Serrer la vis, c’est l’affaire du couple

Serrer la vis, c’est l’affaire du couple

Il n’y a pas longtemps, un internaute m’a posé une question à propos des clés dynamométriques. Cela m’a finalement donné l’idée de creuser un peu le sujet. En effet, avec les matériaux traditionnels (acier, alu) j’avoue que je ne me posais pas trop de question sur le serrage des pièces sur les vélos. Mais depuis quelques années maintenant, j’entends régulièrement les mécanos dire qu’il faut faire très attention avec le carbone. La solution, c’est de respecter le torque (en anglais, terme utilisé en mécanique pour désigner le couple) ou couple de serrage, me répète-on invariablement. Et pour cela, la clé dynamométrique est indispensable. CQFD !

Pour assembler les différentes pièces d’un vélo, il faut employer des outils adaptés et appliquer manuellement une force appropriée. Bref, le serrage doit être celui prévu par le constructeur, ni trop, ni pas assez. Pour un bon montage – ici on vise le niveau de fonctionnement attendu du matériel d’une part, et les questions de sécurité qui en découlent d’autre part – les opérations de serrage et de desserrage sont à réaliser correctement, sans endommager le filetage des vis et écrous.

1 – Définitions

La force qu’il convient d’exercer, c’est-à-dire le couple, s’exprime en Newton-mètre (Nm). Cette unité est dérivée du Système Internationnal (Bureau internationnal des poids et mesures). Ainsi, 1 Nm représente l’effort de rotation qu’il faut effectuer pour produire un poids de 100 grammes au bout d’un bras de levier d’une longueur de 1 mètre.

Traditionnement, « les mécaniciens utilisent le « mètre-Kilo » où « mètre-kilogramme force »: c’est le couple exercé par un poids de 1 kg au bout du même bras de 1 m (toujours avec un angle droit entre la direction de l’effort et le bras de levier. Pour simplifier on dira par exemple « serrer à 6 kilo » c’est-à-dire 6 m.kg soit environ 60 N.m » (Source: http://www.technocalcul.com/FR/conversion-unite-force-moment-couple.php).

Autre présentation de la définition de l’unité Newton-mètre, celle donnée par Wikipédia dans l »article éponyme: « (l’unité) représente le moment de force de 1 newton dont le bras de levier est de 1 mètre, soit 1 m2-KG/S2 ».

Les couples de serrage doivent être conformes à la norme ISO 898/1 qui définit les « caractéristiques mécaniques des éléments de fixation en acier au carbone et acier allié pour vis-goujons« . Ces caractéristiques ont été reprises dans les normes françaises NF E 25100 et NF EN 20898-1.

2 – Les couples de serrage

A chaque pièce correspond un couple de serrage. D’une manière générale, ceux-ci sont calculés à 85 % de la limite élastique de la vis pour un coefficient de frottement à 0.15. Ce pourcentage vaut pour ce qu’on va dénommer la boulonnerie standard, et les valeurs indiquées sont des recommandations. Mais ce principe de base n’est pas toujours suffisant pour assurer le bon maintien et le fonctionnement normal de l’assemblage. (Sources: Wikipedia, clé dynamomètrique, couple de serrage;  Guide de serrage contrôlé FACOM). C’est pour cette raison que les fabricants mentionnent la plupart du temps le couple de serrage qu’il convient d’appliquer.

S’agissant de nos vélos de course, le fonctionnement optimum des systèmes mécaniques qui les composent et notre sécurité en tant que pratiquant nécessitent une attention particulière. Heureusement, le couple de serrage est très souvent indiqué directement sur les pièces concernées. Ainsi les deux exemples ci-dessous.

Ecrou de serrage de cassette: 50 Nm

 

 

Potence alu ITM Mantis, 120 mm

 On observera que le couple de serrage (torque) différe selon qu’il s’agit de la fixation sur la tête de fourche (8-9 Nm) ou du cintre (12-14 Nm), pour cette potence en aluminium.

En cherchant sur le web, j’ai trouvé que les fabricants de vélos indiquaient des couples de serrage dans leur manuel d’utilisation (Peugeot), notice vélos montés (Look), guide de l’utilisateur (b’Twin). Un site internet (http://www.docvelo.com/torque.htm) fournit pour sa part un tableau de couples de serrage recommandés sur un vélo. Par ailleurs, le site des outils FACOM publie dans son catalogue électronique (www.facom.fr) un guide de serrage contrôlé, détaillé et très technique, selon le diamètre des visseries employées.

3 – Quelques exemples

Ceux que cela intéresse vraiment pourront se reporter aux sites des marques citées ci-dessus. Je me contenterai simplement d’indiquer ici, à titre d’exemples, quelques valeurs communiquées par le constructeur Look:

Potence/Pivot de fourche:                8/10 Nm

Potence/Cintre:                                      6/8 Nm 

Collier/Tige de selle:                        10/15 Nm

Tige de selle/Selle:                            20/25 Nm

Pédales:                                                  40 Nm

Comme ces valeurs différent sensiblement d’une source à l’autre, je rappelle donc qu’il est vivement conseillé de s’en tenir aux données figurant sur les pièces si c’est le cas, ou sur la documentation fournie avec la pièce à fixer.

4 – Les clés dynamomètriques

Qui dit couple de serrage dit emploi d’une clé dynamomètrique. Ce type d’outil se trouve très facilement dans les commerces locaux et dans le e-commerce, entre 60 et 100 €.

Les modéles les plus anciens, mécaniques, émettent un claquement quand le couple indiqué au préalable à l’aide d’un curseur est atteint. Pour le serrage suivant, ne pas oublier de réarmer l’outil. Ce point particulier ne concerne pas les modèles récents.

Les clés dynamomètriques comportent dorénavant une partie électronique (alimentation par piles), avec « afficheur et clavier, associée à une jauge de contrainte qui déclenche un buzzer qui avertit l’opérateut quand le serrage est suffisant« . (Source: Wikipédia, article consacré à la clé dynamométrique).

Il existe aussi des tournevis dynamométriques. Ils expriment les torques en centième de Newton-mètre (c N.m).

 Louis

(Article publié le 7 octobre 2013)

2 réactions au sujet de « Serrer la vis, c’est l’affaire du couple »

  1. bonjour je possède un vélo avec cadre en carbone
    et j’aimerais savoir si le couple de serrage de pédalier ou autre diffère des vélos en aluminium ? avec une clef dynamométrique une réponse serait grandement apprécier .
    et merci pour vos bons conseils

    1. Bonjour,
      Les couples de serrage sont différents selon le matériau des pièces à installer. Les valeurs à retenir sont généralement mentionnées sur les pièces concernées. Après, tout dépend du matériau dans lequel s’insère la pièce. Le plus sûr est de poser la question à votre vélociste habituel.
      Navré pour cette réponse incomplète.
      Cordialement,
      Louis

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