L’utilisation de rondelles induit un surcoût pour l’assemblage vissé avec la gestion de référence supplémentaire, un temps de montage plus long, un risque d’erreur et d’oubli… Alors pourquoi en utiliser ?
Les intérêts sont multiples :
- Supprimer le frottement direct sur la pièce
Lors du serrage, le frottement sous élément entraîné en rotation peut générer des dégradations de la pièce serrée (endommagement du revêtement, « traces » peu esthétiques …). L’utilisation d’une rondelle permet de supprimer le frottement direct sur la pièce. Il faut bien entendu veiller à ce que ce ne soit pas la rondelle qui tourne sur la pièce pendant le serrage (attention aux rondelles acier sur pièces peintes) !
- Eviter d’endommager la pièce serrée en compression (matage)
La pièce serrée doit résister à la pression exercée sous tête de vis par le serrage, parfois la résistance en compression des pièces serrées n’est pas suffisante pour encaisser l’effort de serrage et la tête de vis risque de mater la pièce ce qui n’est pas souhaitable, avec des risques sur la durabilité du serrage voire l’intégrité de la pièce serrée.
Le fait d’utiliser une rondelle permet de répartir la pression sur une surface plus grande et de limiter ce risque.
Attention, comme la rondelle est une pièce serrée, elle ne doit pas non plus être endommagée par la pression sous tête de vis… il faut donc choisir une rondelle avec une dureté suffisante.
La norme ISO 898-3 spécifie les caractéristiques mécaniques des rondelles en acier au carbone à utiliser et la bonne adéquation entre dureté de rondelle et classe de qualité de la vis… comme pour les écrous ! Ces valeurs pourront être lues dans la future révision de la norme de conception des assemblages vissés NF E 25030.
L’utilisation de rondelles de dureté élevée (380 HV) est déconseillée sur les trous larges et trous oblongs. Pour ces cas particuliers, il est conseillé d’utiliser des entretoises ou rondelles épaisses pour éviter que la rondelle ne fléchisse…
- Maîtriser le serrage au couple
Le fait de maîtriser la surface de frottement entre élément entraîné et rondelle est intéressant pour maîtriser les frottements et donc le serrage au couple (voir article sur le serrage au couple pour en savoir plus).
Certains industriels font d’ailleurs le choix d’utiliser exclusivement des boulons (vis + écrous + rondelles) au lieu d’assemblages avec taraudages pour avoir les mêmes conditions de frottement et avoir une consigne de serrage au couple unique par taille de boulon…
- Limiter le desserrage
Une vis s’allonge au serrage. Après serrage et lors des premières sollicitations, des pertes d’épaisseurs interviennent à cause du tassement des rugosités aux interfaces, à cause des revêtements… Ces pertes d’épaisseurs se traduisent par une perte d’effort de serrage puisqu’elles se retranchent directement à l’allongement du boulon.
L’utilisation d’une rondelle ajoute une pièce serrée dans l’épaisseur. La longueur à serrer est donc augmentée (distance entre la face d’appui sous tête de vis et le premier filet en prise) ce qui permet d’améliorer l’allongement de la vis au serrage et de limiter l’impact des pertes après serrage. Utiliser une rondelle peut donc améliorer la durabilité du serrage !
Le gain relatif d’allongement offert par l’ajout d’une rondelle est fonction de la longueur serrée initiale et de l’épaisseur de la rondelle.
Par exemple, pour 2 tôles minces de 3 mm serrées par un boulon M10, l’ajout d’une rondelle de chaque côté permet d’augmenter la longueur serrée de 6 à 10 mm (épaisseur rondelle = 2 mm), ce qui se traduit par un allongement quasiment 2 fois plus important pour le boulon… et donc des pertes de serrage moins importantes en rapport…
Certaines rondelles peuvent intégrer en plus un effet ressort (rondelles Belleville) qui vient limiter la perte d’effort de serrage due à des pertes par tassement ou par relaxation / fluage d’un des éléments présents dans l’empilement. Idéalement pour une performance maximale, ces rondelles doivent avoir un effort de plaquage supérieur à l’effort de serrage (empilement de rondelles Belleville en série = rondelles TREP…).
- Limiter le dévissage, si rondelle spécifique
Si elles sont spécifiques (rondelles striées, rondelles crantées, rondelles à effet de cames…) les rondelles peuvent apporter une résistance face au dévissage (rotation relative des éléments de la fixation et générant une diminution de l’effort de serrage).
Attention, bien souvent pour que la résistance au dévissage soit effective il faut un niveau de serrage suffisant (pour appuyer sur les stries etc…).
NB : ce n’est pas la sécurisation qui doit faire « tenir » la liaison face au dévissage, mais la conception et le niveau de serrage.
Astuce : Les rondelles imperdables permettent de s'affranchir des problématiques citées en début de document (gestion d'une référence supplémentaire, temps de montage, risque d'oubli...). Certains constructeurs automobile en utilisent d'ailleurs de plus en plus notamment sur les liaisons au sol.
Vous êtes perdus dans les normes de rondelles plates ?
Allez faire un tour sur le site H7g6 :