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Quel est l’objectif?

Lors de la conception d'un produit, le concepteur définit une géométrie cible qui garantit le bon fonctionnement du produit (puissance développée, rendement,…). Or la production de pièces parfaites n'est pas possible (aussi précise soit-elle, la production génère toujours des défauts). Il est alors nécessaire de trouver un compromis entre la géométrie cible et la géométrie produite : quels sont les défauts que l’on peut tolérer pour ne pas trop altérer les performances escomptées?

Quand?

Le tolérancement sera utilisé à partir du moment où une production en série sera lancée et ce quelle que soit sa taille. Le tolérancement permet de gagner en productivité. L’ajustage et l’appairage n’ont plus lieu d’être : les pièces dans leurs tolérances garantissent un bon fonctionnement du produit.

Comment?

Les normes de tolérancement ISO arbitrent les échanges entre clients et fournisseurs. Parmi les plus courantes, on retrouve les normes ISO 8015 principe de tolérancement de base, ISO 1101 spécification géométrique des produits, ISO 2692 exigence du maximum et du minimum de matière, etc…

Pourquoi certains conflits persistent-ils?

Tolérancer suivant les normes ISO n’est pas une opération aisée. Il est nécessaire de traduire un ou plusieurs besoins fonctionnels en spécifications géométriques et de quantifier celles-ci. Or une succession de symboles normalisés ne génère pas systématiquement un tolérancement normalisé. Une telle écriture peut engendrer des conflits entre clients et fournisseurs. Il est alors nécessaire que clients et fournisseurs soient capables de spécifier des tolérances et de les interpréter.

A l’heure actuelle, beaucoup de tolérances sont attribuées de manière empirique, sans qu’aucune analyse de tolérances n’ait été faite. Cette approche de tolérancement représente un risque conséquent, lors d’un changement de fournisseur par exemple (un simple décentrage de la production, même toujours dans les tolérances, peut engendrer un taux de rebuts considérable sur l’assemblage).

Enfin, le contrôle de pièces est-il conforme au tolérancement affecté à la définition du produit? Le contrôle-réception de lots est un maillon important à ne pas négliger dans la boucle du tolérancement.

Quelles sont les approches?

Plusieurs approches de tolérancement sont disponibles. Tout d’abord il est nécessaire de savoir dans quel espace de travail la problématique se positionne. Trois espaces sont possibles :

• En 1D : une direction d’étude est privilégiée. C’est le cas pour les ensembles axisymétriques ou encore de manière générale pour les mécanismes composés de pièces qui s’empilent les unes sur les autres ne présentant aucune pièce en porte-à-faux.
• En 2D : un plan d’étude est privilégié. Dans ce cas trois paramètres interviennent : 2 translations et 1 rotation. C’est le cas pour les mécanismes plan (épaisseur mince par rapport aux autres dimensions).
• En 3D : le cas général. Six paramètres sont donc à prendre en compte : 3 translations et 3 rotations.

Il est alors à noter que plus la dimension du problème est importante plus la complexité de résolution est importante.

Enfin, un choix doit être fait sur la répartition des défauts admissibles : au pire des cas ou statistique. La répartition au pire des cas garantit l’interchangeabilité totale entre toutes les pièces d’un même lot. Cette méthode très restrictive est préconisée pour les organes de sécurité. Quant à la répartition statistique, elle prend en compte la probabilité que les défauts d’une pièce compensent ceux d’une autre. Cela permet d’élargir les tolérances, et donc de diminuer considérablement les coûts de production. En contrepartie, certains assemblages ne respecteront pas les conditions fonctionnelles : ce risque de non-conformité doit donc être maitrisé.