La norme qui devait fixer la place de la rondelle ne répond pas à « côté écrou ou côté tête »

Cette page ne dit pas de quel côté mettre votre rondelle. Aucun document que nous avons lu ne le dit, et nous n’allons pas en inventer un. Ce que l’on peut rapporter, c’est ce que fait la rondelle au seul endroit où quelqu’un a dû la fixer, et pourquoi cela se révèle être une autre question que celle posée. La question provient d’un site public de questions-réponses sur le bricolage, consulté par son interface ouverte, les outils de navigation qu’utilise habituellement ce site étant de nouveau indisponibles. Nous avons lu la question, pas les réponses, et aucun nom d’utilisateur n’apparaît ici.

Là où la réponse ne se trouve pas

Commençons par le document dont la seule fonction est de dire ce qu’est un élément de fixation normalisé lorsque rien d’autre n’a été convenu. Son titre est General requirements for bolts, screws, studs and nuts (exigences générales pour les vis, goujons et écrous), et les rondelles ne figurent pas dans cette liste. Selon notre décompte, le mot « washer » y apparaît 0 fois. Ses tableaux attribuent une norme aux filetages, aux empreintes, aux extrémités, aux défauts de surface, aux revêtements et à la qualité. Il n’y a pas de ligne pour les rondelles, parce que les rondelles ne sont pas l’objet de cette norme.

Nous avons lu cette norme de près pour une autre question, et il vaut la peine d’être précis : ce n’est pas un oubli de sa part. C’est une limite. Les rondelles ont leurs propres normes, et en lisant trois d’entre elles ensemble, nous avons constaté qu’une seule dit à quoi sert une rondelle. Aucune ne dit non plus de quel côté elle se place, ce qui explique en grande partie pourquoi la question a 97 votes.

Le document qui ne pouvait pas l’éviter

Il existe un type de document qui ne peut pas laisser la rondelle indéterminée : une norme d’essai qui mesure la relation entre le couple de serrage et l’effort de serrage qu’il produit. On ne peut pas mesurer cette relation sans maîtriser chaque surface sur laquelle le couple se dépense, et l’une de ces surfaces se trouve sous la tête ou l’écrou.

L’ISO 16047:2005 est cette norme ; elle couvre les vis, goujons et écrous en acier au carbone et en acier allié à filetage métrique ISO de M3 à M39. Son tableau des symboles décompose le couple appliqué en parties nommées, et deux d’entre elles comptent ici : le couple dans le filetage et le couple de frottement sous tête. La rondelle porte entièrement le second.

Selon notre décompte, le mot « washer » apparaît 18 fois dans l’aperçu. Le dessin du montage indique en repère 1 une plaque d’appui d’essai, une rondelle d’essai ou une rondelle spécifiée, en repère 2 ou 5 la pièce essayée, puis la note citée en haut de cette page. La rondelle est immobilisée de sorte qu’elle ne puisse pas tourner. Ce qui tourne, c’est l’écrou ou la tête. La rondelle est la face fixe contre laquelle il glisse.

Ce que doit être une rondelle maîtrisée

Parce que cette face porte une grandeur mesurée, la norme la spécifie comme on spécifierait un calibre. Deux types sont proposés, et le choix est laissé à l’appréciation : « On doit utiliser soit une plaque d’appui d’essai, soit une rondelle d’essai de dureté élevée (trempée à cœur, type HH) ou faible (type HL). Le fournisseur doit choisir la plaque d’appui ou la rondelle d’essai et l’état de surface selon son expérience, sauf spécification contraire de l’acheteur à la commande. » (traduction)

Le type à dureté élevée reçoit ensuite 6 propriétés d’affilée.

• Dureté de 50 HRC à 60 HRC
• Rugosité Ra 0,5 plus ou moins 0,3
• Trou de passage de la série moyenne, qui ne doit être ni chanfreiné ni fraisé
• Épaisseur minimale tirée de la norme des rondelles plates de la série large
• Variation d’épaisseur sur une même pièce et planéité selon la classe de produit A de la norme de tolérances des rondelles
• État de surface, soit nu, non revêtu et dégraissé, soit zingué électrolytiquement selon une désignation nommée et dégraissé, et exempt de bavures

Le type à faible dureté est à 200 HV à 300 HV, avec une rugosité maximale de Ra 1,6 jusqu’à 3 millimètres d’épaisseur et Ra 3,2 entre 3 et 6. Deux paragraphes voisins, deux échelles de dureté différentes : c’est notre observation, pas une remarque de la norme.

Relisez cette liste et voyez ce que tous les éléments ont en commun. Dureté, rugosité, planéité, variation d’épaisseur, revêtement, propreté et un trou sans chanfrein. Ce sont les propriétés qui décident quelle part de votre couple disparaît dans la face au lieu d’allonger la vis. Rien dans la liste ne concerne l’extrémité de la vis où se trouve la rondelle, parce que, du point de vue de la mesure, ce n’est pas la variable.

Deux séries de trous de passage dans un même montage

Un détail qui mérite d’être noté, car il montre avec quel soin les deux trous sont distingués. Le trou de la rondelle ou de la pièce d’appui est spécifié en série moyenne. Le trou du montage d’essai, la pièce serrée, est spécifié en série fine. Deux séries de trous de passage différentes dans un même banc, ce qui est là encore notre observation.

Cela se comprend dès qu’on voit à quoi sert chaque trou. Le trou du montage positionne la vis. Le trou de la rondelle doit seulement la laisser passer, et c’est sa surface d’appui extérieure qui compte. Les deux trous font des travaux différents et sont tolérancés en conséquence.

Il y a aussi une exigence de propreté qui paraît étrange au regard de la façon dont les fixations arrivent réellement. « Toute trace de graisse, d’huile ou d’autres contaminations doit être éliminée avant l’essai. Les pièces d’essai doivent être dégraissées par ultrasons… » et, en cas de désaccord entre les parties, « la procédure de dégraissage doit faire l’objet d’un accord entre les parties contractantes ».

La norme d’exigences générales fait de « propre et légèrement huilé » l’état de livraison par défaut. La norme d’essai commence par retirer cela. Les deux ont raison ; elles décrivent des moments différents. Il vaut la peine de garder les deux à l’esprit avant de traiter un coefficient de frottement publié comme une propriété d’une pièce que vous avez dans un carton.

Ce à quoi cela répond vraiment

Pas à la question telle qu’elle a été posée. C’est la reformulation qui est utile.

Dans ce montage, la rondelle n’est ni côté écrou ni côté tête. Elle est du côté qui tourne. Elle est maintenue immobile, l’élément de fixation tourne contre elle, et elle est spécifiée dans chaque propriété qui modifie le frottement de ce contact. Lue ainsi, la question de savoir si une rondelle va contre l’écrou ou contre la tête porte sur le mauvais axe. La distinction que fait la norme sépare l’élément qui tourne de celui qui ne tourne pas.

Et une norme d’essai n’est pas une instruction de montage. Elle décrit un banc conçu pour rendre une mesure répétable, pas un assemblage conçu pour tenir quelque chose. Elle ne dit pas à la personne qui a démonté son support ce qu’elle doit faire, et nous non plus. Ce qu’elle établit, c’est que s’il existe une raison de préférer un côté, cette raison tiendra à la surface située sous l’élément qui bouge, et que les propriétés énumérées par la norme d’essai sont celles qui la porteraient.

Une autre ligne de la même norme rappelle que l’élément qui tourne est l’idée directrice d’un bout à l’autre. Pour les goujons, seul le coefficient de frottement dans le filetage est déterminé, seule l’extrémité côté écrou est essayée, et l’extrémité implantée du goujon doit être immobilisée en rotation avant l’essai. Tout est organisé autour de ce qui a le droit de bouger.

Ce que cela règle et ce que cela ne règle pas

• Aucune norme générale de fixation que nous avons lue ne dit de quel côté va une rondelle. La norme d’exigences générales pour les vis, goujons et écrous ne mentionne pas du tout les rondelles, selon notre décompte
• La norme d’essai couple/tension immobilise la rondelle en rotation et l’aligne ; la rondelle est donc la face fixe contre laquelle appuie l’élément tourné
• Elle spécifie cette rondelle par sa dureté, sa rugosité, son trou de passage, son épaisseur, sa variation d’épaisseur, sa planéité, son revêtement et l’absence de bavures, c’est-à-dire les propriétés qui modifient le frottement sous tête
• Le couple appliqué se décompose en couple dans le filetage et couple de frottement sous tête, et la rondelle porte le second
• Le trou de la rondelle est en série moyenne, celui du montage en série fine, observation que nous tirons de deux dispositions distinctes
• Les pièces d’essai sont dégraissées par ultrasons avant l’essai, soit l’inverse de l’état de livraison par défaut des fixations elles-mêmes
• C’est une norme d’essai, pas une instruction de montage, et rien ici ne dit à quiconque de quel côté mettre une rondelle

La personne au support démonté doit toujours choisir. Ce que les documents lui donnent, c’est une meilleure question pour choisir : non pas quelle extrémité, mais quelle face va être frottée par quelque chose qui tourne, et si cette face est assez dure, assez plane et assez propre pour se comporter deux fois de la même façon.

Cet article traite de l’étape 4 : empreinte. 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

Une rondelle va-t-elle côté écrou ou côté tête ?

Aucune norme que nous avons lue ne répond à cette question, et cette page non plus. La norme d’exigences générales pour les vis, goujons et écrous ne mentionne pas du tout les rondelles selon notre décompte, et les normes de rondelles plates n’indiquent pas de côté.

Existe-t-il un document qui décide où se place la rondelle ?

Une norme d’essai y est obligée, car le frottement sous l’élément tourné fait partie de ce qu’elle mesure. Dans le montage d’essai couple/tension, la rondelle d’essai ou la plaque d’appui d’essai et la tête de vis ou l’écrou sont immobilisées en rotation par des moyens appropriés et alignées. La rondelle est la face fixe ; l’élément de fixation tourne contre elle.

Qu’exige cette norme de la rondelle ?

Pour le type à dureté élevée : 50 HRC à 60 HRC, rugosité Ra 0,5 plus ou moins 0,3, un trou de passage de la série moyenne ni chanfreiné ni fraisé, une épaisseur minimale tirée de la norme des rondelles plates de la série large, une variation d’épaisseur spécifiée et une planéité selon la classe de produit A, et une surface soit nue, non revêtue et dégraissée, soit zinguée électrolytiquement et dégraissée, exempte de bavures. Le type à faible dureté est à 200 HV à 300 HV, avec une rugosité maximale de Ra 1,6 ou Ra 3,2 selon l’épaisseur.

Pourquoi la norme accorde-t-elle tant d’importance à la rondelle ?

Parce que le couple appliqué se décompose en couple dans le filetage et couple de frottement sous tête, et que la face de la rondelle porte le second. Chaque propriété énumérée pour elle modifie la part du couple dépensée à cet endroit plutôt qu’à allonger la vis.

Puis-je appliquer ces exigences de rondelle à mon propre assemblage ?

Elles sont écrites pour un montage d’essai, pas pour un assemblage. Le banc existe pour rendre une mesure répétable. Cette page ne donne aucun conseil de montage ou de serrage.

La norme précise-t-elle une extrémité pour les goujons ?

Elle organise l’essai autour de ce qui tourne. Pour les goujons, seul le coefficient de frottement dans le filetage est déterminé, seule l’extrémité côté écrou est essayée, et l’extrémité implantée du goujon doit être immobilisée en rotation avant l’essai.

Le trou de la rondelle et celui du montage sont-ils identiques ?

Non, et c’est notre propre observation tirée de deux dispositions distinctes. Le trou de passage de la rondelle ou de la pièce d’appui est en série moyenne ; le trou du montage d’essai est en série fine.

Les pièces d’essai sont-elles huilées ou sèches ?

Sèches. Toute trace de graisse, d’huile ou d’autres contaminations est éliminée avant l’essai, et les pièces sont dégraissées par ultrasons, la procédure devant être convenue entre les parties en cas de litige. C’est l’inverse de l’état de livraison par défaut des fixations, qui est « propre et légèrement huilé » sauf accord contraire.

Alors, comment décider ?

Cette page ne décide pas à votre place. Elle propose l’axe que les documents utilisent réellement : non pas extrémité écrou contre extrémité tête, mais la face contre laquelle quelque chose tourne, et si cette face est assez dure, plane et propre pour se comporter de façon constante.

Références

• ISO 16047:2005, Fasteners, Torque/clamp force testing. Aperçu gratuit, 11 pages, couvrant le domaine d’application, les symboles, le principe de l’essai, le dessin du montage et l’article 7 sur les pièces d’essai
• ISO 8992:2005, Fasteners, General requirements for bolts, screws, studs and nuts, la norme dans laquelle le mot « washer » n’apparaît pas
• La question, sur un site public de questions-réponses sur le bricolage. 97 votes, 8 réponses

L’aperçu de la norme d’essai a été téléchargé en entier, et l’article 7 avec les notes du montage a été vérifié sur des images de pages rendues. Ce site a fait référence à cette norme dans 11 pages antérieures ; il s’agit donc de la 12e utilisation, mais aucune de ces pages n’a utilisé le paragraphe 7.2 sur les plaques d’appui et rondelles d’essai, d’où provient tout ce qui est nouveau ici. Aucune valeur de coefficient de frottement ni de coefficient de couple tirée de la norme n’apparaît sur cette page, car les tableaux qui les contiennent n’ont pas été lus. C’est la 2e utilisation de la norme d’exigences générales, après une page antérieure sur son état de livraison, et rien de cette page n’est repris. Les points suivants sont nos propres décomptes et observations, pas des affirmations de l’une ou l’autre norme : que le mot « washer » apparaît 0 fois dans la norme d’exigences générales et 18 fois dans l’aperçu de la norme d’essai ; que le trou de la rondelle est spécifié en série moyenne tandis que celui du montage l’est en série fine ; et que les deux types de rondelle sont donnés dans deux échelles de dureté différentes. Les trois normes de rondelles plates ont été lues pour une page antérieure et ne sont pas réexaminées ici. Cette page ne dit pas de quel côté placer une rondelle, ne donne aucun conseil de montage ou de serrage et ne nomme aucune marque. Une norme d’essai décrit un montage conçu pour rendre une mesure répétable et n’est pas une instruction de montage. La question provient d’un site public de questions-réponses sur le bricolage plutôt que des outils de forum qu’utilise habituellement ce site, qui restent indisponibles. Nous avons lu la question, pas les réponses, et aucun nom d’utilisateur n’apparaît ici.