SII – PTSI / CI 11 – Concevoir et réaliser tout ou partied’un système ou d’un prototype

Outils de communication

technique

Objectifs

L’objectif de la communication technique est de pouvoir présenter et expliquerde façon objective et univoque les enjeux techniques et culturels associés à unproduit, une situation de contradiction technique (à résoudre), la démarchede conception-réalisation d’un système ou des protocoles d’expérimentationet de validation associés. Ce cours s’attache à présenter différents outils decommunication technique et les règles du dessin technique, incluant une partiedu vocabulaire spécifique associé.

Table des matières

1 Moyens de communication 3

1.1 Phase d’avant-projet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.2 Phase d’étude . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41.3 Phase d’utilisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61.4 Formats normalisés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

2 Règles du dessin technique 7

2.1 Projection orthogonale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72.2 Position des vues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72.3 Types de traits normalisés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92.4 Vues particulières . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92.5 Coupes et sections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102.6 Représentation normalisée des filetages . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

€

Nicolas Mesnier, lycée Jules Ferry, VersaillesAnnée 2018–2019

http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.fr

1 Moyens de communication

L’AFNOR (Association Française de NORmalisation) centralise et coordonne lestravaux de normalisation en France. Elle réunit sur un problème technique spécifique,les représentants des diverses parties intéressées à sa résolution : fabricants, utilisateurs,consommateurs, laboratoires, etc. Une norme se présente sous la forme d’un fasciculeidentifié par son indice et par sa date (par exemple CEI/IEC 60848 : 2002). Elle contient,selon le cas, des définitions, des dimensions et des caractéristiques. Elle permet, entreautres, de faciliter les échanges entre des parties. Les outils de représentation géométriquedes pièces mécaniques diffèrent selon la phase dans laquelle le technicien se trouve.

1.1 Phase d’avant-projet

Lors d’une phase d’avant-projet, les représentations géométriques sont volontairementsimplifiées pour favoriser l’efficacité dans la recherche de solutions techniques.

1.1.1 Croquis

Généralement tracé à main levée, de formeset de dimensions approximatives, il offre unevision globale des solutions techniques sus-ceptibles d’être adoptées. Le croquis permetd’aller à l’essentiel de la pensée technique dudessinateur.

1.1.2 Schéma de principe

Le schéma de principe permet de décrire lesdonnées strictement nécessaires à la définitiond’une solution et son principe de fonctionne-ment. Il peut également comporter des indi-cations sur quelques composants importantsdu produit.

1.1.3 Schéma technologique

Le schéma technologique vise à une description dela nature et de l’agencement des principaux com-posants d’un produit, généralement représentéspar des symboles normalisés.

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1.1.4 Schéma architectural

Le schéma architectural permet de mettre en évi-dence la nature et les positions relatives des dif-férentes liaisons élémentaires. Contrairement auschéma technologique, les pièces sans mouvementrelatif ne sont pas distinguées les unes des autres.

1.1.5 Schéma cinématique minimal

Ce mode de représentation met en évidence lesmouvements relatifs entre sous-ensembles cinéma-tiques. À la différence du schéma architectural,on ne s’intéresse pas à la réalisation des liaisonsmais uniquement aux mobilités. Il fait l’objet dela norme NF EN 23-952.

1.2 Phase d’étude

1.2.1 Modélisation 3D à l’aide de l’outil informatique

Sur ordinateur, les modeleurs volumiques permettent de construire un modèle tridi-mensionnel de l’objet, ce qui permet d’obtenir à l’écran différentes perspectives en faisanttourner le modèle 3D.

(a) Image ombrée (b) Image filaire

Figure 1 – Exemple de vues 3D simulées en CAO.

1.2.2 Dessin d’ensemble

Le dessin d’ensemble donne de façon plus ou moins détaillée la représentation de toutou partie (sous-ensemble) d’un système, d’un objet technique ou d’une installation. Enfaisant apparaître tous ses éléments constitutifs, il permet de comprendre le fonctionnementd’un mécanisme. Le dessin d’ensemble est accompagné d’une nomenclature (NF E 04-504)qui fournit avec précision la liste complète des éléments fonctionnels ainsi que certainescaractéristiques techniques (matériaux, fabrication, etc.). Mis à part pour indiquer certainesconditions fonctionnelles (jeux), le dessin d’ensemble ne fait pas l’objet d’une cotationspécifique.

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Repère de composant

Nomenclature

Échelle

Figure 2 – Structure d’un dessin d’ensemble.

Tout dessin d’ensemble doit être accompagné d’une nomenclature, placée soit au-dessusdu cartouche, soit à sa gauche (figure 2). La nomenclature permet de récapituler le nombred’occurrences de chaque composant, sa matière et sa référence. La numérotation des piècesse fait de bas en haut.

1.2.3 Dessin de définition d’une pièce

Ce dessin représente une seule pièce d’un en-semble ou d’un sous-ensemble. Il définit com-plètement et sans ambiguïté les exigences aux-quelles doit satisfaire le produit. Ce dessin avaleur de contrat et doit permettre à termela fabrication de la pièce à partir des infor-mations suivantes : matière, formes, cotationdimensionnelle, spécifications géométriques(perpendicularité entre surface, planéité, etc.),qualité de l’état des surfaces à obtenir (rugo-sité).

Figure 3 – Exemple de dessin de définitiond’un arbre. −→

5

1.3 Phase d’utilisation

1.3.1 Perspectives « écorchées » et « éclatées »

Dans le cas d’une vue éclatée, le mécanisme est représenté en perspective (3 dimensions)et démonté. Ce mode de représentation permet de mettre en évidence l’assemblage desdifférentes pièces du mécanisme. Les vues éclatées sont souvent utilisées dans des noticesd’assemblages ou de maintenance. Dans le cas d’une vue écorchée, le mécanisme assembléou éclaté est représenté coupé (ou écorché). Les vues écorchées permettent de mettre envaleur les sections des pièces et leur agencement au sein d’un mécanisme. Ces deux modesde représentations permettent de faciliter la communication avec un public dont la maîtrisedes règles du dessin technique est limitée.

Figure 4 – Vue éclatée et écorchée d’un touret à meuler.

1.4 Formats normalisés

Afin de faciliter l’expédition et le classement des documents techniques (dessins, graphes,notices, etc.), ceux-ci doivent être exécutés aux formats normalisés. Tous les formats ISOA0, A1, A2, . . . ont des dimensions qui vérifient le rapport :

LongueurLargeur

=√

2

en format portrait. Tous les formats ISO en sont basés sur le format A0 dont la surfaceest de 1 m2 et sont obtenu par division par deux de la plus grande dimension.

Format A0 A1 A2 A3 A4 A5Longueur [mm] 1188 840 594 420 297 210Larguer [mm] 840 594 420 297 210 148,5

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2 Règles du dessin technique

Le dessin technique, ou dessin industriel, est un langage figuratif pour la représen-tation, la communication technique, la conception et l’analyse des systèmes. Il s’agitd’un ensemble de conventions et de normes (NF EN ISO 128, 5456 et 10209) pourreprésenter des objets de façon univoque. C’est un langage (quasiment) universel que lesingénieurs, les architectes, les designers et les techniciens utilisent pour communiquer entreeux. Le caractère univoque signifie que deux ingénieurs, même s’ils ne parlent pas la mêmelangue, auront toujours la même compréhension d’un dessin technique (aux annotations etvariantes anglo-saxones près).

2.1 Projection orthogonale

La représentation orthographique d’un objet est obtenue par les projections orthogonalesde chacune de ses faces sur un ou plusieurs plans de projection. L’observateur se placeperpendiculairement à l’une des faces du système à définir. La face observée est ensuiteprojetée et dessinée dans un plan de projection parallèle à cette face, situé en arrière dusystème (figure 5).

Figure 5 – Principe de la projection orthogonale.

2.2 Position des vues

Le principe de représentation consiste à placer un objet au centre d’un cube, puis àprojeter les vues sur ses faces. Il ne reste qu’à ouvrir le cube pour obtenir les vues sur unesurface plane (figure 6d).

a) Projection selonles angles de vue

b) On enlève la pièce c) Découpage etdépliage

d) Mise à plat

Figure 6 – Construction des vues normalisées.

7

La vue principale est appelée vue de face :c’est en général la vue la plus représenta-tive de la pièce ou de l’ensemble dessiné. Lesautres directions d’observation forment aveccelle-ci ou entre elles des angles de 90°. Toutobjet peut donc être représenté par six vues.En pratique chacune des six vues n’apportepas forcément de nouvelle information et onveillera à toujours définir complètement et defaçon univoque une pièce ou un ensemble depièces par un nombre minimal de vues. Dessous

DroiteFace

Gauche

Dessus

Pour y parvenir, il est nécessaire de tracer sur les vues choisies des informations apriori invisible comme les arêtes cachés, les arêtes fictives ou les axes de révolution et/oude symétrie. Dans la pratique, seules deux ou trois vues sont nécessaires. Les vues les plusutilisées forment un « L » (figure 7).

Vue de face Vue de gaucheVue de droite

Vue de dessus

Vue de dessous

Figure 7 – Règle de projection et position normalisée des vues.

Il doit toujours y avoir correspondance verticale et horizontale entre les différentesarêtes des différentes vues. De même, on peut se servir d’une ligne de rappel à 45°pour la correspondance entre les vues dessus–gauche, dessus–droite, dessous–gauche etdessous–droite.

Remarque 2.1

On écrira jamais le nom des vues sur un dessin puisque l’on respecte tous la mêmeconvention de projection européenne, symbolisée par :

Le nom de chaque vue est déterminé par sa position.

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2.3 Types de traits normalisés

Dans un dessin technique, chaque type de trait possède une signification précise donnéepar la norme NFE 04520.

Trait Désignation Application

Continu fort Arrêtes et contours vus

Continu finArrêtes fictives, constructions géométriques,hachures

Mixte fin Axes et traces de plans de symétrie

Interrompu fin Arrêtes et contours cachésMixte fin &

extrémités fortsTraces de plans de coupe

« zigzag » fin ouà main levée fin

Limite de vue partielle

Mixte fort Indication de traitement thermique

2.4 Vues particulières

2.4.1 Vue déplacée par translation

Réalisées pour des raisons d’encombrementou de simplification, elles sont repéréespar une flèche et une lettre identique pourl’indication de la vue.

← Figure 8 – Vue déplacée par translation d’uncoude.

2.4.2 Vue interrompue

Figure 9 – Vue interrompue d’un arbre.

Ces vues sont utilisées principalement pourdes pièces très longues. On ne représente queles parties essentielles : les parties conservéessont rapprochées et terminées par un trait finà main levée.

2.4.3 Vue suivant une direction oblique

Ces vues sont utilisées pour éviter lesreprésentation longues et déformée. Chaquevue partielle est terminée par un trait fin àmain levée.

← Figure 10 – Vue partielle d’un levier suivantune direction oblique.

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2.4.4 Pièces symétriques

Pour simplifier le tracé, une pièce comportantun ou deux plans de symétrie pourra êtrereprésentée par une demie-vue ou un quartde vue.

← Figure 11 – Demie-vue et quart de vue d’unepièce selon deux de ses plans de symétrie.

2.5 Coupes et sections

Les coupes et sections permettent de montrerles parties intérieures d’une pièce, avec unminimum d’éléments cachés.

Méthode de construction : On supposeque la pièce est sciée suivant un plan. Ce plan,généralement parallèle au plan de projection,s’appelle plan sécant ou plan de coupe. Onenlève ensuite la partie de la pièce située enavant du plan de coupe puis on exécute la pro-jection. Les parties coupées sont recouvertesde traits continus fins obliques : les hachures.

Le plan de coupe est repéré par deux traits forts aux extrémités d’un trait mixte fin.Le sens d’observation est indiqué par deux flèches en trait fort et le plan de coupe estrepéré par deux lettres majuscules placées au-dessus de chacune des flèches. La vue encoupe est ensuite titrée par deux lettres placées au-dessus de la vue (figure 12).

A

A

A–A

Plan de coupe

Flèche indiquant le sensde lecture de la coupe

Vue non coupéeVue en coupe

Figure 12 – Exemple de vue en coupe.

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Par convention, les pièces pleines (arbres), les éléments d’assemblage (vis, écrou, etc.),les nervures sur leur plus grande surface, ne sont pas représentés en coupe même si le plande coupe les traverse (figure 13).

Figure 13 – Règles d’exécution des coupes et exceptions.

2.5.1 Coupe brisée par plans parallèles

Une coupe brisée par plans parallèles permet de représenter plusieurs plans de coupedifférents dans une même vue ; ce qui évite de dessiner plusieurs vues en coupe. Lalimite entre les plans de coupe n’est pas représentée. Dans ce cas, les hachures peuventéventuellement s’arrêter sur une ligne d’axe. La désignation se fait comme une coupeordinaire.

Directions parrallèles àla direction d’observation

Figure 14 – Coupe brisée par plans parallèles.

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2.5.2 Coupe brisée par plans obliques

Dans le cas d’une coupe oblique, la vuecoupée est obtenue en amenant, par rotation,dans un même plan tous les tronçons coupés.

← Figure 15 – Coupe brisée par plans obliques.

2.5.3 Demie-vue en coupe

Pour les pièces symétriques, il est possible dene dessiner que la moitié de la vue en coupe –alors appelée demie-vue en coupe – pour faireapparaître sur l’autre demie-vue les formes etcontours extérieurs. Cela permet d’éviter detracer des arêtes cachées. On notera que dansce cas les hachures peuvent s’arrêter sur untrait d’axe.

← Figure 16 – Demie-vue en coupe.

2.5.4 Coupe partielle ou locale

Figure 17 – Coupe locale autour d’unerainure de clavette.

Une coupe partielle ou locale permet de mon-trer en trait fort un détail important à la com-préhension d’une pièce ou d’un mécanisme.L’indication du plan de coupe est inutile etla zone coupée est simplement limitée parun trait continu fin tracé à main levée ou enzigzag.

2.5.5 Sections

Les sections permettent d’éviter de surcharger les vues en isolant les formes à préciser.Une section représente la partie de la pièce située dans le plan sécant. Elles peuvent êtresorties ou rabattues. La section sortie pivote autour de l’axe de coupe, puis est sortie(figure 18a). Les parties arrière ne sont jamais dessinées. La section rabattue est dessinée entrait fin directement sur la vue (figure 18b). Le sens d’observation d’une section rabattuene sera indiqué que lorsqu’il y a un risque de confusion.

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(a) Sections sorties (b) Sections rabattues

Figure 18 – Exemple de sections sorties et rabattues.

2.6 Représentation normalisée des filetages

2.6.1 Tige filetée

Une tige filetée se représente comme une pièce lisse, avec l’adjonction du diamètre àfond de filet représenté en trait fin s’il est visible, interrompu sinon. La longueur utile dufiletage se représente par un trait fort. La fin des filets est symbolisée par un trait fort.Dans la vue en bout, le chanfrein ne se représente pas et le filetage apparaît en trait finsous la forme des trois quarts d’une circonférence.

0, 1d

ød

Figure 19 – Tracé normalisé d’un filetage.

2.6.2 Trou taraudé

Le trou taraudé se représente comme un trou lisse de diamètre moins le pas (environ).Le diamètre à fond de filet est symbolisé par deux traits fins correspondants au diamètrenominal. Le taraudage apparaît en trait fin sous la forme des trois quarts d’une circonférence.Lorsqu’un trou taraudé est caché, tous les traits deviennent interrompus. Lorsque letaraudage n’est pas débouchant, l’arrêt des filets est représenté par un trait fort. Dans lescoupes des trous taraudés, les hachures s’arrêtent toujours sur le trait fort du perçage.

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0, 1d

ød

Figure 20 – Tracé normalisé d’un trou taraudé borgne ou débouchant.

2.6.3 Assemblage fileté

pour la représentation des assemblages filetés, la convention de représentation est queles filetages extérieurs de la tige filetée cachent toujours les filetages intérieurs du troutaraudé.

Figure 21 – Convention de représentation d’une tige filetée dans un trou taraudé.

Écrou H

Vis H

Trou borgne

Figure 22 – Tracé normalisé d’un assemblage fileté.

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Pour les assemblages filetés, il est possible d’utiliser une vis à tête hexagonale (ou vis H,figure 23a) ou une vis à tête cylindrique hexagonale creuse (ou vis CHC, figure 23b) enprise dans un trou taraudé ou avec un écrou hexagonal (figure 23c). Sous chaque tête devis et avant chaque écrou, on doit disposer une rondelle plate (figure 23d).

(a) Vis H

L

1, 15a

h

ℓ

ød

a

(b) Vis CHC

Lℓ

h

øD

a

(d) Rondelle plate

e

øa2øa1

(c) Écrou H

ha

ød

Figure 23 – Éléments normalisés.

La désignation normalisée des vis est basée sur le type de tête (H ou CHC), le symbole« M » pour signifier un filetage ISO de pas gros, le diamètre nominal d, la longueur soustête L et la longueur filetée ℓ. La désignation :

vis CHC M6 – 40.24

correspond à une vis à tête cylindrique hexagonale creuse (CHC), de pas gros, de diamètrenominal d = 6 mm, de longueur sous tête L = 40 mm et de longueur filetée ℓ = 24 mm.

* **

15

Figure 24 – Vocabulaire technique.

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Moyens de communicationPhase d'avant-projetPhase d'étudePhase d'utilisationFormats normalisés

Règles du dessin techniqueProjection orthogonalePosition des vuesTypes de traits normalisésVues particulièresCoupes et sectionsReprésentation normalisée des filetages