La formule simplifiée du couple de serrage
Quand on serre une vis, le couple appliqué l’allonge légèrement, et cet allongement crée l’effort de serrage, ou précharge, qui maintient l’assemblage. L’estimation classique s’écrit :
C = K × d × F
- C est le couple de serrage.
- K est le coefficient de couple, qui regroupe le frottement dans le filet et sous la tête. Environ 90 % du couple est perdu en frottements ; seuls 10 % environ allongent la vis.
- d est le diamètre nominal.
- F est la précharge visée.
Choisir la précharge
On vise souvent 75 % de la limite d’épreuve pour un assemblage démontable, et jusqu’à 90 % pour un assemblage définitif. La charge d’épreuve est la contrainte d’épreuve de la classe multipliée par la section résistante du filetage :
As = 0,7854 × (d − 0,9382 × p)², avec p le pas en mm.
| Classe (ISO 898-1) | Contrainte d’épreuve | Usage courant |
|---|---|---|
| 4.6 | 225 MPa | visserie courante non critique |
| 5.6 | 280 MPa | charpente, ferrures |
| 8.8 | 580 MPa jusqu’à M16, 600 MPa au-delà | mécanique générale, automobile |
| 10.9 | 830 MPa | assemblages fortement chargés |
| 12.9 | 970 MPa | vis à tête cylindrique six pans creux, outillage |
La classe est frappée sur la tête de la vis.
Exemple
Une vis M12 × 1,75 de classe 8.8, à sec : As = 0,7854 × (12 − 0,9382 × 1,75)² ≈ 84,3 mm². Charge d’épreuve ≈ 580 × 84,3 ≈ 48 900 N, donc une précharge de 75 % ≈ 36,7 kN. Avec K = 0,20, C = 0,20 × 0,012 × 36 700 ≈ 88 N·m.
La lubrification change tout
| État du filetage | K habituel |
|---|---|
| Sec ou bruni | environ 0,20 |
| Zingué | environ 0,18 |
| Légèrement huilé | environ 0,15 |
| Pâte anti-grippage ou au MoS₂ | environ 0,12 |
Appliquer un couple prévu « à sec » à une vis graissée peut la surcharger de 30 % ou plus, jusqu’à l’allonger durablement ou la rompre. Vérifiez toujours si un couple indiqué suppose un filetage sec ou lubrifié. Les tableaux industriels, établis selon la recommandation VDI 2230, raisonnent souvent avec un coefficient de frottement µ de 0,10 à 0,14.
Limites
- Le coefficient K varie beaucoup d’un lot à l’autre : le couple seul ne maîtrise la précharge qu’à ±25 % environ. Les assemblages critiques utilisent le serrage au couple-angle, des rondelles indicatrices ou la mesure d’allongement.
- Les matériaux tendres, comme les taraudages dans l’aluminium ou les joints, exigent des couples plus faibles.
- Respectez toujours le couple indiqué par le constructeur du véhicule, de la machine ou de l’équipement ; ce calculateur donne une estimation générale.