Fiche de révision : Métrologie conventionnelle

📋 Plan du Cours

1. Vocabulaire métrologique fondamental
2. Types de métrologie et contrôles
3. Spécifications dimensionnelles
4. Spécifications géométriques
5. États de surface et rugosité
6. Instruments de contrôle dimensionnel
7. Contrôle géométrique des pièces
8. Qualités et étalonnage des instruments
9. Incertitudes et décision de conformité
10. Méthodologie de vérification

📖 1. Vocabulaire métrologique fondamental

🔑 Notions clés & Définitions

• Métrologie : Domaine des connaissances relatives au mesurage
• Mesurage : Ensemble des opérations ayant pour but de déterminer la valeur d’une grandeur
• Contrôle : Action de mesurer, examiner, essayer et comparer une ou plusieurs caractéristiques d’un produit aux exigences spécifiées
• Mesurande : Grandeur soumise au mesurage

💡 Astuce mémo

Mesurage = déterminer une valeur ; contrôle = comparer aux exigences.

📖 2. Types de métrologie et contrôles

★ À maîtriser

• La métrologie conventionnelle réalise un mesurage uni- ou multidirectionnel avec des instruments traditionnels et des références comme le marbre, les cales étalons, l’équerre, la règle sinus, la règle rectifiée et les rondins rectifiés.

• Le contrôle par mesure fournit un résultat quantitatif permettant de vérifier si la valeur obtenue se trouve dans les limites spécifiées.

• Le contrôle par attribut compare une grandeur à une grandeur étalon et fournit un résultat qualitatif de type « Bon » ou « Mauvais ».

Compléments

📌 La métrologie par systèmes informatisés effectue un mesurage par acquisition de points et traitement informatique au moyen d’axes perpendiculaires de déplacement, d’un palpeur et d’un calculateur.

• Les contrôles métrologiques peuvent être réalisés:
  • à la réception
  • en cours de production
  • au contrôle final

💡 Astuce mémo

Mesure = résultat quantitatif ; attribut = verdict bon ou mauvais.

📖 3. Spécifications dimensionnelles

🔑 Notions clés & Définitions

• Spécification dimensionnelle : Une spécification dimensionnelle limite uniquement les dimensions locales réelles et non les écarts de forme, conformément à la définition de la norme ISO 8015.
• Dimension nominale : Dimension théorique idéale d’une spécification
• Ajustement : Un ajustement maîtrise rigoureusement le jeu entre deux pièces assemblées en spécifiant une position par lettre et une qualité par un nombre de 1 à 13.

📝 Points essentiels

📌 Une spécification dimensionnelle bilimitée comporte une dimension nominale et une tolérance définie par une valeur minimale et une valeur maximale.

💡 Astuce mémo

Bilimitée : deux bornes ; unilimitée : une seule borne.

📖 4. Spécifications géométriques

🔑 Notions clés & Définitions

• Élément tolérancé : Élément réel qui fait l’objet de la tolérance
• Élément de référence : Élément théorique parfait associé à l’élément réel par rapport auquel on étudie l’élément tolérancé

★ À maîtriser

• Les spécifications géométriques comprennent:
  • les spécifications de forme
  • les spécifications d’orientation
  • les spécifications de position relative
  • les spécifications de battement

Compléments

• 🔄 Le cadre d’une cote tolérancée indique successivement:
  1. l’élément tolérancé éventuel
  2. le symbole du défaut
  3. la forme de l’intervalle de tolérance
  4. la valeur de la tolérance
  5. l’élément de référence éventuel

💡 Astuce mémo

FOPB : Forme, Orientation, Position, Battement.

📖 5. États de surface et rugosité

★ À maîtriser

• Les irrégularités de surface sont classées en:

  • écart de forme
  • ondulation
  • rugosité
  • arrachement

• La rugosité est influencée en priorité par:

  • l’avance par dent
  • la profondeur de passe axiale ou radiale
  • le rayon de bec ou de fraise

📐 Formule — En tournage de finition, la rugosité est formulée par $R_t = 125\frac{\varepsilon r^2}{f}$.

Compléments

• En fraisage en bout de finition, on peut atteindre des valeurs de Ra comprises entre 1 et 3 µm.

💡 Astuce mémo

Forme → ondulation → rugosité → arrachement.

📖 6. Instruments de contrôle dimensionnel

📝 Points essentiels

• Un pied à coulisse peut mesurer des grandeurs externes avec sa partie interne, des grandeurs internes avec sa partie externe en ajoutant 5 mm par bec, et des profondeurs avec sa jauge.

• 🔄 La lecture d’un vernier au 1/50 consiste à:

  1. lire les millimètres entiers
  2. repérer l’alignement d’un trait
  3. lire les dixièmes
  4. compter les divisions restantes
  5. multiplier les divisions par 2/100 mm
  6. additionner les valeurs

• La mesure différentielle au comparateur consiste à placer des cales correspondant à la dimension nominale, étalonner le comparateur, placer la pièce, lire l’écart puis calculer la mesure selon $L = L_0 + (l-l_0)$.

📌 Pour déclarer une dimension conforme avec un calibre à limites, la pièce doit passer dans le côté « Entre » et ne pas passer dans le côté « N’entre Pas ».

💡 Astuce mémo

Lecture directe = valeur lue ; lecture indirecte = écart comparé.

📖 7. Contrôle géométrique des pièces

★ À maîtriser

• 🔄 La vérification d’une planéité consiste à: quadriller la surface, mesurer chaque nœud, déterminer le plan passant par les trois extremums, calculer l’écart maximal

• 🔄 La vérification d’une circularité consiste à: placer la pièce dans un vé, mesurer chaque section, tourner la pièce de π/4, calculer la mesure maximale moins la mesure minimale

Compléments

• 🔄 La vérification d’un parallélisme consiste à: étalonner le comparateur en un point, déplacer le comparateur sur toute la surface, calculer la mesure maximale moins la mesure minimale

• 🔄 La vérification d’une symétrie consiste à:

  1. étalonner la pièce dans une position
  2. retourner la pièce
  3. relever la déviation sur le comparateur

💡 Astuce mémo

Référencer → étalonner → mesurer → calculer le défaut.

📖 8. Qualités et étalonnage des instruments

🔑 Notions clés & Définitions

• Résolution : Plus petit intervalle entre deux graduations pouvant être séparées par un moyen d’observation
• Étalonnage : Ensemble des opérations établissant la relation entre les valeurs indiquées par un système de mesure et les mesures connues correspondantes d’un mesurande

★ À maîtriser

📌 La fidélité est l’aptitude d’un instrument à donner toujours la même valeur, tandis que la justesse est son aptitude à donner la valeur vraie d’un mesurande.

Compléments

📐 Formule — Pour une cale étalon de longueur L en millimètres, l’intervalle de tolérance vaut en qualité laboratoire $I.T. = (0{,}05 + L\times10^{-3})\,\mu m$ et en qualité atelier $I.T. = (0{,}1 + 2L\times10^{-3})\,\mu m$.

💡 Astuce mémo

Fidélité = répétabilité ; justesse = proximité de la valeur vraie.

📖 9. Incertitudes et décision de conformité

🔑 Notions clés & Définitions

• Incertitude de mesure : Estimation caractérisant l’étendue des valeurs dans laquelle se situe la valeur vraie d’un mesurande
• Incertitude totale : Somme des incertitudes de tous les éléments composant la chaîne de mesure

📝 Points essentiels

📐 Formule — Pour des tolérances de qualité supérieure ou égale à 7, l’incertitude admissible vaut $I_a = \frac{\text{Tolérance}}{8}$ ; pour des tolérances de qualité inférieure à 7, elle vaut $I_a = \frac{\text{Tolérance}}{4}$.

📌 La règle de base consiste à choisir un instrument dont la résolution est dix fois inférieure à l’intervalle de la spécification à mesurer.

📌 Le risque α est le risque de rejeter un mesurande bon à cause de l’incertitude de mesurage, tandis que le risque β est le risque d’accepter un mesurande mauvais à cause de cette incertitude.

💡 Astuce mémo

Incertitude de mesure → risque de rejeter une pièce bonne ou d’accepter une pièce mauvaise.

📖 10. Méthodologie de vérification

🔑 Notions clés & Définitions

• Gamme de contrôle : Document consignant l’ordre chronologique des opérations, le matériel métrologique employé et la méthode utilisée

📝 Points essentiels

• 🔄 La vérification de conformité suit: l’analyse du dessin de définition, l’ordonnancement des spécifications, l’identification et la validation de la méthode, l’édition de la gamme de contrôle, la mise en œuvre du contrôle, l’interprétation du résultat

• Les critères d’ordonnancement sont:

  • la précision des tolérances
  • la qualité des surfaces de référence
  • l’antériorité des spécifications
  • les groupements métrologiques
  • le coût minimal

📌 Chaque résultat de contrôle doit être exprimé dans l’unité requise puis comparé à la spécification afin de statuer sur la conformité ou la non-conformité.

💡 Astuce mémo

Analyser → ordonnancer → choisir → contrôler → interpréter.

📊 Tableaux de synthèse

Types de contrôle