Remonter ou non cet écrou autofreiné relève d’une mesure, pas d’un comptage

Le document est un document de maintenance aéronautique. Il s’agit de la circulaire consultative de la FAA AC 43.13-1B, Acceptable Methods, Techniques, and Practices, Aircraft Inspection and Repair, datée du 8 septembre 1998, 646 pages, téléchargeable gratuitement dans son intégralité. Ce n’est pas une règle pour les voitures, les machines ou les bâtiments, et rien ici ne doit leur être appliqué. Nous la citons parce qu’elle est gratuite, complète, et parce que sur cette question précise elle fait ce que presque aucun autre texte ne fait : elle donne un critère mesurable au lieu d’une consigne.

Nous ne posons pas non plus de diagnostic sur le support moteur du message de forum, que nous n’avons pas vu, et nous ne jugeons pas ce que le mécanicien a dit de cet écrou. Aucun véhicule n’est nommé.

La même exigence, trois fois, dans trois chapitres

Avant la question de la réutilisation, il y en a une plus simple : jusqu’où l’écrou doit-il être vissé ? Ce document y répond à trois endroits distincts. Le constat de la répétition est le nôtre, mais les trois phrases sont les siennes.

Une clause générale sur le montage des boulons, une clause propre aux écrous à bague fibre et nylon, et une clause sur les écrous autofreinés des moteurs. Trois chapitres, une seule exigence, répétée en termes légèrement différents. Un document qui dit trois fois la même chose indique par là ce que l’on fait mal.

Il faut toutefois noter sur quoi porte la règle : sur la vis qui traverse, et non sur l’écrou qui porterait à plat contre quoi que ce soit. Ce sont deux questions différentes, et ce document ne répond qu’à la première.

Le tableau qui répond à la question de la réutilisation

Le tableau 7-2 s’intitule Minimum prevailing torque values for re-used self-locking nuts (couples de freinage minimaux pour écrous autofreinés réutilisés). Il comporte une série à filetage fin et une série à filetage à pas gros, de neuf dimensions chacune, en inch-pounds (in·lb).

Cette distinction mérite une phrase à part, car les deux sont souvent confondus. Ce n’est pas la valeur à laquelle on serre l’écrou. C’est le frottement que l’écrou doit encore pouvoir produire sur un filetage propre avant d’être autorisé à reprendre du service. Les couples de serrage de ce document figurent ailleurs et ne sont pas reproduits ici.

Si l’on place les deux colonnes côte à côte, quelque chose apparaît, et la soustraction est de nous. Pour quatre dimensions, les deux séries demandent exactement la même valeur : 7/16, 1/2, 3/4 et 7/8. Pour deux dimensions, le pas gros demande davantage, de 1 et de 2 in·lb. Pour les trois plus grandes dimensions, le pas fin demande davantage, de 4, 5 et 6. Les deux séries se croisent aux alentours de trois quarts de pouce, et le document n’explique pas cette allure.

La valeur que l’on ajoute est une valeur mesurée

Ce site a déjà expliqué que le couple de freinage indiqué sur une fiche technique est une limite et non une valeur à ajouter. L’AC 43.13-1B semble à première vue dire le contraire. Sa procédure de serrage indique :

Les deux documents ne se contredisent pas, et c’est justement leur différence qui compte. La valeur du catalogue est une limite de spécification pour une population d’écrous ; l’ajouter à un couple revient à calculer avec le mauvais chiffre. Le couple de frottement de l’étape c est mesuré sur l’écrou en cours de pose, une minute avant sa pose. L’un est un chiffre que l’on a cherché ; l’autre, un chiffre que l’on a relevé. Seul le second a sa place dans la somme.

Le reste de cette procédure vaut d’être retenu pour la même raison. Filetages propres et secs, sauf indication contraire du fabricant. Couple appliqué sur l’écrou plutôt que sur la vis lorsque c’est possible, pour limiter la rotation de la vis dans son trou. Une traction régulière et continue ; en cas de broutement ou d’à-coups, desserrer l’écrou et resserrer. Une note avertit que le couple correspond au diamètre de la tige de la vis, et non à la dimension de la clé. Enfin, la clé dynamométrique doit être étalonnée au moins une fois par an, ou immédiatement après avoir été malmenée ou être tombée.

Une autre note de cette clause résume tout un sujet en trois lignes. « De nombreuses applications de boulons dans les moteurs d’avion exigent un contrôle d’allongement avant réutilisation. Cette exigence tient principalement à l’allongement des boulons causé par un serrage excessif. » (traduction) La vis est mesurée avant d’être remontée, pour la même raison que l’écrou. La réutilisation est une mesure dans les deux sens.

Là où un écrou autofreiné est interdit

La clause 7-64 consacre l’essentiel de sa longueur à des interdictions, assez précises pour servir de méthode de raisonnement hors de leur propre domaine.

• Pas sur des pièces soumises à rotation. La clause s’ouvre là-dessus, en majuscules
• Pas là où un écrou desserré pourrait être aspiré dans l’entrée d’air d’un turbomoteur. Le risque visé n’est pas que l’assemblage se défasse, mais l’endroit où vont les pièces
• Pas pour fixer des trappes de visite ou des portes, ni pour assembler des pièces démontées systématiquement avant ou après chaque vol
• Admis avec les roulements et les poulies de commande, mais seulement si la bague intérieure du roulement est fixée à la structure porteuse par l’écrou et la vis
• Types à bague fibre et nylon non installés là où la température dépasse 250 degrés Fahrenheit

Le troisième point intéressera quiconque a déjà posé un écrou nylstop sur quelque chose qu’il comptait démonter la semaine suivante. L’objection n’est pas qu’il va céder. C’est qu’un dispositif de freinage qui agit en se déformant une fois est le mauvais choix pour un assemblage dont la fonction est d’être démonté.

La clause explique aussi en une ligne le fonctionnement du type à bague fibre : la bague n’est pas taraudée et a un diamètre inférieur à celui de l’écrou, si bien que le filet s’y taille au passage. C’est tout le mécanisme, et c’est pourquoi le critère de réutilisation est un couple de frottement plutôt qu’un contrôle visuel.

Les deux éléments jamais réutilisés

Comparons l’écrou autofreiné à ses voisins dans la même phrase. Clause 7-38 : « Freiner ou sécuriser toutes les vis et/ou tous les écrous, sauf les écrous autofreinés. Ne pas réutiliser les goupilles fendues ni le fil à freiner. » (traduction)

Trois dispositifs de freinage y figurent, traités de deux manières. Les goupilles fendues et le fil à freiner sont à usage unique, sans exception, et la clause 8-8 le répète : « Ne pas utiliser une seconde fois les goupilles fendues et le fil à freiner. » (traduction) L’écrou autofreiné est l’exception, et même cette exception est assortie de la condition du tableau 7-2. C’est le seul des trois pour lequel la réutilisation est seulement une question.

À quoi sert le fil lui-même, et où on le rend volontairement assez faible pour qu’il cisaille, est un sujet à part entière dans le même chapitre.

La clause 8-8 contient un autre point qui surprend : les rondelles frein doivent être remplacées lors de la révision, sauf si les recommandations du fabricant autorisent leur réutilisation, de même que les arrêtoirs plats en acier d’axe de piston.

Pour l’écrou crénelé, enfin, la règle d’alignement est une plage plutôt qu’une valeur. Commencer l’alignement avec le trou de goupille au couple minimal recommandé plus le couple de frottement. « Ne pas dépasser le couple maximal plus le couple de frottement. Si le trou et les créneaux de l’écrou ne s’alignent pas, changer de rondelle ou d’écrou et recommencer. » (traduction) Quand la fente ne tombe pas en face, la réponse est une autre rondelle, pas quelques degrés de plus.

Ce qu’il faut en retenir

• La réutilisation d’un écrou autofreiné se décide par une mesure. Ne pas réutiliser un écrou à bague fibre ou nylon s’il n’atteint pas le couple de freinage minimal correspondant à sa dimension de filetage
• Ce tableau est un critère de réutilisation, pas un couple de serrage. Ce sont deux chiffres différents qui remplissent deux fonctions différentes
• Les deux séries de filetage se croisent. Égales pour quatre dimensions, pas gros plus élevé pour deux, pas fin plus élevé pour les trois plus grandes, sans explication
• Au moins un filet dépassant de l’écrou, dit trois fois dans trois chapitres
• Le frottement que l’on ajoute à un couple est celui mesuré sur cet écrou, et non celui d’une fiche technique, qui est une limite pour une population
• Les goupilles fendues et le fil à freiner ne sont jamais réutilisés, et les rondelles frein sont remplacées lors de la révision sauf autorisation du fabricant
• Un écrou crénelé qui ne s’aligne pas demande une autre rondelle, pas davantage de couple au-delà du maximum
• Les écrous autofreinés ne conviennent pas à ce qui est démonté régulièrement, ni aux pièces soumises à rotation
• Il s’agit d’un document aéronautique. Il est cité pour son raisonnement, pas comme règle pour autre chose

La question du forum était de savoir s’il fallait s’inquiéter. Cette page ne peut pas y répondre pour une voiture qu’elle n’a pas vue. Elle peut dire que dans au moins un domaine, le débat sur la question de savoir si un écrou autofreiné usagé est encore autofreiné a été tranché depuis longtemps, en y mettant une clé dynamométrique.

Le même document traite l’identification de la même manière. Il n’emploie jamais de terme de classe de qualité et exige à la place la traçabilité jusqu’à une source approuvée.

Cet article ne relève pas d’une seule des six étapes : il en traverse plusieurs ou intervient après l’assemblage. Les décisions qui y conduisent sont présentées dans l’article anglais Specifying a screw.

Questions fréquentes

Un écrou à bague nylon peut-il être réutilisé ?

L’AC 43.13-1B ne répond pas par un nombre. Il dit de ne pas réutiliser un écrou à bague fibre ou nylon si l’écrou ne peut pas atteindre les valeurs minimales de couple de freinage, et donne ces valeurs par dimension de filetage dans son tableau 7-2. Dans ce document, la réutilisation est donc une mesure faite sur l’écrou que l’on a devant soi, pas un nombre de montages antérieurs.

Quelles sont les valeurs minimales de couple de freinage ?

Le tableau 7-2 donne neuf dimensions dans chacune des deux séries de filetage, en in·lb : pour la série à pas fin, 8 à 7/16, jusqu’à 94 à 1 1/4 ; pour la série à pas gros, 8 à 7/16, jusqu’à 88 à 1 1/4. C’est un critère de réutilisation, pas un couple de serrage.

Les séries à pas fin et à pas gros demandent-elles la même chose ?

Pas tout à fait, et d’après notre soustraction elles se croisent. Elles sont égales à 7/16, 1/2, 3/4 et 7/8. Le pas gros demande davantage à 9/16 et 5/8, de 1 et 2 in·lb. Le pas fin demande davantage à 1 pouce, 1 1/8 et 1 1/4, de 4, 5 et 6. Le document ne donne aucune explication.

Jusqu’où un écrou doit-il être vissé sur la vis ?

Ce document indique qu’au moins un filet de la vis doit dépasser de l’écrou, et il le dit trois fois : dans la clause générale sur le montage des boulons, dans la clause sur les écrous à bague fibre et nylon, et dans la clause sur les écrous autofreinés des moteurs d’avion. La règle porte sur la vis qui traverse, pas sur la façon dont l’écrou porte contre la surface.

Faut-il ajouter le couple de freinage au couple de serrage ?

Ce sont deux chiffres différents. La valeur imprimée sur une fiche technique est une limite de spécification pour une population d’écrous, et ce site a expliqué pourquoi l’ajouter revient à calculer avec le mauvais chiffre. Ce que l’AC 43.13-1B demande d’ajouter, c’est le couple de frottement mesuré sur l’écrou en cours de pose, juste avant sa pose. La somme est ce qu’il appelle le couple final.

Les goupilles fendues ou le fil à freiner peuvent-ils être réutilisés ?

Pas dans ce document. La clause 7-38 dit de ne pas réutiliser les goupilles fendues ni le fil à freiner, et la clause 8-8 répète qu’ils ne doivent pas être utilisés une seconde fois. Elle ajoute que les rondelles frein doivent être remplacées lors de la révision sauf si le fabricant autorise leur réutilisation.

Que faire si un écrou crénelé ne s’aligne pas avec le trou de goupille ?

La clause donne une plage plutôt qu’une valeur. Commencer l’alignement au couple minimal recommandé plus le couple de frottement, et ne pas dépasser le couple maximal plus le couple de frottement. Si le trou et les créneaux ne s’alignent pas, changer la rondelle ou l’écrou et recommencer.

Où ne faut-il pas utiliser d’écrou autofreiné ?

La clause énumère plusieurs cas : pas sur des pièces soumises à rotation, pas là où un écrou desserré pourrait être aspiré dans l’entrée d’air d’un turbomoteur, et pas pour fixer des trappes de visite ou des portes ni pour assembler des pièces démontées systématiquement avant ou après chaque vol. Les types à bague fibre et nylon ne sont pas installés là où la température dépasse 250 degrés Fahrenheit.

Cela s’applique-t-il à ma voiture ?

Non, et cette page ne le prétend pas. L’AC 43.13-1B est une circulaire consultative de la FAA pour l’inspection et la réparation des aéronefs. Elle est citée ici parce qu’elle se lit gratuitement dans son intégralité et qu’elle tranche un débat courant par une mesure plutôt que par une opinion. Ce n’est une règle pour aucun véhicule, aucune machine ni aucun bâtiment.

Références

• FAA AC 43.13-1B, Acceptable Methods, Techniques, and Practices, Aircraft Inspection and Repair, with Change 1. Complet, gratuit, 646 pages. Paragraphes 7-37, 7-38, 7-40, 7-64, 8-8, 8-9 et tableau 7-2
• r/MechanicAdvice, où un écrou à bague nylon qui ne portait pas à plat a suscité la question

L’AC 43.13-1B a été téléchargé intégralement depuis le site de la FAA et lu pour les paragraphes cités. C’est un document d’inspection et de réparation des aéronefs. Ce n’est pas une règle pour les voitures, les machines, les bâtiments ou quoi que ce soit d’autre, et rien sur cette page ne doit leur être appliqué. Il est cité parce qu’il est gratuit et complet, et parce que sur la question de la réutilisation il donne un critère mesurable plutôt qu’une consigne. Nous ne posons pas de diagnostic sur le support moteur du message de forum, que nous n’avons pas vu, nous ne jugeons pas ce que le mécanicien a dit de cet écrou en particulier, et aucune marque ni aucun modèle de véhicule n’est nommé. Les tableaux de couples de serrage de ce document ne sont pas reproduits ici. Le tableau 7-2 est cité intégralement parce qu’il s’agit d’un critère de réutilisation et non d’un couple de serrage, et la différence est expliquée dans le texte. Les éléments suivants relèvent de nos propres comptages et calculs, et non d’affirmations du document : le fait que l’exigence d’un filet dépassant apparaisse trois fois dans trois chapitres, et la comparaison des colonnes à pas fin et à pas gros du tableau 7-2 montrant quatre dimensions égales, deux où le pas gros est plus élevé et trois où le pas fin est plus élevé. Le document n’explique pas ce schéma et nous ne proposons pas d’explication. Les spécifications de pièces AN, MS et NAS citées par cette circulaire n’ont pas été lues. Nous avons lu le message du forum, pas ses réponses. Pourquoi la valeur d’une fiche technique est une limite et non une valeur à ajouter, et comment se déroule l’essai au cinquième démontage, sont traités dans une page antérieure et dans l’article sur la remise en place d’une vis, et ne sont pas répétés ici.