures de vol
Montages ultérieurs ou contrôles de serrage :
A : 1er serrage 10 Nm ; 2e serrage 12 Nm
B : 1er serrage 10 Nm ; 2e serrage 15 Nm
C : 1er serrage 10 Nm ; 2e serrage 13 Nm
Vérifications périodiques du serrage : 3 mois ou période de canicule
| | Valeurs de couple de serrage
Préconisation Ivoprop
- Vis de fixation seulement : 20 Nm
- Vis de réglage : consultez le manuel fourni
| Valeurs de couple de serrage
Préconisation Valex
- Moyeu ø 130 mm
- 15-16 Nm au premier serrage
+ desserrage et resserrage à 18 Nm après 5 heures de vol
- Moyeu ø 156 mm (avec plaque de serrage adaptée)
- 18-20 Nm au premier serrage
+ desserrage et resserrage à 20-22 Nm après 5 heures de vol
| | Valeurs de couple de serrage
Préconisation MT Propeller
- Montage sans plaque d'appui :
- Vis M6 : 8 - 9 Nm
- Vis M8 : 15 - 17 Nm
- Vis M10 : 23 - 25 Nm
- vVisis M12 : 25 - 27 Nm
- Vis M14 : 50 Nm
- Vis M16 : 60 Nm
- Montage avec plaque d'appui :
- Vis M6 : 9 - 10 Nm
- Vis M8 : 17 - 19 Nm
- Vis M10 : 25 - 27 Nm
- Vis M12 : 27 - 29 Nm
- Vérifiez le moment de moment de torsion après le premier vol, après les 25 premières heures, toutes les 100 heures et une fois par an
| Valeurs de couple de serrage
Préconisation Peszke
- Serrage des pales dans le moyeu = 6 Nm
- Serrage du moyeu sur la sortie-moteur :
- 1er serrage 6 ±2 Nm (vis M6)
- 12 ±2 Nm (vis M8)
- 2e serrage 10 ±2 Nm (vis M6)
- 20 ±2 Nm (vis M8)
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Ces deux types de verniers reprennent le principe de la coincidence des graduations. Le premier (ci-dessus) d'une clé KS Tool Ergotorque est plus précis et laisse peu de part à l'erreur d'interprétation. L'autre (à gauche), provenant d'une clé économique utilise une gravure grossière et un double système d'unités, ce qui peut générer erreur de lecture ou d'interprétation.
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La clé angulaire utilise un autre principe du serrage. Après mise en contact des pièces à serrer, on ajoute une valeur angulaire qui correspond à un couple de serrage. C'est en général utilisé pour les pièces peu serrées comme les filtres à huile.
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Couples de serrage (Nm) pour boulonnerie métrique à 80% de la limite élastique : pas normal
- état : nl = non lubrifié ; coefficient de frottement µ 0,20
- état : l = lubrifié ou neuf ; coefficient de frottement µ 0,15
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Couples de serrage (Nm) pour boulonnerie métrique à 80% de la limite élastique : pas fin
- état : nl = non lubrifié ; coefficient de frottement µ 0,20
- état : l = lubrifié ou neuf ; coefficient de frottement µ 0,15
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Tableau de conversion kgm / lbft
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