Couple de serrage : définition, formule et calcul

Le couple de serrage (ou couple de rotation) décrit l'effet d'une force appliquée à un composant rotatif – c'est-à-dire la tendance d'une force à faire tourner un objet autour d'un axe. C'est une grandeur physique fondamentale en physique et en mécanique, en particulier pour les assemblages vissés, les moteurs, les machines-outils et les systèmes d'entraînement.

Couple de serrage : définition et formule

Le couple (symbole : M) est le produit de la force (F) par le bras de levier (r) :

M = F × r

F = force appliquée en newtons (N)

r = distance perpendiculaire entre le point d'application de la force et l'axe de rotation en mètres (m)

M = couple en newton-mètres (N·m)

Exemple : si une force de 50 N est exercée à l'aide d'une clé de 0,3 m de long, le couple obtenu est M = 50 N × 0,3 m = 15 N·m.

Importance du couple dans les assemblages vissés

Lors du serrage d'une vis, le couple joue un rôle crucial. Il détermine l'intensité de la précharge appliquée à la vis – et donc la force de serrage qui maintient deux composants ensemble.

Un couple trop faible peut entraîner le desserrage de l'assemblage ; un couple trop élevé peut endommager le filetage ou la vis. C'est pourquoi on utilise souvent une clé dynamométrique dans la pratique afin de respecter exactement le couple de serrage prescrit.

Remarque : les valeurs de couple indiquées sont des valeurs indicatives. Pour les applications critiques en matière de sécurité, il convient de toujours se référer aux instructions du fabricant ou aux tableaux de normes.

Exemples d'application du couple de serrage

• Construction mécanique / ingénierie des installations : réglage de forces de précharge définies pour les vis à tête hexagonale ou les vis à embase.
• Construction métallique : vissage d'éléments de fixation à haute résistance sous couple contrôlé.
• Technique automobile : fixation sûre des roues, des essieux et des composants moteur.
• Bricolage : montage de meubles, de machines ou de structures métalliques avec un couple de serrage défini.

Calcul et contrôle du couple de serrage

Le couple de serrage requis dépend de :

• La taille de la vis et sa classe de résistance
• Du coefficient de frottement entre le filetage et la surface d'appui
• De la méthode de serrage (à sec, huilé, revêtu)

Sur les vis huilées ou revêtues, le coefficient de frottement diminue considérablement. Le couple de serrage doit donc également être réduit afin d'éviter un surserrage ou une déformation plastique de la vis.

Pour des applications précises, il est recommandé d'utiliser des tableaux ou les spécifications des fabricants, car ils reposent sur des essais normalisés.

Exemple : une vis M10 de classe de résistance 8.8 nécessite, selon la lubrification, un couple de serrage d'environ 47 à 50 N·m.

Remarque : pour les fixations relevant de la sécurité, il convient de toujours se référer aux valeurs ETA du produit utilisé.

Conseil pratique pour l'utilisation du couple de serrage

Le respect du couple de serrage correct garantit des assemblages vissés sûrs, durables et résistants. En particulier pour les structures soumises à de fortes charges – par exemple avec des vis à béton, des goujons d'ancrage ou des tiges filetées – un montage contrôlé selon les spécifications de couple est impératif.

Les goujons d'ancrage sont serrés avec un couple de pose défini qui garantit une expansion contrôlée. Les vis à béton ne doivent être montées qu'avec le couple de pose validé par le fabricant. Un couple plus élevé n'augmente pas la capacité de charge, mais peut endommager le taraudage dans le béton.

Mise en garde : pour les goujons d'ancrage et les vis à béton, ce sont les couples de pose ou de serrage définis dans l'ATE (ETA) ou par le fabricant qui s'appliquent. Des écarts peuvent réduire considérablement la capacité de charge.

Le couple de serrage expliqué simplement

Le couple est la mesure du mouvement de rotation ou de la « force de rotation ». Il fait le lien entre la théorie et la pratique – du calcul de la force de précharge au montage exact d'éléments de fixation de haute qualité.