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Tutoriel : comment bien serrer en mécanique avec une clé dynamométrique

Comment bien serrer avec une clé dynamométrique en mécanique

La clé dynamométrique, outil indispensable pour vos serrages de précision

Avec le nombre croissant de personnes intervenant elles-mêmes sur leurs véhicules je trouvais intéressant de publier un article sur la manière de bien serrer avec une clé dynamométrique. En effet, la ‘clé dynamo’ est un outil très utilisé et connu de tous, mais il est malheureusement trop souvent encore utilisé de manière inadaptée. Hors c’est un outil utilisé pour des serrages de sécurité (roues, trains roulants) comme pour des serrages importants (remontage moteur, culasse, petites vis, …).

La clé dynamométrique, c’est avant tout un outil de métrologie qui permet de savoir ce que l’on fait donc voici de quoi dégrossir un peu sa correcte utilisation.

Allez, soyons tous un peu honnête … nous avons tendance à toujours trop serrer “par sécurité”. Osez me dire que la mésaventure de mon illustration ne vous est jamais arrivée … ^^ !

Lorsque vous aurez terminé de lire cet article et si un serrage “pour illustration” peut vous aider, je vous invite à regarder cette vidéo de ma chaîne Youtube dans laquelle je serre totalement la culasse de mon 4 cylindres de moto (je vous laisse trouver le passage).

1/ Principe de calcul et unités :

En mécanique, on distingue toujours deux grandes catégories disons « d’efforts » que l’on peut appliquer sur un élément dans l’espace : une FORCE ou un COUPLE.

Une force peut s’imaginer comme une flèche, dont la pointe indique sa direction et la taille disons la valeur de la force. Imaginez une flèche poussant une caisse posée sur le sol suivant une droite rectiligne : votre force agît sur la caisse en la poussant !

Le couple, c’est un effort plutôt utilisé pour faire ‘tourner’ un objet. Le couple d’un moteur = l’effort pour faire tourner le vilebrequin. C’est en fait une force (reprenez l’image de celle poussant la caisse) mais que l’on va appliquer à une certaine distance de l’axe de rotation de la pièce que l’on veut faire tourner.

Le meilleur exemple : une porte. Appliquez la force de la caisse sur le bord de la porte à l’opposé des gonds ou elle tourne, vous avez donc une force avec une distance et magie la porte tourne.

Les unités : Une force seule, en France, va avoir pour unité le Newton (représenté par N). On peut par exemple appliquer une force de 100 N sur notre caisse pour la pousser.

Le couple, on a dit que c’est une force appliquée avec une distance donc sur la porte, on va appliquer notre force de 100N à 0,5m. On aura donc 100×0,5 = 50 N.m (on lit 50 Newtons mètres).

Vous retrouvez donc une unité que vous avez déjà vu, par exemple en serrant vos écrous de roues à 110 N.m ;). Dans d’autres pays n’ayant pas les mêmes standards d’unités (USA, Angleterre, …) les unités peuvent êtres différentes MAIS le principe reste identique !

2/ Principe métrologique :

Lorsque vous serrez un écrou sur un boulon par exemple, l’effort que vous devez fournir augmente au fur et à mesure que vous voulez serrer encore plus votre montage. C’est normal car les éléments entres-eux vont interagir, créer des frottements et donc de la ‘résistance’.

Serrer au couple, c’est donc serrer avec un appareil qui vous averti lorsque vous appliquez un couple d’une valeur qui permet juste de vaincre les frottements et les tensions lors du serrage entre les éléments pour obtenir le bon maintien entre eux.

Pourquoi serrer à un certain couple, il me suffit de bien serrer juste à la main et je n’aurai pas de problème non ?

Malheureusement, les besoins d’un serrage au couple sont variés et pas seulement ‘pour être sûr que ca ne va pas se détacher en route’. Illustration :

  • Le couple de serrage des écrous de roue (110 N.m) : il permet de garantir que cela ne va pas se desserrer en roulant, tout en tenant compte de la chaleur dégagée par les freins, des dilatations, des vibrations …
  • Le couple de serrage des écrous de cache culbuteur, très petit (10 N.m) : il permet de ne pas serrer trop fort justement et d’écraser le joint de manière homogène. Il permet surtout d’éviter de foirer 2 goujons hyper facilement comme cela m’est déjà arrivé à la main.
  • Le couple de serrage différent selon les matériaux : les filets d’un boulon ou d’un écrou peuvent être plus ou moins fragiles selon leur matière (entre aluminium et acier par exemple). Le couple permettra de ne pas les abîmer et de garantir la tenue du serrage pour chaque cas
  • Etc ...

3/ Le matériel :

Plusieurs types de clés dynamométriques existent :

  • A lecture directe : vous regardez la valeur vous-même comme sur un pied à coulisse par exemple
  • A déclenchement automatique : un dispositif vous alerte automatiquement lorsque vous atteignez la valeur souhaitée (un bruit, une lumière, un clac, un clong, une note de piano ^^ , … )

Les écarts de prix comme les ‘précisions’ de toutes ces clés étant vastes, restons focalisé sur une **clé dynamo à déclenchement automatique standard, permettant de travailler correctement sur un véhicule **.

a) La grosse question : y’a-t-il une différence entre une clé à 30 € chez trucauto et une à 300 € de chez Facoum ?

Et la réponse est … oui. La clé dynamométrique est un outil de précision qui peut se caractériser selon différents critères bien précis :

  • Précision
  • Répétabilité
  • Calibration
  • ...

b) La seconde grosse question : suis-je alors obligé d’acheter une clé Facum hors de prix ?!!

Et la réponse est … non. Le jour ou vous remonterez des moteurs de compétition préparés de A à Z on en reparlera mais en attendant, vous pouvez investir dans des clés de qualité intermédiaire.

Je ne fais pas de pub, mais parle de ce que je possède simplement. Pour moi, hors de question d’aller acheter une clé dynamométrique chez Trucauto à 35 € c’est inconcevable, tout comme une clé hors de prix. Après recherche je travail donc depuis des années avec la même marque, outils de qualité, calibrés, certificat fourni. Je vous laisse rechercher si vous souhaitez investiguer d’autres marques.

Une photo de la clé en question :

Clé dynamométrique KS TOOLS 20-200 Nm

Le positionnement prix de KStools est correct (pas donné non plus), mais bien meilleur que du Facoum pour du loisir++.

4/ Suivre les règles & consignes données :

Sauf si vous concevez vos propres montages ou moteurs ou boite de vitesse, vous trouverez logiquement toujours la notice, le manuel d’atelier ou tout autre document pour vous aider dans vos interventions sur votre véhicule.

Ne vous croyez pas plus malin que les ingénieurs qui ont conçus ces véhicules et rédigé ces guides d’entretiens : si on vous dit de graisser un filetage ou de l’huiler, faites-le. Mais ATTENTION : ne graissez pas un assemblage devant être huilé et vice et versa. Car les couples de serrages seraient alors faussés.

Mais pourquoi certains vissages sont sans rien, d’autres graissés etc … !??

Selon les cas, les raisons à cela peuvent changer. Mais de toute façon, les frottements au serrage vont changer selon que vous vissez avec ou sans graisse/huile et donc les couples de serrages aussi.

Respectez donc le trio : un assemblage + une lubrification (ou non) + un couple de serrage indiqué

5/ Le plus important : ‘le bon geste’ lors du serrage :

En métrologie, on appel la personne qui fait un serrage un opérateur. Dans l’utilisation d’une clé dynamométrique, la façon dont l’opérateur effectue le geste de serrage peut faire varier la réussite de l’opération de plus de 50% s’il est mal réalisé ! Cela devient d’autant plus important lorsque vous devez par exemple faire plusieurs serrages à l’identique pour un montage : remettre une culasse sur un moteur est un cas d’école.

Vous devez dans ce cas respecter un ordre de serrage particulier et surtout, faire 10 serrages à 180 N.m par exemple. Si vous faites n’importe quoi, vous pouvez vous retrouver avec cela :

  • Boulon 1 = 145 N.m
  • Boulon 2 = 187 N.m
  • Boulon 3 = 152 N.m
  • Boulon 4 = 201 N.m
  • Etc ...

C’est donc la partie la plus importante dans un serrage : votre manière de serrer. Suivre ces quelques règles vous aidera à réaliser des serrages de bonne qualité et ‘répétables’ :

  • Soyez sûr que le support (le bloc moteur, le chassis, la fusée, le carter de boite, …) qui va recevoir l’élément que vous vissez (boulon, écrou, …) est bien immobile et ne bougera pas quand vous forcerez dessus. Votre moteur est sur un banc de maintenance ? Aidez-vous de un ou deux copains pour bien le tenir par exemple
  • Préparez votre clé dynamométrique : oui oui, comme un échauffement de sportif ! Toujours l’exemple de la culasse. Si devez serrer 10 fois à 180 N.m et que vous n’avez pas utilisez votre clé depuis un moment, réglez la par exemple à 80 N.m et faites la déclencher deux ou trois fois sur un de vos écrous de roue. (Le couple est plus faible que celui de serrage des écrous de roues, ca ne bougera pas 😉 ). Ensuite, réglez la à la valeur désirée.
  • Approchez vos serrages au contact puis vérifiez bien que vous aurez la place de tourner votre clé librement c’est important ! En effet, le **secret d’un bon serrage est dans un mouvement appliqué régulièrement, à une vitesse de rotation raisonnable ni trop lente ni ‘violente’ et sans vous arrêter jusqu’au signal vous indiquant que le couple est atteint.

Le truc à ne pas faire, que l’on voit malheureusement un peu partout : le serrage des écrous de roues ‘à la porc’ avec une clé dynamo pour un changement de roues sur piste. Un type sert un écrou avec sa clé, un bon coup sec, ca déclenche, et dans la foulée refait déclencher la clé avec un coup sec ‘pour être sûr’. Bas ca, il peut être certain que ca va pas se desserrer … car au lieu de 110 N.m il doit probablement déjà être à 160 …

Il suffit juste de faire un serrage, à vitesse constante, et quand c’est déclenché, vous passez aux écrous de la roue qui restent simplement.

Le dernier conseil ? Il est sur le stockage de votre clé. En général la clé se règle avec la poignée que l’on tourne plus ou moins pour ajuster la valeur du couple de serrage. Disons que cela comprime plus ou moins un ressort dedans par exemple …

Il est important de stocker vos clés si vous y pensez avec une valeur réglée faible pour éviter que le mécanisme ne reste en charge et se dérègle un tout petit peu avec le temps qui passe.

Par exemple, ma clé est réglable de 20 à 200 N.m, elle est toujours stockée réglée entre 20 et 40 N.m pour la soulager. C’est du détail oui, mais c’est important.

6/ Quelques photos des bons réflexes à avoir en utilisant sa clé (et un truc à éviter absolument !) :

Allez toujours ‘au plus court’ niveau longueur de douille et rallonges, c’est toujours plus précis et évite de mettre des efforts mal orientés sur la clé pour plus de précision. Mais prévoyez assez de débattement.

Illustration serrage correct avec une clé dynamométrique

Ici, je suis au plus court mais je risque de ne plus pouvoir serrer AVANT d’avoir atteint le couple de serrage voulu (débattement trop faible)** Le risque en mettant trop long est de tenir la rallonge à la main. NE SURTOUT PAS FAIRE CELA, vous faussez complètement votre couple de serrage sur la clé !!!

Illustration serrage correct avec une clé dynamométrique

Si vous devez absolument maintenir la clé, vous devez vous prendre uniquement sur la petite poignée noire située tout en haut de la clé, à l’opposé de la rallonge et serrer UNIQUEMENT sur cette poignée avec votre main. Dans le cas de cet écrou de suspension, voici la meilleure situation :

Illustration serrage correct avec une clé dynamométrique Illustration serrage correct avec une clé dynamométrique

Vous êtes au plus court et pouvez donc serrer proprement à une main, mais vous êtes juste au dessus des obstacles pour avoir un max d’amplitude de serrage et ainsi atteindre sans souci le ‘clac’ du couple de serrage.

Une autre illustration sur mes goujons de roues :

Illustration serrage correct avec une clé dynamométrique

Je n’utilise pas de rallonge mais une douille en 19 ‘longue’, comme ca pas besoin de tenir la rallonge ou autre. Serrage à une main avec amplitude de débattement.

Mais au fait, c’est quoi le couple de serrage des écrous pour un CRX ?

Vous avez vu, dans le titre j’ai parlé du couple de serrage d’un écrou “pour une Honda CRX”. Et pas pour tous les véhicules …

En effet, votre couple de serrage (en Nm) sera différent en fonction du diamètre du goujon, du type d’écrou utilisé, de la jante, … et peut donc varier d’un véhicule à l’autre !

Le couple de serrage de vos écrous de roues, sur une voiture avec des écrous en acier et des jantes en aluminium est de 108 Nm.

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