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1 ENSEM ENSEM Université Hassan II - Casablanca Ecole Nationale Supérieure d’El

1 ENSEM ENSEM Université Hassan II - Casablanca Ecole Nationale Supérieure d’Electricité et de Mécanique - ENSEM Métrologie 1ère Année Génie Mécanique Souad AJANA Année Universitaire : 2020- 2021 2 COURS 10h Travaux pratiques 12 Objectifs • Fournir aux étudiant les techniques propres à l'évaluation et à l'identification des besoins métrologiques. • Fournir aux étudiants les outils pour évaluer la variabilité des mesures en fonction des exigences. • apprendre aux étudiants comment réaliser des montages de contrôle de tolérances géométriques. • Initier les étudiants à la métrologie dimensionnelle. Les étudiants auront l'occasion de mettre en pratique la théorie vue au cours dans le cadre d'exercices et de travaux pratiques. Compétences visées Maîtrise des concepts et du vocabulaire associés aux mesures et aux instruments de mesure. Maitrise des normes en vigueur concernant les tolérances géométriques. Utilisation des caractéristiques des instruments dans la mise en œuvre d'une mesure. Acquérir un savoir-faire en ce qui concerne la sélection, l’utilisation et la gestion les appareils de mesure propres à une vérification donnée. Compréhension et maitrise des principes fondamentaux en étalonnage et vérification des instruments de mesure. L'intérêt de la métrologie L'accès à une connaissance passe bien souvent par un nombre, et la mesure qui fournit ce nombre ne peut se concevoir sans unités, étalons et instruments de mesure. Ceci est la raison d'être de la métrologie qui n'est pas seulement une discipline particulière des sciences physiques mais le socle de nos activités quotidiennes. A l'instar de Monsieur Jourdain lorsqu'il faisait de la prose sans le savoir, nous utilisons tous la métrologie sans nous en apercevoir. Monsieur Christian Pierret a présenté la métrologie et ses diverses applications lors d'une communication en conseil des ministres du 2 décembre 1998, intitulée "de nouvelles ambitions pour une métrologie au service de la compétitivité". L'extrait ci-dessous rappelle que la mesure est une nécessité scientifique, économique et sociale : La mesure accroît la connaissance Dans la recherche fondamentale, la métrologie est présente à chaque étape, elle permet de concevoir les conditions d'observation d'un phénomène, de construire et qualifier les instruments de son observation, et d'établir si les résultats obtenus sont significatifs. Ainsi, la datation des roches, la caractérisation des champs gravitationnels, la détermination de certaines constantes en chimie ou en physique relève d'activités de mesure. La mesure protège les personnes Le dosage des La médicaments, la mesure du rayonnement en radiothérapie, sont des opérations de mesure essentielles pour la santé publique. La fiabilité des appareils de mesure des salles d'opération ou de soins intensifs est cruciale. Le respect du droit du travail nécessite un système de suivi des heures travaillées, des niveaux de bruit et d'éclairage des locaux professionnels, des mesures d'atmosphères ambiantes (vapeurs de mercure, fibres et particules), etc. La sécurité routière impose des contraintes de vitesse, de taux d'alcoolémie, d'efficacité du freinage des véhicules, et des mesures pour constater leur respect. 3 La protection de l'environnement suppose des exigences réglementaires sur les nuisances et la qualité de l'air et de l'eau, et appelle des mesures. La mesure régit les transactions Les transactions opérées par des individus et des entreprises font l'objet de mesures : dosage en alimentation, comptage de gaz d'abonné ou comptage transfrontalier, essence à la pompe ou sur oléoduc, pesage au détail ou à la cargaison… La mesure est indispensable dans les relations entre donneurs d'ordres et sous-traitants, sans mesure fiables, on ne peut garantir que les pièces sous-traitées seront compatibles avec les exigences du donneur d'ordre. La mesure permet l'innovation et la compétitivité de nos industries La compétitivité passe par la qualité d'un produit, qui est son aptitude à satisfaire les besoins des consommateurs et utilisateurs, et qui requiert des mesures de tous types afin d'étudier les attentes des clients et d'y répondre (mesure organoleptique dans l'industrie agro-alimentaire, mesures de performances des produits industriels, etc.). Cette qualité peut être démontrée aux clients au moyen de la certification, elle aussi, fondée sur des mesures. La compétitivité suppose que l'industrie mesure et maîtrise finement les volumes de production et les performances de l'appareil de production, et minimise les coûts des rebuts et retouches. Le descriptif de ces diverses applications de la métrologie nous conduit à distinguer la métrologie fondamentale et la métrologie légale. D'une part, la métrologie fondamentale se préoccupe de la réalisation, de la conservation, de l'amélioration et du transfert des références métrologiques. Cette activité qui est celle des laboratoires du BNM, est en amont de toute application technologique. Elle implique donc de se tenir à l'écoute des évolutions incessantes dans le domaine des processus industriels ou dans celui des applications, notamment celles qui sont liées à la santé ou à l'environnement. D'autre part, la métrologie légale correspond à une des missions régaliennes de l'Etat qui consiste à assurer la fiabilité et la stabilité des mesures à usage commercial ou réglementaire, et de prévenir les fraudes. La métrologie est alors un outil de régulation économique. La Métrologie est la science de la mesure mais c'est aussi la science des incertitudes. Dans les productions mécaniques, les différentes unités de mesures sont utilisées, mais on emploie le plus souvent les unités de longueur. Le secteur mécanique se situe donc principalement dans la métrologie dimensionnelle Pourquoi mesurer C’est par la mesure que l’on peut, à un instant donné, valider ou refuser un produit en comparant les résultats obtenus à un ensemble de spécifications. Depuis plus de 10 ans, la mise en place des ISO9000 a renforcé l’obligation pour les entreprises de disposer de personnels compétents et de moyens modernes de mesures permettant de certifier la validité des produits. C'est le rôle d'arbitre que doivent assumer les métrologues lors de discussions voire même de conflits entre les différentes composantes (production, bureau d'études et de méthodes, clients, fournisseurs) Un service Qualité ne peut à lui seul assumer ce rôle s’il n’a pas un "Monsieur Métrologie" véritable juge de paix capable de trancher sur la validité ou non de l'objet fabriqué. 4 SOMMAIRE CHAPITRE I : Mesurage terminologie et définitions - Introduction à la métrologie : Mesurage, grandeur mesurable, méthodes de mesures (direct et indirect), unités de mesures en mesurage mécanique, système de mesure, procédés de mesure. - Contrôle dimensionnel (par attribut ou par mesurage) : Application des cartes de contrôle et analyse statistique des données en utilisant l’approche maîtrise statistique des processus (MSP) - Étalonnages des instruments de métrologie : procédures de mise en oeuvre (rapport d’étalonnage /constat de vérification) - La gestion des moyens et des laboratoires de mesure. - Gestion d'un parc d'appareils de mesure et mise en place de la fonction métrologique dans l'entreprise CHAPITRE II : Caractéristique d’un instrument de mesure - Types et caractéristiques des appareils de mesure. - Incertitudes d’un mesurage (les différentes causes d'erreurs) - Caractéristiques d’un instrument de mesure : Etendue de mesure, capacité, résolution, précision, sensibilité, fidélité, justesse, classe d’exactitude. - Choix et l’utilisation des appareils de mesure CHAPITRE III : Classification des instruments de mesure - Vérificateur à dimensions variables - Vérificateur à dimensions fixes - Instrument à trait - Fiches des instruments CHAPITRE IV : Les tolérances géométriques - Les symboles et les règles fondamentales - Les tolérances de forme, les systèmes de référence, les tolérances de planéité, parallélisme , perpendicularité et les tolérances d’alignement circulaire, coaxiale, battements. Exercices d’applications 5 CHAPITRE I : Mesurage terminologie et définitions Introduction à la métrologie 1- METROLOGIE : C’est le domaine des connaissances relatives au mesurage. Il englobe tous les aspects aussi bien théoriques que pratiques quelque soit la nature de la science et de la technologie développée. 2- MESURAGE : C’est l’ensemble des opérations permettant d’attribuer une valeur à la grandeur mesuré. 3- GRANDEUR MESURABLE : C’est une caractéristique d’un phénomène, d’un corps ou d’une substance, qui est susceptible d’être distingué qualitativement par un nom (en métrologie dimensionnelle : Distance, Angle..) et déterminé qualitativement par une valeur (nombre exprimé dans l’unité choisie). 4- METHODE DE MESURE : C’est une succession logique d’opérations décrites d’une manière succincte permettant de la mise en oeuvre de mesurage. 4.1- Méthode direct : C’est le relevé d’une dimension à partir d’une référence. La précision et la grandeur de dimension influent sur le choix de la référence. EXP : Appareil à trait : Mètre Appareil à vernier : Pied à coulisse Appareil à vis micrométrique : Micromètre 4.2- Méthode indirecte : C’est le relevé à l’aide d’un capteur de l’écart entre une pièce à mesurer et un étalon (pièce de référence Fig. 1 : Pied à coulisse 6 Lpièce= Létalon + α avec (Lpièce : Longueur pièce, Létalon: Longueur étalon, α: Ecart mesuré) 5- DIMENSION : C’est la distance la plus courte entre deux points réels ou fictifs Exp. : Un diamètre, un entraxe. 6- MESURANDE : C’est la grandeur particulière soumise du mesurage (Exp. : Température, Pression, Dimension…) 7- RESULTAT DE MESURAGE : C’est la valeur attribué à la grandeur (à la mesurande) obtenue par mesurage. Une expression complète doit contenir la valeur et une information sur l’incertitude. 8- CONTROLE DIMENSIONEL : C’est l’ensemble des opérations permettant de déterminer si la valeur d’une grandeur se trouve bien uploads/Ingenierie_Lourd/ metro-1-gm.pdf