Chapitre 6 – Équilibre en rotation | 1ère Bac Pro ICCER (Grpt 1) | Physique – Mécanique | ⏱ 35 min
Dernière mise à jour : 7 mai 2026, format manuel scolaire
💡 Notions centrales : leçon §2 (moment d'une force) et §6 (applications). Couple de serrage : C = F × L où F est la force au bout de la clé et L la longueur effective.
Léa, technicienne installatrice chez « ProThermique » à Nantes, finalise le raccordement d'une chaudière gaz murale Viessmann Vitodens 200. La notice du fabricant indique 3 couples de serrage spécifiques pour 3 raccords critiques. Léa doit utiliser sa clé dynamométrique pour respecter exactement ces couples : un sous-serrage cause une fuite, un sur-serrage casse le raccord. Elle veut comprendre comment lire la notice et choisir le bon réglage.
| Raccord | Diamètre | Couple recommandé C | Tolérance |
|---|---|---|---|
| Arrivée gaz (DN 20) | 3/4" | 40 N·m | ± 5 % |
| Départ chauffage (DN 25) | 1" | 25 N·m | ± 5 % |
| Bornier électrique principal | M6 | 2,5 N·m | ± 10 % |
| Outil | Longueur effective L | Plage de couples | Usage typique |
|---|---|---|---|
| Clé dynamométrique courte | L₁ = 0,20 m | 1 à 6 N·m | Bornier électrique fin, vis M3-M6 |
| Clé dynamométrique standard | L₂ = 0,40 m | 10 à 60 N·m | Raccords plomberie courants |
| Clé à choc pneumatique | L₃ = 0,30 m | 50 à 250 N·m | Gros boulonnage, démontage |
Citer la relation entre le couple de serrage C, la force F appliquée à la main et la longueur effective L de la clé. Préciser les unités.
Relation : C = F × L
Le couple est l'équivalent rotationnel du moment d'une force : il quantifie la « force tournante » exercée sur l'écrou.
Pour le raccord « Départ chauffage » (C = 25 N·m), Léa utilise sa clé dynamométrique standard (L₂ = 0,40 m). Calculer la force F qu'elle doit exercer à la poignée.
F = C / L₂ = 25 / 0,40 = 62,5 N
Soit l'équivalent d'environ 6 kg de pression sur la poignée. Léa atteint cela facilement à la main.
Note : la clé dynamométrique « bipe » ou claque dès que le couple est atteint, pour éviter le sur-serrage.
Pour le raccord « Arrivée gaz » (C = 40 N·m), même clé standard (L₂ = 0,40 m). Calculer la force F.
Pour le bornier électrique (C = 2,5 N·m), avec la clé courte (L₁ = 0,20 m). Calculer la force F.
Arrivée gaz : F = 40 / 0,40 = 100 N (≈ 10 kg sur la poignée).
Bornier électrique : F = 2,5 / 0,20 = 12,5 N (≈ 1,25 kg, très léger).
La clé courte est indispensable pour le bornier — sa plage de couples (1 à 6 N·m) est adaptée à des serrages fins. Une clé standard donnerait trop d'amplitude pour un couple si faible.
Si Léa essayait de serrer le bornier électrique (C = 2,5 N·m) avec sa clé standard L₂ = 0,40 m, quelle force devrait-elle exercer ? Pourquoi est-ce très imprécis ?
F = 2,5 / 0,40 = 6,25 N (≈ 0,6 kg).
Cette force est très faible, en dehors de la plage de précision de la clé standard (10-60 N·m). Léa risque de serrer entre 1 et 5 N·m sans s'en rendre compte — sous-serrage = mauvais contact électrique = échauffement et risque d'incendie.
Règle : chaque clé a une plage de précision optimale. Travailler en dehors = mauvaise précision et risques.
Calculer la tolérance absolue sur le couple « Arrivée gaz » (40 N·m ± 5 %). Donner la plage de couple acceptable.
Tolérance : 5 % × 40 = ± 2 N·m.
Plage acceptable : de 38 N·m à 42 N·m. Tout couple en dehors de cette plage rend le raccord non conforme — rejet en contrôle qualité.
Sur la clé : F entre 95 N et 105 N. Marge de manœuvre faible — la clé dynamométrique avec déclenchement audible est essentielle.
Léa hésite à utiliser sa clé à choc pneumatique pour gagner du temps sur le raccord arrivée gaz. Que pense-t-on de cette idée, sachant que la clé à choc travaille en plage 50-250 N·m ?
40 N·m est en dessous de la plage de la clé à choc (50-250 N·m). Mauvaise idée :
Conclusion : pour les raccords gaz et eau, seule la clé dynamométrique manuelle à déclenchement permet d'atteindre le couple précis. La clé à choc est réservée aux gros boulonnages (boulons de roue, charpente métallique).
Sur le terrain, Léa s'aperçoit que sa clé dynamométrique standard (L₂ = 0,40 m) est en panne. Elle ne dispose plus que d'une clé plate ordinaire de longueur L = 0,25 m, sans déclenchement. Pour atteindre 25 N·m, quelle force devrait-elle exercer ? Et comment peut-elle estimer sans déclenchement audible ?
F = 25 / 0,25 = 100 N (≈ 10 kg).
Avec une clé sans déclenchement, l'estimation est très imprécise : Léa peut sentir « 10 kg sur la main », mais l'incertitude est de ± 30 % typiquement.
Bonne pratique : ne pas finaliser le chantier avec une clé inadaptée. Reporter la fin de pose à demain avec un outil approprié, ou demander à un collègue d'apporter une clé dynamométrique. Sécurité gaz et eau = pas de compromis.
Rédiger en 5 lignes la fiche de fin de chantier que Léa remplit pour le client M. Da Silva :
ProThermique — Fiche de fin de chantier · Chaudière Vitodens 200 chez M. Da Silva (Nantes)
• Arrivée gaz (DN 20) serrée à 40 N·m avec clé dynamométrique standard (force 100 N à 0,40 m). Conforme spec Viessmann ± 5 %.
• Départ chauffage (DN 25) serré à 25 N·m. Conforme.
• Bornier électrique principal serré à 2,5 N·m avec clé courte 0,20 m. Conforme.
• Les 3 couples ont été contrôlés au déclenchement audible de la clé dynamométrique calibrée (étalonnage 2026).
• Garantie constructeur applicable (5 ans pièces, 2 ans pose). Test d'étanchéité réalisé : aucune fuite détectée à 3 bar pendant 30 min.
Sur les notices anglaises, les couples sont parfois donnés en lb·ft (pound-foot). Sachant que 1 lb·ft = 1,356 N·m, convertir 25 N·m en lb·ft. Une notice américaine indique « 18 lb·ft » : à combien cela correspond-il en N·m ? Est-ce le même couple ?
25 N·m → 25 / 1,356 ≈ 18,4 lb·ft
18 lb·ft → 18 × 1,356 ≈ 24,4 N·m
Les deux valeurs sont quasi identiques (24,4 ≈ 25 N·m, écart de 2 %, dans la tolérance de ± 5 %). Conclusion : 25 N·m français ≈ 18 lb·ft américain, c'est cohérent.
Toujours vérifier l'unité sur les notices internationales avant de régler la clé — un facteur 1,356 multiplié par erreur peut casser un raccord.
📚 Cette activité s'appuie sur §2 (Moment d'une force) et §6 (Levier dans les métiers du bâtiment) de la leçon Ch06.