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THERMINOLOGIEDE LA SCIENCE DELA METROLOGIE

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LA METROLOGIE

La métrologie est l'ensemble des moyens

techniques utilisés pour le contrôle des

spécifications dimensionnelles des pièces

mécaniques et des paramètres physiques

(Pression , Température, Compression

moteur…etc.) .

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LE CONTÔLE

En mécanique automobile, la métrologie s'intéresse :

- au contrôle des organes mécaniques pouvant subir une usure

ou une déformation due au fonctionnement (ex: frottement

cylindre/piston, Écartement des bougies, plaquettes de frein,

coussinet de vilebrequin, les axes des têtes de bielle).

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La technique de contrôle nous permetdonc de constater si la pièce correspondaux exigences demandées.

LE CONTÔLE

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Il existe 2 phases de contrôle:

- Le contrôle subjectif: Évaluationsans appareil, par le toucher, visuel…

- Le contrôle objectif: Évaluation parmensuration ou par calibrage

C’est par le contrôle que l’on peut constater si la pièce correspond aux exigences demandées

PHASES DE CONTRÔLE

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CONDITIONS D'EXÉCUTION

- La grande précision des appareils de mesures impose :

Manipulation soignée (pas de choc)

Un entretien régulier et approprié

Un rangement systématique après utilisation.

Étalonnage périodiques

Température ambiante de la pièce à contrôler et des

instruments de mesures voisine de 20°

Pièce à contrôler propre

- Les conditions d’exécution sont :

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TYPES DE MESURES

par mesure directe : calibre à coulisse,

micromètre

par comparaison : comparateur, cale

étalon

par calibrage : jauges de tolérances maxi

et mini, calibres à mâchoires

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Incertitude de mesure

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DIAGRAMME CAUSES EFFETS: Incertitude de mesure

SITUATION = EFFET

Incertitude deMesure

Famille des causes

Nature des causes

CAUSES

Méthode

Nbr de mesure

Choix de l’appareil

Choix de méthode

Appareil deMesure

Résolution

Température

Date dernier Étalonnage

Produit à Mesurer

Température

Défaut géométrique

Traces de choc

Opérateur

Expérience

formation

Vue

Environnement

Température

Vibrations

Poussière

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ETALONNAGE

Il est fait avec des gens professionnels

et agrées par le BNM en utilisant des

instruments spéciaux (des étalons …).

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DIFFERENTES MESURESEN MECANIQUEAUTOMOBILE

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ALESAGE

L' alésage correspond au diamètre intérieur du cylindre (ou de

la chemise). on donne souvent sa valeur associés à la course

du piston pour connaître le volume de la cylindrée.

Alésage

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CourseDistance entre la position haute du piston PMH et sa

position basse PMB. Elle est souvent associée à

l' alésage pour déterminer la cylindrée.

1621/08/2007

Cylindrée

Volume de la chambre de combustion. Elle dépend donc del' alésage et de la course.

2

4

A lé s a g e

u n i ta ir e C o u r s e

dC y l in d r é e C

On a : V est généralement exprimé en cm3 avec d(Diamètre) et c (Course) en cm3. On exprimeégalement les cylindrées en litre (1litre = 1000 cm3).Dans le cas où le moteur a plusieurs cylindres, onmultiplie la cylindrée unitaire par le nombre decylindres pour obtenir la cylindrée totale.

4 4Moteur Cylindres unitaireCylindrée Cylindrée

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CHAMBRE DE COMBUSTION

Chambre decombustion

de Volume v

Course

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Rapport volumétrique (ou Taux de compression)Si l’on appelle V la cylindrée et v le volume de la chambre de combustion, on aun volume maximum (V+v) lorsque le piston est au PMB et un volume minimum(v) lorsque le piston est au PMH. On appelle taux de compression le rapport R :

Le taux de compression a une influence capitale sur le fonctionnement du moteur.

R = (V + v) / v

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TAUX DE COMPRESSION :

T = (V+v) / v

V = Volume du cylindre, piston en P.M.B

v = volume du cylindre, piston en P.M.H

Rapport volumétrique (ou Taux de compression)

2021/08/2007

De nombreux paramètres empêchent cependant de relever le taux de compression au-delà

de certaines limites :

La température : selon la relation qui lie entres autres la pression et le volume d’un gaz,

plus le taux de compression sera élevé, plus les températures régnant dans la chambre de

combustion seront importantes.

La pollution : parallèlement a l’élévation de température, un taux de compression élevé

pénalise l’extension du front de flamme dans la chambre lors de la combustion, ce qui a

pour effet d’augmenter sensiblement la productions de gazs imbrûlés nocifs (oxyde

d’azote notamment)

La résistance mécanique : à pression élevée, contraintes mécaniques élevées. Au-delà

d’un certain taux de compression, les alliages aluminium des moteurs actuels peuvent

avouer leurs limites et présenter des problèmes de fiabilité. Le taux de compression d’une

voiture actuelle se situe généralement entre 8,5 et 12/1 pour un moteur atmosphérique,

entre 7 et 10 pour un moteur suralimenté et entre 18 et 25 pour un diesel. Ces disparités

tiennent d’une part au carburant (et à ces caractéristique de détonation) et d’autre part à la

pression à laquelle les gazs pénètrent dans la chambre de combustion (plus élevée que la

normale dans le cas d’un moteur suralimenté)

Rapport volumétrique (ou Taux de compression)

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LES APPAREILSDE MESURE

2221/08/2007

LES APPAREILS DE MESURE

Règles et cales étalons,

Calibre à coulisse,

Pied de profondeur,

micromètre ou palmer,

jauge,

tampons, calibres à mâchoires,

bagues,

comparateurs.

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REGLES ETCALES ETALONS

2421/08/2007

REGLES – REGLETTES- METRESLes règles graduées : avec unegraduation étalonnée uniformémentpermettant une lecture directe de lamesure.Les réglettes en acier à ressort mince etdur : avec une graduation de 0.5 mm ou1mm et une longueur de 300 mm ou 500mmLes règles de travail graduées : en aciernon-durci, à graduation définies par leurbut d’utilisationLes mètres à rouleau en lin, en plastiqueou en acier : pour des mesures delongueurs courbes, utilisés pour desmesures approximativesLes mètres pliants en métal, en bois ou enplastique

2521/08/2007

CALES ETLONSLes cales étalons: de section rectangulaire ou circulaire en acier ou en

métal dur, utilisés pour contrôler ou étalonner des calibres ou des

instruments de mesure

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Pied à Coulisse

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PIED A COULISSE

2821/08/2007

Le Vernier au 1/10

Précision du 1/10 = 0.1 mm

Le Vernier au 1/20

Précision du 1/20 = 0.05 mm

Le Vernier au 1/50

Précision du 1/50è = 0.02 mm

PIED A COULISSE

2921/08/2007

PIED A COULISSE

3021/08/2007

MÉTHODE GÉNÉRALE DE LECTURE

1° Lire le nombre entier de mm, à gauche du zéro du vernier.

2° Localiser la graduation du vernier (une seule possible) quicoïncide avec une graduation quelconque de la règle

3° Ajouter les millimètres, les 1/10è, 1/20è ou 1/50è, selon les cas,pour obtenir la mesure exacte.

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MÉTHODE GÉNÉRALE DE LECTURE

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3321/08/2007

3421/08/2007

EXEMPLES D’APPLICATION

Mesure de l'épaisseur des disques de freins

3521/08/2007

Mesure de l'épaisseur des plaquettes

EXEMPLES D’APPLICATION

3621/08/2007

Vérification des dimensions du bloc Moteur

EXEMPLES D’APPLICATION

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Pied deprofondeur

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LE PIED DE PROFONDEUR

La lecture du pied de profondeur est

identique à la lecture du pied à coulisse.

3921/08/2007

Le pied de profondeur permet de mesurer une distance séparantdeux surfaces parallèles.

EXEMPLES D’APPLICATION

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MICROMETRE

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MICROMETRE OU PALMER

4221/08/2007

PRÉCISION DE MESURE

Le micromètre est un instrument beaucoup plus précis que le pied

à coulisse. Grâce à la touche mobile à vis micrométrique au pas de

0,5 mm, la précision de lecture est de 1/100è de mm.

D'autre part :

- Les erreurs résultant de l'inégalité de pression de l'appareil sur les

pièces à mesurer se trouvent éliminées par le système de friction.

- Les déformations de l'appareil sont négligeables, le corps pouvant

avoir une section suffisante pour rendre toute flexion impossible.

- Les incertitudes de lecture sont très faibles, puisqu'une variation de

cote de 1/100è de mm nécessite la rotation de la douille de la valeur

d'une division, équivalent environ à 1 mm en longueur développée.

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PRINCIPE DE LA LECTUREVIS au PAS de 0,5 mm

Le tambour est gradué en 50 parties égales.

Chaque partie représente une lecture de 1/100è de mm.

Il faut donc tourner le tambour de 2 tours pour que latouche mobile se déplace de 1 mm.

De 1 à 49 centièmes, la lecture est directe.

de 51 à 99 centièmes, il aura fallu ajouter 1 demimillimètre visible sur le manchon pour obtenir la valeurexacte.

Nous voyons donc que la lecture au micromètreprésente une particularité demandant une certaineattention pour ne pas commettre d'erreur.

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4521/08/2007

4621/08/2007

Mesure du diamètre de palier d'arbre à cames

EXEMPLES D’APPLICATION

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Mesure du diamètre du tourillon de vilebrequin.

EXEMPLES D’APPLICATION

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Le micromètre de profondeur

Le principe de mesure est identique à celui du pied de profondeur.Le principe de lecture est identique à celui du micromètre.

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Le micromètre d'alésage

Le principe de lecture est identique à celui du micromètre.

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COMPARATEUR

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Les comparateurs ou amplificateurs enregistrent les

différences de cotes entre les différents points d'une

pièce ou entre les pièces à mesurer et les étalons

(pièces types ou combinaison de cales).

La précision et la sensibilité de ces appareils dépend

pour beaucoup de la constance et du peu d'intensité de

la pression qu'exerce leur touche mobile sur la pièce à

mesurer.

Nous nous limiterons au comparateur à amplification

mécanique.

LE COMPARATEUR

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LE COMPARATEUR

5321/08/2007

FIXATION DU COMPARATEUR

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Comparateur monté sur support.

EXEMPLES D’APPLICATION

5521/08/2007

Mesure du dépassement des chemises

EXEMPLES D’APPLICATION

5621/08/2007

Contrôle du jeu latéral de vilebrequin

EXEMPLES D’APPLICATION

21/08/2007 57

LESVERIFICATEURS A

TOLERANCE

5821/08/2007

LES VÉRIFICATEURS À TOLÉRANCE

Les vérificateurs à tolérance sont employéspour s'assurer que les cotes des piècesexécutées sont bien comprises entre lestolérances prévues sur le dessin.

Ils ne doivent pas être utilisés en cours defabrication, car l'ouvrier travaillerait en aveugle,ne sachant jamais quelle profondeur de passe ilfaut prendre pour terminer le travail.

Principe de vérification :La pièce "entre" ou "n'entre pas"

5921/08/2007

LES VÉRIFICATEURS À TOLÉRANCE

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LES VÉRIFICATEURS À TOLÉRANCE

6121/08/2007

LES VÉRIFICATEURS À TOLÉRANCE

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LES JAUGESD’EPAISSEUR

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Les jauges d'épaisseur ou jeu de cales.

Constituées de cales d'épaisseurs différentes, les jauges d'épaisseurpermettent de régler des intervalles variables.

En fonction des modèles, on trouvera des cales d'épaisseurs de 0,05 mm à 1 mm.

6421/08/2007

Contrôle de la planéité de la culasse

EXEMPLES D’APPLICATION

6521/08/2007

Calibrage de l'écartement des électrodes de bougies.

EXEMPLES D’APPLICATION

6621/08/2007

Réglage du jeu aux soupapes

EXEMPLES D’APPLICATION

21/08/2007 67

AUTRESOPERATIONS

METROLOGIQUES(données à titre indicatif)

6821/08/2007

Banc dynamique K&C

Étude de mouvement des roues pendant

les monoeuvres

Usine pilote

Contrôle dimensionnel de chaque

composant, sous ensemble et du véhicule

assemblé contre les données CAO

6921/08/2007

Production de tôlerie

Contrôle d’éléments géométriques

(les troues, les boutonnières)

Production de transmission

Contrôle des tolérances dimensionnelles

et de forme du l’ensemble bloc moteur

(Planéité de la culasse, cylindricité de

l’alésage)

7021/08/2007

Production des pièces

Contrôle des spécifications

dimensionnelles des éléments de

carrosserie par un MMT laser

(Composants automobiles, partie de

suspension, jantes , pare chocs)

Contrôle total du véhicule

Inspection dimensionnelle à la fin de la

chaîne de production

(longueur, largeur, hauteur, contrôle

total)

7121/08/2007

Contrôle d’épaisseur des revêtements

(couche peinture, couche de chrome) homogénéité du traitement

7221/08/2007

7321/08/2007

Contrôle avec MMT

(Contrôle des spécifications dimensionnelles de la cage d’une boite vitesse)

7421/08/2007