Clé dynamométrique à 4 Euros.

strategaire78
3 août 2004 à 12:25

J'ai eu besoin très récemment d'une clé dynamométrique pour serrer des vis M6 de partie supérieure de culasse sur un 4T. Le couple de serrage préconisé par le constructeur étant de 8Nm. Une clé dynamométrique précise pour des couples de serrage de cet ordre de grandeur, c'est au minimum 200 Euros. Cela donne à réfléchir, surtout que l'on ne s'en servira pas tous les jours.
Je vous donne donc une astuce pour fabriquer vous même une clé dynamométrique tout à fait acceptable pour un budget d'environ…..4 Euros.
Je décris la méthode pour un serrage de 8Nm, mais vous pouvez la transposer très facilement à d'autre valeur de couple de serrage.

Pour commencer, il va falloir acheter chez casto :
- une tige de fer rond de 1m de long et de diamètre 8mm. (1,96 Euros)
- un ressort de traction d'environ 50 cm en fil 12/10ème (2,10 Euros)
En plus de cela, il vous faut :
- une clé à pipe de la taille du boulon à serrer,
- un mètre ruban,
- une scie à métaux,
- un tournevis,
- un feutre,
- du fil très fin (fil à coudre par exemple),
- un seau,
- de l'eau,
- un point d'ancrage quelconque dans le plafond de votre garage,
- une balance de cuisine,
- une calculatrice,
- du temps,.

Un peu de théorie avant de commencer : une clé dynamométrique, c'est une clé qui permet d'appliquer une force donnée sur un bras de levier d'une longueur donnée. La résultante de cette force s'appelle le couple.
La force est exprimée en Newton (N). Sur terre, une masse de 1 kilo suspendue au bout d'un fil exerce une force de traction sur ce fil égale à 9,81 N ; 2 kilos = 19,62 N……..Inversement, on pourrait écrire que pour obtenir une force de 1N, il faut suspendre une masse de 101,9grammes (1 / 9,81).
Le couple est proportionnel à la force et à la longueur du bras de levier :
Une force de 8 Newton appliquée sur un bras de levier de 1 Mètre représente un couple de 8 Newton-mètre (Nm). Si on dispose d'un bras de levier 2 fois plus court, il faudra appliquer une force 2 fois supérieure pour obtenir le même couple (avec un bras de levier de 50 cm, il faut appliquer une force de 16 N).

Et maintenant la pratique :
Tout d'abord, Il va falloir se fabriquer une clé à pipe avec un bras de levier de 50cm (j'ai retenu cette valeur, car cela donne le meilleur rapport efficacité / encombrement / facilité de calcul).
On enfile le fer rond à l'arrière de la clé à pipe (dans mon cas, j'ai choisi un fer de 8mm de diamètre car je dois entraîner une clé de 8 : cela permet de faire la liaison sans avoir de jeu).
Avec le mètre ruban, on mesure une distance de 50 cm en partant de l'axe de rotation de la clé ; on marque cette distance sur la barre en faisant une petite encoche tout autour de celle-ci avec la scie à métaux. Cette encoche servira à positionner précisément la tête du ressort et à éviter que celui-ci ne glisse pendant l'utilisation de la "clé". Puis on coupe la barre 1 cm après l'encoche.

Ensuite, il va falloir se fabriquer un dynamomètre capable de mesurer la force qui sera appliquée au bras de levier (dans mon cas 16 Newton)
Commencez par accrocher une extrémité du ressort au plafond de votre garage et laissez le pendre.
Posez le seau sur votre balance et remplissez le jusqu'à obtenir une masse de 1kg (seau+eau). Suspendez le seau à l'autre extrémité du ressort, attendez qu'il se stabilise et notez sa longueur.
Recommencez avec 1,1 kg puis 1,2kg…..jusqu'à 2kg.
Pour ma part, j'ai relevé les valeurs suivantes :
1000g = 730mm / 1100g = 755mm / 1200g = 780mm / 1300g = 805mm / 1400g = 830mm / 1500g = 855mm / 1600g = 880mm / 1700g = 905mm / 1800g = 930mm / 1900g = 955mm / 2000g = 980mm
Entre 1kg et 2kg, l'allongement du ressort est absolument linéaire : 0,25mm par gramme.
Comme expliqué ci-dessus, une traction de 16 Newton représente une masse de 1631g (16 / 9,81).
Avec une masse de 1631g, le ressort devrait donc s'allonger de d'environ 888mm. Si vous avez des doutes, vous pouvez reprendre le seau, ajuster la masse à 1631g et mesurer. Moi je l'ai fait et je suis bien retombé sur 888mm !

Il ne vous reste plus qu'a accrocher le ressort sur la barre en positionnant sa tête dans l'encoche faite précédemment.
Ensuite, vous attachez un fil sur la barre juste à coté du ressort, vous le coupez à 1 mètre et vous faites une marque de repère au feutre sur celui-ci à 888mm de longueur.

Vous positionnez l'assemblage clé à pipe + barre sur le boulon à serrer, vous faites passez la lame du tournevis dans la 2ème extrémité du ressort (cela va vous permettre de tirer facilement sur celui-ci sans vous esquinter les doigts).

Avec une main, vous maintenez la clé sur la vis, avec l'autre, vous tirez sur le ressort pour serrer la vis. Lorsque la longueur du ressort atteint le repère marqué sur le fil, vous avez atteint le couple de serrage voulu. Il faut maintenir ce couple jusqu'à l'arrêt de la rotation de la vis. Attention, pour obtenir un couple correct, le ressort doit rester bien perpendiculaire au bras de levier.

Au total, il faut a peu près 1 heure pour fabriquer et étalonner la "clé". Après, le serrage de mes 8 vis de culasse ne m'aura pris qu'un petit quart d'heure.

******************
Conclusion :
C'est vraiment précis : une erreur de 1cm sur la traction du ressort au moment du serrage correspond à une erreur de seulement 0,4 Newton soit une variation de couple de seulement 0,2Nm compte tenu du bras de levier de 50cm (2,5% d'erreur).
Le système peut très facilement être facilement amélioré pour être plus facilement utilisable :
- au lieu d'utiliser un fil, on prend un ruban de tissu sur lequel on reporte des graduations en Nm.
- on peut trouver un système pour immobiliser la connexion clé à pipe / tige et la connexion tige-ressort.