Chaque raccord de bouteille de gaz est à sept dixièmes de millimètre du suivant

Le document est l’ISO 5145:2017, Bouteilles à gaz – Sorties de robinets de bouteilles à gaz et mélanges de gaz – Sélection et dimensionnement, quatrième édition, ISO/TC 58/SC 2, vingt-sept pages, confirmée en 2023. Son introduction dit exactement à quoi il sert : « L’objectif principal de la normalisation des sorties de robinets est d’empêcher le raccordement de gaz non compatibles. » (traduction)

Cette page décrit une norme. Ce n’est pas une consigne de sécurité, elle ne dit à personne quoi faire d’une bouteille et ne cite aucun produit. La personne qui a publié la photo a renvoyé la bouteille, et nous n’en dirons pas plus.

Le filetage dépend de la dangerosité du gaz

La sélection ne part ni de la pression ni du diamètre de tuyauterie. Elle part d’un code. L’ISO 14456 attribue à tout gaz ou mélange de gaz en bouteille un code à quatre chiffres, le FTSC, qui le classe selon l’inflammabilité, la toxicité, l’état du gaz – comprimé et à quel niveau de pression, ou liquéfié – et la corrosivité. Ce code place le gaz dans l’un des quinze groupes de gaz compatibles, et chaque groupe reçoit une sortie de robinet.

La liste des références normatives rend la chose difficile à manquer. Il existe trois Normes internationales distinctes dont le titre se termine par la même formule :

Il existe une norme pour mesurer à quel point un gaz attaque les tissus, et son objet déclaré est le choix d’un filetage. Cela résume assez bien tout le système.

La norme précise soigneusement ce que le code n’est pas. Une note indique que le code numérique a pour seul objet de regrouper les gaz compatibles afin de pouvoir choisir la bonne sortie, et qu’il n’est pas destiné à servir de code d’identification. C’est une clé de tri, pas une étiquette. L’étiquetage et le code couleur sont des garde-fous distincts, et le domaine d’application précise que ce document ne les modifie pas.

Cinq des quinze groupes contiennent chacun un seul gaz, à l’exclusion des mélanges et des autres gaz : groupe 2 dioxyde de carbone, groupe 5 air, groupe 10 oxygène, groupe 11 protoxyde d’azote, groupe 14 acétylène. Le groupe 15 est réservé à certains mélanges de gaz.

Le principe des épaulements et la somme constante

Le mécanisme s’appelle le principe des épaulements (step index). La sortie du robinet comporte un double alésage, et le raccord porte un téton à deux diamètres différents conçu pour s’y loger. L’idée tient en une phrase : « Les longueurs des alésages et des tétons sont les mêmes pour chaque raccord, mais les diamètres varient selon le groupe de gaz. » (traduction)

Le tableau 1 donne les diamètres ; le calcul du paragraphe suivant est le nôtre.

Dans chaque taille, A augmente par pas de 0,7 mm et B diminue par pas de 0,7 mm, si bien que leur somme ne change jamais. Pour la taille 24 mm, les paires sont 11,2 avec 16,8, puis 11,9 avec 16,1, puis 12,6 avec 15,4, puis 13,3 avec 14,7, et enfin 14 avec 14, la paire symétrique. La plus grande taille fait la même chose neuf fois.

Toute la sécurité du système est là. Un téton prévu pour un groupe a un petit diamètre décalé de 0,7 mm et un grand diamètre décalé de 0,7 mm par rapport à son voisin, en sens opposés : il ne peut donc pas entrer dans l’alésage du voisin, bien que les deux aient la même longueur, le même diamètre nominal et le même filetage. Vingt et une combinaisons à droite et vingt et une à gauche font quarante-deux.

Une note se lit comme la conclusion d’un débat : les raccords à double alésage intérieur ne sont pas utilisés en raison de leur encombrement excessif. Quelqu’un avait proposé de placer l’alésage sur l’autre pièce, et la réponse a été que ce serait trop gros.

Le filetage a la même forme Whitworth qu’un filetage de tuyauterie

Trois diamètres nominaux, 24, 27 et 30 mm, et une seule forme de filet pour tous. Le tableau 2 donne les dimensions de base.

Notre propre vérification, parce qu’elle relie deux parties de ce site. La hauteur du filet Whitworth vaut 0,640 327 P ; au pas de 2, le diamètre sur flancs devrait donc être le diamètre extérieur moins 1,280 654, et le diamètre intérieur le diamètre extérieur moins 2,561 308. Cela donne 22,719 346 et 21,438 692 pour le 24, et la même soustraction retombe sur la valeur imprimée pour les trois tailles, six sur six. C’est exactement la formule qu’utilisent les normes de filetage de tuyauterie, au pas de 2 mm.

C’est dans le tolérancement que le propos devient net. L’article 5 demande de choisir les tolérances dans les normes nationales applicables, ou d’après l’exemple donné, puis exclut explicitement une chose : « Les systèmes de tolérancement bilatéral, tels que ceux de l’ISO 2768 (toutes les parties), ne doivent pas être utilisés. » (traduction)

La raison n’est pas donnée, mais elle se devine facilement. Une tolérance bilatérale laisse une cote s’écarter du nominal dans les deux sens, et dans un système dont toute la sécurité repose sur le fait que les pièces ne s’emboîtent pas, une cote qui peut dériver dans les deux sens est une cote qui peut dériver vers le raccord voisin. Le tableau 1 note les alésages H10 et les tétons d10, tous deux unilatéraux. Les écarts du tableau 2 sont eux aussi tous unilatéraux, le diamètre sur flancs de l’écrou-raccord allant de zéro vers le haut et celui du robinet partant d’en dessous du nominal vers le bas. Ils sont imprimés comme de simples nombres, sans unité répétée dans ce tableau, et nous les rapportons tels quels plutôt que de trancher à la place de la norme.

Où se fait l’étanchéité

La personne qui a trouvé la bosse a remarqué qu’elle était près de la face d’étanchéité. La norme dit ce qu’est cette face.

Un raccordement comporte trois éléments : la sortie du robinet, le raccord et l’écrou-raccord, que la norme définit comme le moyen de fixer le raccord et d’assurer l’étanchéité. Le filetage tire, le cône étanche. C’est la même répartition des rôles que celle que fixe la norme de filetage de tuyauterie cylindrique pour les raccords, et c’est pourquoi une marque près du cône pose un autre problème qu’une marque sur le filetage.

D’autres méthodes d’étanchéité sont admises, mais avec une condition qui montre ce qui importe vraiment au document : à condition que la non-interchangeabilité entre types de raccords soit maintenue. On peut changer la manière d’étancher. On ne peut pas changer ce avec quoi le raccord s’accouple.

Chaque sortie et chaque raccord sont en outre marqués. L’article 6 exige le numéro de la sortie correspondante, et le tableau 3 en attribue un à chaque combinaison, les versions à gauche et à droite d’une même paire de diamètres recevant des numéros différents. Pour la taille 24 mm, la paire 11,2 et 16,8 porte le numéro 1 à droite et le numéro 6 à gauche ; la paire symétrique 14 et 14 porte 5 et 10.

Neuf raccords que personne n’utilise encore

L’article 7 commence par indiquer que trente-trois des quarante-deux raccords disponibles sont attribués. Notre propre soustraction : neuf sont libres. L’introduction explique pourquoi ils existent. Les dispositions du document « pourront être invoquées à l’avenir lorsqu’un nouveau gaz ou mélange de gaz sera développé industriellement » (traduction).

À la fin des années 1970, un comité a construit un système de détrompage comportant neuf emplacements vides, en partant du principe que la chimie n’avait pas dit son dernier mot. C’est une prévoyance rare dans un tableau de cotes.

L’attribution elle-même, c’est-à-dire quel groupe de gaz reçoit quel numéro, figure dans les tableaux 4 et 5 et dans les annexes, qui ne font pas partie de l’aperçu gratuit. Cette page ne dit pas quel raccord correspond à quel gaz, et rien ici ne doit servir à en identifier un.

La phrase que la norme n’était pas obligée d’écrire

L’introduction se termine par un aveu rare dans ce genre de document, qui éclaire autrement tout ce qui précède.

Puis : « Le présent document constitue donc une base pour un accord international dans un avenir plus ou moins lointain. » (traduction)

Le système international conçu précisément pour qu’on ne puisse pas raccorder le mauvais gaz est donc, selon son propre texte, facultatif partout où un système national est arrivé le premier. Le document dit explicitement que c’est pour cela que la prudence s’impose : en raison de la multiplicité des raccords en usage et de l’existence de nombreuses normes nationales, on ne saurait trop insister sur la question de la compatibilité.

Il explique aussi le cahier des charges. À la fin des années 1970, le comité avait conclu que la seule solution durable consistait à créer un système de sorties de robinets non interchangeable avec les systèmes existants, selon quatre critères : sécurité, simplicité, compacité et étanchéité. Pas compatible avec ce qui existait déjà. Délibérément, et de façon démontrable.

Ce qu’il faut en retenir

• Le filetage n’est pas l’identité du raccord. Trois diamètres nominaux portent quarante-deux raccords différents, et la forme de filet est partout le même Whitworth au pas de 2
• L’identité, ce sont deux diamètres dont la somme est constante. 28, 32 ou 36 selon la taille, par pas de 0,7 mm ; c’est notre propre lecture du tableau 1
• L’étanchéité se fait sur le cône. L’écrou-raccord fixe le raccord et maintient l’étanchéité ; la norme le dit en une phrase
• Les raccords sont numérotés. L’article 6 exige que la sortie et le raccord portent le numéro, et les versions à gauche et à droite d’une même paire ont des numéros différents
• Le gaz décide, et quatre autres normes décident du gaz. Inflammabilité, toxicité, état et corrosivité, chacune avec sa propre Norme internationale dont le titre indique qu’elle sert au choix d’une sortie de robinet
• Une norme internationale n’est pas ici une norme universelle. Le document dit lui-même qu’il n’a pas à être respecté là où une norme nationale lui est antérieure

Cet article traite de l’étape 2 : filetage. L’ordre complet est support, filetage, tête, empreinte, finition et documentation. L’article anglais Specifying a screw explique pourquoi le modifier entraîne une reprise.

Questions fréquentes

Qu’est-ce qui détermine le filetage d’une sortie de robinet de bouteille de gaz ?

Le gaz. L’ISO 14456 attribue un code à quatre chiffres, le FTSC, qui décrit l’inflammabilité, la toxicité, l’état du gaz et la corrosivité, et ce code range le gaz dans l’un de quinze groupes compatibles. Chaque groupe se voit attribuer un raccord de sortie de robinet. L’ISO 5145 indique que l’objectif principal de la normalisation des sorties de robinets est d’empêcher le raccordement de gaz non compatibles.

Combien de raccords de sortie de robinet l’ISO 5145 définit-elle ?

Quarante-deux raccords non interchangeables, vingt et un à droite et vingt et un à gauche, sur trois diamètres nominaux de 24, 27 et 30 mm. L’article 7 indique que trente-trois des quarante-deux sont attribués, ce qui, selon notre propre soustraction, en laisse neuf en réserve pour des gaz pas encore développés industriellement.

Qu’est-ce qui rend les raccords non interchangeables s’ils partagent un filetage ?

Une paire de diamètres d’alésage. La sortie du robinet comporte un double alésage et le raccord un téton à deux diamètres différents ; la norme indique que les longueurs sont les mêmes pour chaque raccord tandis que les diamètres varient selon le groupe de gaz. Selon notre propre lecture du tableau 1, les deux diamètres ont toujours une somme constante pour chaque taille, 28, 32 ou 36, et progressent par pas de 0,7 mm.

Quel filetage est utilisé sur une sortie de robinet selon l’ISO 5145 ?

Un filetage Whitworth au pas de 2 mm, en diamètres nominaux de 24, 27 et 30 mm. Les diamètres sur flancs imprimés sont 22,72, 25,72 et 28,72, et les diamètres intérieurs 21,44, 24,44 et 27,44. Selon notre propre calcul, ils suivent la hauteur de filet Whitworth de 0,640 327 P, la même formule que celle des normes ISO de filetage de tuyauterie.

Où se fait l’étanchéité d’un raccord de robinet de bouteille ?

Sur un cône, pas sur le filetage. L’ISO 5145 indique que l’étanchéité est obtenue par l’appui de l’extrémité du raccord sur la partie conique du raccord de sortie du robinet, et que cette étanchéité est maintenue par l’écrou-raccord. D’autres méthodes d’étanchéité sont admises à condition que la non-interchangeabilité entre types de raccords soit maintenue.

Pourquoi l’ISO 5145 interdit-elle les tolérances bilatérales ?

Elle dit simplement que les systèmes de tolérancement bilatéral, tels que ceux de l’ISO 2768, ne doivent pas être utilisés, sans en donner la raison. Le tableau 1 désigne les alésages H10 et les tétons d10, et les écarts du tableau 2 sont tous unilatéraux. Dans un système dont la sécurité repose sur le fait que les pièces ne s’emboîtent pas, une cote libre de bouger dans les deux sens est une cote libre de se rapprocher du raccord voisin.

Les raccords sont-ils marqués ?

Oui. L’article 6 exige que les sorties et les raccords portent le numéro de la sortie correspondante, et le tableau 3 attribue un numéro à chaque combinaison de diamètres, avec des numéros distincts pour les versions à gauche et à droite d’une même paire.

L’ISO 5145 est-elle obligatoire ?

Selon son propre texte, pas là où une norme nationale est arrivée la première. L’introduction indique qu’aucun pays ne semblant prêt à abandonner ses normes nationales, il a été convenu que le document n’a pas à être respecté là où une norme nationale lui est antérieure, et elle se présente comme une base pour un accord international dans un avenir plus ou moins lointain.

Quels gaz ont un raccord pour eux seuls ?

Cinq des quinze groupes contiennent chacun un seul gaz désigné, à l’exclusion des mélanges et des autres gaz : groupe 2 dioxyde de carbone, groupe 5 air, groupe 10 oxygène, groupe 11 protoxyde d’azote et groupe 14 acétylène. Le groupe 15 est réservé à certains mélanges de gaz.

Références

• ISO 5145:2017, Gas cylinders — Cylinder valve outlets for gases and gas mixtures — Selection and dimensioning. Introduction, articles 1 à 6, tableaux 1 à 3, figures 1 et 2
• r/metalworking, où la photo d’un filetage de robinet de bouteille cabossé a été publiée ce mois-ci

Le texte utilisé est l’aperçu iTeh librement accessible de l’ISO 5145:2017, qui va jusqu’à la page 6 d’un document de 27 pages. Il contient l’introduction, les articles 1 à 6 en entier, les tableaux 1 à 3 et les figures 1 et 2. L’article 7 au-delà de sa première phrase, les tableaux 4 et 5 et les annexes A, B et C ne figurent pas dans l’aperçu ; cette page ne dit donc pas quel raccord est attribué à quel groupe de gaz, et rien ici ne doit servir à identifier un raccord. La norme en est à sa quatrième édition, vingt-sept pages, ISO/TC 58/SC 2, stade 90.93, réexaminée et confirmée pour la dernière fois en 2023. Ce qui suit est notre propre calcul, pas une affirmation de la norme : le fait que A et B progressent par pas de 0,7 mm tandis que leur somme reste constante, la vérification Whitworth des diamètres sur flancs et intérieurs par rapport à 0,640 327 P, et le décompte de neuf raccords non attribués. Chaque chiffre a été vérifié sur une image rendue de la page imprimée. Les écarts de tolérance du tableau 2 sont imprimés sans que l’unité soit répétée dans ce tableau, et nous les rapportons tels quels plutôt que de décider de l’unité visée. Rien n’est cité de l’ISO 14456, de l’ISO 10156, de l’ISO 10298, de l’ISO 13338, de l’ISO 286 ni de l’ISO 2768 au-delà de leurs titres et des phrases de l’ISO 5145 qui les mentionnent ; aucune de ces normes n’a été lue. Les citations de la norme sont traduites. Cette page décrit une norme. Ce n’est pas une consigne de sécurité ; elle ne donne aucune indication sur la manipulation des gaz comprimés ou des bouteilles et n’identifie aucun produit, fournisseur de gaz ni bouteille. Le message du forum est cité comme origine de la question ; nous avons lu le message et non ses réponses, donc rien des réponses n’apparaît ici.