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Objectifs

• Fournir aux étudiants(es) des techniques propres à l'évaluation et à l'identification des
besoins métrologiques.
• Fournir aux étudiants(es) les outils pour évaluer la variabilité des mesures en fonction
des exigences.
• Initier les étudiants(es) à la métrologie dimensionnelle. Les étudiants(es) auront
l'occasion de mettre en pratique la théorie vue au cours dans le cadre d'exercices et des
travaux pratiques.
Objectifs pédagogiques

o Comprendre et identifier les sources d'erreurs et d’incertitude dans le phénomène du
mesurage
o Le cours portera une attention spéciale sur la métrologie dimensionnelle et
géométrique
o Apprendre à sélectionner, utiliser et gérer les appareils de mesure propres à une
vérification donnée.
o Connaître les techniques existantes permettant d'effectuer une étude statistique de
reproductibilité et de répétabilité pour un processus de mesure donné.
o Comprendre les principes fondamentaux en étalonnage des instruments de mesure.
o Comprendre et interpréter le tolérablement dimensionnel et géométrique d'une
composante mécanique afin de planifier son inspection de manière appropriée.
o Rédaction d’un rapport de mesure.
o Des applications tirées d’études de cas industriels (Applications et exemples pratiques
tirés des industries d’aéronautique, de l’automobile, du transport et des produits
récréatifs)
o La résolution d'exercices et des problèmes.

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  1. 1. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie Mécanique Université de Sousse Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse Métrologie Et Contrôle qualité Niveau: 2ème année licence génie mécanique Enseignant : Frija MounirEnseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -1-
  2. 2. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie Mécanique Métrologie et contrôle qualitéMatière : METROLOGIE ET CONTROLE QUALITESpécialité : 2ème Année GENIE MECANIQUEEnseignant : FRIJA MOUNIRGrade : ASSISTANT EN GENIE MECANIQUEObjectifs • Fournir aux étudiants(es) des techniques propres à lévaluation et à lidentification des besoins métrologiques. • Fournir aux étudiants(es) les outils pour évaluer la variabilité des mesures en fonction des exigences. • Initier les étudiants(es) à la métrologie dimensionnelle. Les étudiants(es) auront loccasion de mettre en pratique la théorie vue au cours dans le cadre dexercices et des travaux pratiques.Objectifs pédagogiques o Comprendre et identifier les sources derreurs et d’incertitude dans le phénomène du mesurage o Le cours portera une attention spéciale sur la métrologie dimensionnelle et géométrique o Apprendre à sélectionner, utiliser et gérer les appareils de mesure propres à une vérification donnée. o Connaître les techniques existantes permettant deffectuer une étude statistique de reproductibilité et de répétabilité pour un processus de mesure donné. o Comprendre les principes fondamentaux en étalonnage des instruments de mesure. o Comprendre et interpréter le tolérablement dimensionnel et géométrique dune composante mécanique afin de planifier son inspection de manière appropriée. o Rédaction d’un rapport de mesure. o Des applications tirées d’études de cas industriels (Applications et exemples pratiques tirés des industries d’aéronautique, de l’automobile, du transport et des produits récréatifs) o La résolution dexercices et des problèmes. I. Travaux dirigés : Deux (2) devoirs et des travaux dirigés permettront aux étudiantes et aux étudiants d’assimiler les notions vues au cours.Enseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -2-
  3. 3. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie Mécanique II. Travaux pratique : Les travaux pratiques sont constitués de trois manipulations portant sur les techniques d’inspection (appareils conventionnels). III. Programme du cours CHAPITRE I : Mesurage mécanique : Terminologie et définitions - Introduction à la métrologie : Mesurage, grandeur mesurable, méthodes de mesures (direct et indirect), unités de mesures en mesurage mécanique, système de mesure, procédés de mesure. - Contrôle dimensionnel (par attribut ou par mesurage) - Étalonnages des instruments de métrologie : procédures de mise en œuvre (rapport d’étalonnage /constat de vérification) - La gestion des moyens et des laboratoires de mesure. - Gestion dun parc dappareils de mesure et mise en place de la fonction métrologique dans lentreprise CHAPITRE II : Caractéristiques d’un instrument de mesure - Types et caractéristiques des appareils de mesure. - Incertitudes d’un mesurage (les différentes causes derreurs) - Caractéristiques d’un instrument de mesure : Etendue de mesure, capacité, résolution, précision, sensibilité, fidélité, justesse, classe d’exactitude. - Choix des appareils de mesure - Techniques de mesure tridimensionnelles: les machines à mesurer tridimensionnelles (MMT) : principe, avantages et limitations CHAPITRE III : Estimation des incertitudes - Introduction aux incertitudes de mesure : types d’erreurs et classification (erreurs aléatoires et erreurs systématiques) - Les modes dévaluation des incertitudes de mesure - Loi de composition des incertitudes de mesure (Normale, Uniforme, Arcsin) - Détermination et calcul de différents types d’erreurs (aléatoire et systématiques) CHAPITRE IV : Dimension et tolérances géométriques - les symboles et les règles fondamentales (enveloppe, cumul, modificateurs, référentiels) - les tolérances de forme, les systèmes de référence, les tolérances dorientation et de localisation et les tolérances d’alignement circulaire, battements). CHAPITRE V : CONTROLE QUALITE PAR L’outil msp - Application des cartes de contrôle et analyse statistique des données en utilisant l’approche Maîtrise Statistique des Processus (MSP)Enseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -3-
  4. 4. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie Mécanique CHAPITRE I : MESURAGE MECANIQUE TERMINOLOGIE ET DEFINITIONS Introduction à la métrologie 1- METROLOGIE : C’est le domaine des connaissances relatives au mesurage. Il englobe tous les aspects aussi bien théoriques que pratiques quelque soit la nature de la science et de la technologie développée. 2- MESURAGE : C’est l’ensemble des opérations permettant d’attribuer une valeur à la grandeur mesuré. 3- GRANDEUR MESURABLE : C’est une caractéristique d’un phénomène, d’un corps ou d’une substance, qui est susceptible d’être distingué qualitativement par un nom (en métrologie dimensionnelle : Distance, Angle..) et déterminé qualitativement par une valeur (nombre exprimé dans l’unité choisie). 4- METHODE DE MESURE : C’est une succession logique d’opérations décrites d’une manière succente permettant de la mise en œuvre de mesurage. 4.1- Méthode direct : C’est le relevé d’une dimension à partir d’une référence. La précision et la grandeur de dimension influent sur le choix de la référence. EXP : Appareil à trait : Mètre Appareil à vernier : Pied à coulisse Appareil à vis micrométrique : Micromètre 4.2- Méthode indirect : C’est le relevé à l’aide d’un capteur de l’écart entre une pièce à mesurer et un étalon (pièce de référence). Lpièce= Létalon + α avec (Lpièce : Longueur pièce, Létalon: Longueur étalon, α: Ecart mesuré)Enseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -4-
  5. 5. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie Mécanique 5- DIMENSION : C’est la distance la plus courte entre deux points réelles ou fictifs Exp. : Un diamètre, un altviltage, un entraxe. 6- MESURANDE : C’est la grandeur particulière soumise du mesurage (Exp. : Température, Pression, Dimension…) 7- RESULTAT DE MESURAGE : C’est la valeur attribué au grandeur (à la mesurande) obtenue par mesurage. Une expression complète doit contenir la valeur et une information sur l’incertitude. 8- CONTROLE DIMENSIONEL : C’est l’ensemble des opérations permettant de déterminer si la valeur d’une grandeur se trouve bien entre les limites de tolérance qui lui sont imposées. On distingue deux types de contrôle : 8-1. le contrôle par attribut: Il est limité à une simple vérification de conformité (réponse par oui ou non, pas de mesurage) Applications : calibres fixes, montages de contrôle, plaquettes visco-tactiles 8-2. le contrôle par mesurage: Où l’on procède d’abord à un ou plusieurs mesurages pour quantifier les grandeurs et ensuite à une comparaison des valeurs mesurées avec les spécifications demandées. Pour palier à ce problème, la norme ISO 14253-1 préconise de déduire de la spécification l’incertitude de mesure Application des cartes de contrôle et analyse statistique des données en utilisant l’approche maîtrise statistique des processus (MSP) (Voir Annexe)Enseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -5-
  6. 6. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie Mécanique 9- UNITE DE MESURE : Mètre : L’unité de base de longueur. Mais conventionnellement on utilise le (mm). L’angle : (rd) 1 radian : C’est l’équivalent de l’angle qui sur une circonférence ayant pour centre le sommet de l’angle interceptant entre ses cotés un arc d’une longueur égale à celle de rayon. 1rd= {Longueur Arc balayé = R} Larc balayé 1rd R10- VALEUR VRAIE : C’est la valeur qui caractérise une grandeur parfaitement définiedans les conditions qui existent lorsque cette grandeur est considérée. Il s’agit d’une notionidéale, la valeur vraie ne peut être connue exactement et ceci quelle que soit la précision desmoyens de métrologie utilisés.11- VALEUR CONVENTIONELLEMENT VRAIE : C’est la valeur d’une grandeur quel’on substitue à la valeur vraie. La valeur conventionnellement vraie est considérée commesuffisamment proche de la valeur vraie pour que l’on considère que la différence (entre cesdeux valeurs) n’est plus significative pour l’utilisation que l’on veut en faire. Exemples : -valeur mesurée avec une très grande précision dans un laboratoire de métrologie. -valeur indiquée sur une cale étalon.Enseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -6-
  7. 7. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie Mécanique 12- ETALONNAGE : C’est l’ensemble des opérations établissant, dans des conditionsspécifiées, la relation entre les valeurs indiquées par un appareil de mesure ou un système demesure, ou les valeurs représentées par une mesure matérialisée et les valeurs connuescorrespondantes d’une grandeur mesurée. (Voir Annexe rappport de calibration)13- ETALON : Mesure matérialisée, appareil de mesure ou système de mesure, destinés àdéfinir, réaliser, conserver ou reproduire une unité ou une ou plusieurs valeurs connues d’unegrandeur pour les transmettre par comparaison à d’autres instruments de mesure.le principe de classification des boites de cale étalons : 4 Classes.La classification est suivants l’incertitude sur la longueur de cale étalon mesuré)(4 Classes : Classe 0 ; Classe 1 ; Classe 2 ; Classe3)Enseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -7-
  8. 8. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie Mécanique14- SYSTEME DE MESURE : C’est un ensemble des instruments de mesure assemblé pourfaire un mesurage spécifique. Un système de mesure à demeure (non portable) est appéléinstallation de Mesure.15- PROCEDES DE MESURE : l’instrument de mesure ne qu’un maillon dans le processusd’obtention d’un résultat de mesurage. Le procédé peut se définir comme l’ensemble constituépar : - Un principe de mesure - La Méthode de mesurage - Mode opératoire - Instrumentation adéquate - Des étalons - Un environnement (Température, Pression, humidité, vibration .etc.) Le procédé de mesure permet l’obtention d’un produit qui est le résultat de mesurage.16-GESTION DES MOYENS DE MESURE : Lors de mesurage intervient une grandeur deréférence, la normalisation actuelle oblige que ces grandeurs de référence soient les mêmesaussi bien en Tunisie que dans autres coins de monde. LNMB.I.P.M : Bureau International des Poids et Mesures, Son rôle est d’assurer la cohérence dusystème d’unités au niveau de l’ensemble des pays adhérents. BNM : Bureau National de Métrologie, Son rôle est d’assurer la cohérence du systèmed’unités au niveau national.LNM : Laboratoire National de Métrologie, Son rôle est : o De conserver les étalonsnationaux, o De travailler à l’amélioration des étalonsLaboratoires Agréés: Leur rôle est : o D’assurer le raccordement des étalons industrielsDans le domaine Dimensionnel, 2 laboratoires :Enseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -8-
  9. 9. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie Mécanique o L.N.E (Laboratoire National d’Essais) o C.T.A (Centre Technique de l’Armement)Laboratoires Habilités: Leur rôle est : o D’assurer le raccordement des étalons industrielsCOFRAC : Comité Français d’Accréditation : Au niveau des laboratoires (agréés ouhabilités), le COFRAC a pour mission de s’assurer que les quatre conditions sine qua non à laconformité d’une prestation d’étalonnage ou de vérification sont respectées par le laboratoire.Enseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -9-
  10. 10. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie Mécanique CHAPITRE II : CARACTERISTIQUES DUN INSTRUMENT DE MESURE I- Incertitude de MesurageLincertitude de mesurage est un paramètre, associé au résultat d’un mesurage, qui caractérisela dispersion des valeurs qui pourraient raisonnablement être attribuées au mesurande• Le paramètre peut être, par exemple, un écart-type (ou un multiple de celui ci) ou la demi-largeur d’un intervalle de niveau de confiance déterminé.• L’incertitude de mesure comprend, en général, plusieurs composantes. Certaines peuventêtre évaluées à partir de la distribution statistique des résultats de séries de mesurage etpeuvent être caractérisées par des écart-types expérimentaux. Les autres composantes, quipeuvent aussi être caractérisées par des écart-types, sont évaluées en admettant desdistributions de probabilité, d’après l’expérience acquise ou d’après d’autres informationsDifférents facteurs influent sur un résultat de mesurage. Ce qui engendre des erreursd’incertitudes. On cite à titre d’exemple les cinq facteurs suivants : - Environnement, - Méthode de mesurage - Opérateur, - Pièce à mesurer, - Appareil de Mesure.. Diagramme Causes-Effet dincertitude de mesurageEnseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -10-
  11. 11. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie MécaniqueII- Principaux caractéristiques d’un instrument de mesure. 1- Etendue de Mesure (Capacité) :ensemble des valeurs d’une grandeur à mesurerpour lesquelles l’erreur d’un instrument de mesure est supposée maintenue entre des limitesspécifiées. Les limites supérieures et inférieures de l’étendue spécifiée sont parfois appeléesrespectivement «portée maximale» et «portée minimale». 2- Résolution : C’est la plus petite différence d’un dispositif afficheur qui peut êtreaperçue d’une manière significatif. Pour les appareils à affichage numérique, on considère quele dernier chiffre affiché est connu à une unité prés. 3- Sensibilité : C’est le quotient de l’accroissement de la réponse par l’accroissement de signal d’entrée.Rapport entre laccroissement de laréponse (d) sur laccroissement dela grandeur mesurée (m) :S = d / mD tambour = 15.9 -> Circonférence du tambour = .15.9 = 50 mmUn tour de tambour =50 graduations -> déplacement du curseur/une graduation=1mmDéplacement du curseur entre deux graduations = 1mmSensibilité = déplacement du curseur / variation de la grandeur mesurée = 1mm/ 0.01mm= 100Dans la pratique, d se traduit par le déplacement relatif à la valeur d’un index, et mcorrespond au déplacement réel nécessaire à provoquer la variation d. La sensibilité peutdépendre de la valeur du signal d’entrée. La sensibilité d’une chaîne de mesure est égale auproduit des sensibilités des divers éléments de la chaîne. 4- Justesse : C’est l’aptitude d’un instrument de mesure à donner des indications exemptes d’erreur systématique.Enseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -11-
  12. 12. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie MécaniqueErreur de justesse de l’instrument : L’erreur de justesse dépend de la qualité de fabricationde l’instrument : C’est la composante systématique de l’erreur d’un instrument de mesure(paramètre de position).Exemples :- erreur de zéro : indication de l’instrument, pour la valeur zéro de la grandeur mesurée.- défauts géométriques (forme, orientation) du palpeur- qualité des guidages : écarts géométriques de trajectoire (petites translations etpetites rotations) au cours du déplacement du capteur (élément mobile de l’instrument).- erreur d’amplification de l’instrument (inégalité du pas de vis d’un micromètre, oudes dentures des roues d’un comparateur...).- erreur d’affichage de l’instrument (inégalité entre les graduations...).La valeur conventionnelle vraie est obtenue par lépaisseur dune cale étalon de 10 mm. Dixmesures de cette cale ont été réalisées après un étalonnage à 0 .La valeur moyenne des 10 valeurs mesurées est de 9.982 mm .Enseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -12-
  13. 13. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie MécaniqueLerreur de justesse de cet instrument après étalonnage au zéro et pour une mesure de 10 mmpeut être estimée à 0.018 mm 5- Fidélité : C’est l’aptitude d’un instrument de mesure à donner des indications très voisines lors de l’application répétée de la même mesurante dans les mêmes conditions de mesure qui comprennent : - Réduction en minimum de variation du à l’observateur - Même observateur - Même mode opératoire (Même instrument, même condition de mesure) - Même lieu - Répétition durant une constante période de temps- jeux (coulissement, articulations)- pression de contact plus ou moins grande entraînant des déformationsC’est la composante aléatoire de l’erreur d’un instrument de mesure (paramètre dedispersion). Elle représente la dispersion des mesures Mi dune même grandeur et elle estcaractérisée par son écart-type estimé :Lerreur de fidélité est égal à 6 fois la valeur de lécart type :Application :Nous avons effectué deux séries de 10 mesures sur une cale étalon de 20mmLe premier a été effectué après létalonnage de lappareil sur cette même cale.Le deuxième a été effectué après mise à zéro , les deux touches en contact.Enseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -13-
  14. 14. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie MécaniqueLes résultats obtenus nous montrent que dans les deux cas , lerreur de fidélité est proche de2/100 de mm (écart type estimé proche de 3 microns) . Par contre après étalonnage , lerreurde justesse (proche de 2 microns) est nettement plus faible que sans étalonnage (3.3 microns)Erreur systématique : C’est la moyenne qui résulterait d’un nombre finie de mesurage demême mesurante effectué dans les conditions de répétitivité moins la valeur vraie demesurante (Conventionnellement vraie). L’erreur systématique et ses causes peuvent êtredéterminé complètement.  La dispersion D représente l’erreur de fidélité : Db < Da  L’instrument B est plus fidèle que A.  L’écart E entre la moyenne arithmétique et la valeur vraie conventionnellement représente L’erreur de Justesse (Ea, Eb)Enseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -14-
  15. 15. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie Mécanique 6- Répétabilité : Ecart observé lors de mesurages successifs d’une même grandeur dans des conditions identiques (même opérateur, même lieu, mesures effectuées successivement dans une courte période de temps, même méthode). 7- Reproductibilité : Ecart observé lors de mesurages successifs d’une même grandeur en faisant varier les conditions (changement d’opérateur, de lieu, de temps, de méthode). 8- Exactitude : Aptitude d’un instrument de mesure à donner des indications proches de la valeur vraie d’une grandeur mesurée. L’exactitude représente la qualité globale de l’instrument, dans des conditions données. L’erreur d’exactitude comprend l’erreur de justesse et l’erreur de fidélité. L’exactitude correspond à l’incertitude de mesure de l’instrument. Si lerreur de justesse est connue , la valeur obtenue par la mesure sera corrigée de la valeur de lerreur de justesse et lincertitude de linstrument de mesure sera égale à : 9- Classe de précision : La classe d’un instrument de mesure ; c’est l’aptitude à satisfaire à certaines exigences d’applications métrologiques destiné à conserver les erreurs dans des limites spécifiés. Habituellement la classe est désignée par un chiffre ou une lettre adoptée par convention. C’est une caractéristique des instruments de mesure qui sont soumis aux mêmes conditions d’exactitude. La classe s’exprime : - Soit par le pourcentage de la plus grande indication que peut fournir l’instrument. Par exemple un micromètre 0-25 de classe 0.04 donnera une indication dont l’exactitude est de (25 x 0.04)/100 = 0.01mm. - Soit par un repère définissant, pour une dimension nominale donnée, l’exactitude attendue (cales étalon).. III- Classification des instrument de mesure Les instruments de mesure se devisent en deux grandes classes : Instruments de mesure Verificateur à dimensions variables Verificateur à dimensions fixes Pour alésages Pour arbres Pour filetages Instruments Instruments de mesure direct de mesure indirect Pour angles Pour LongueursEnseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -15-
  16. 16. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie Mécanique 1- Vérificateur à dimensions variables 1.1 : Instruments de mesure direct Colone de mesure & Trusquin Pieds à coulisses Jauges de profondeur Rapporteur Micromètres & jauges micrométriquesEnseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -16-
  17. 17. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie Mécanique 1.2 : Instruments de mesure indirect 2- Vérificateur à dimension fixe 2.1- Pour Alésages 2.2- Pour Arbres 2.3- Pour filetagesEnseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -17-
  18. 18. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie Mécanique 2.4- Pour Angles 2.5- Pour LongueursLe choix de l’instrument de mesure adéquat pour une opération de mesurage s’effectue selondes critères bien définis. Les paramètres de choix sont : - les caractéristiques de l’instrument de mesure : Capacité, Classe de précision, fidélité, justesse..ect - Mode Opératoire - Matériau de la pièce à mesurer (Acier, Plastique ..ect) - IV- Machines à mesurer tridimensionnelles1- Aperçue historiqueLes machines à mesurer tridimensionnelles (MMT) sont nées au début des années soixante etse sont vraiment développées après l’invention du palpeur à déclanchement en 1970. Lesprincipaux concepts qui régissent la mise en œuvre et l’exploitation de ces machines sont enplace depuis le début des années quatre-vingt. Voici quelques exemples des MMT.Enseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -18-
  19. 19. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie Mécanique2- Principe généralUne MMT est une machine à saisir et traiter de l’information. Un palpeur se déplace grâce àtrois glissières de directions orthogonales et vient au contact des surfaces réelles.Lors de chaque accostage, le calculateur mémorise les coordonnées X, Y et Y du centre de lasphère de palpage (dans le cas fréquent où le palpeur se termine par une petite sphère). Lespoints palpés permettent de déterminer une image de la surface réelle.A partir des coordonnées saisies, le logiciel de traitement des données va effectuer desopérations mathématiques visant à rechercher les valeurs des dimensions ou des spécificationsque l’on cherche à connaître ou à contrôler. Ce traitement mathématique tend à se rapprocherde plus en plus des exigences des normes sans toujours les respecter totalement.3- Architecture des Machines à Mesurer TridimensionnellesLes architectures les plus fréquemment utilisés sont : - La structure potence : assez bien adaptée aux grands volumes. Elle permet d’accéder à toutes les faces de la pièce mais la flexion du bras lui donne une précision limitée. - La structure cantilever : Particulièrement adaptée aux petites capacités de mesure, elle permet un bon accès à la pièce. - La structure portique : c’est de loin la plus répandue. Elle permet de traiter de grands volumes et d’accéder aisément aux surfaces.Enseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -19-
  20. 20. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie Mécanique4- Dispositif de palpageIl existe deux types de têtes de palpage - Les têtes de palpage dynamique : au moment du contact entre le palpeur et la surface palpée, se produit dans la tête une rupture de contact électrique qui déclenche l’ordre de lecture de la position de la sphère située à l’extrémité du palpeur ( en coordonées X, Y, Z) - Les têtes de palpages statique : Le palpeur actionne trois capteurs internes à la tête, qui délivrent en continue des informations sur la situation de la partie active du palpeur. Ces informations permettent le pilotage des moteurs actionnant les différents mouvements de la machine et permettent donc un palpage en continu des surfaces.5- Avantages et limitations - Rugueur de mesurage - Incertitudes de mesurage - Capacité de mesurage - Productivité - Rentabilité Mise en position de la pièce sur la MMT & palpeurs utilisésEnseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -20-
  21. 21. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie MécaniqueEnseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -21-
  22. 22. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie Mécanique CHAPITRE III : ESTIMATION DES INCERTITUDES 1- Définition : C’est un paramètre associé aux résultats de mesurage qui caractérise la dispersion des valeurs pouvant être attribué aux mesurante. Cette incertitude peut être un écart type ou un multiple de l’écart type ou la demi largeur de l’intervalle de confiance. 2- Erreur de Mesure (EM): C’est le résultat de Mesurage (RM) moins la valeur vraie (VV) de mesurante. EM = RM-VV 3- Erreur relative (ER): C’est le rapport de l’erreur de mesure à une valeur vraie de mesurante. ER = EM / VV 4- Types des erreurs : - Erreur systématique (ES) : Elle se reproduit en valeur absolue et en signe. Elle est pratiquement constante. On évolue régulièrement en fonction de condition de mesurage. - Erreur aléatoire (EA): Elle fluctue d’une manière imprévisible lorsqu’on répète le mesurage. Pratiquement, on considère que la dispersion est normale. E = EA + ES 5- Procédé de détermination d’erreurs de mesure 5-1 : Détermination de l’erreur Aléatoire n Y iOn procède à N mesures (Y1, Y2, Y3……..Yi…Yn) = Y  i 1 n n 2  Y  Y  iL’erreur aléatoire E A   Y 1  n i 1 ( Ecart type) n 1Cette évaluation repose sur l’indépendance de différents résultats de Mesurage. Pourcela chaque opération de Mesure doit inclure le démontage et le remontage de produità mesurer. 5-2 : Détermination des erreurs systématiques :L’évaluation de l’erreur systématique est liée à la maîtrise de processus de mesure et àl’expérience de l’opérateur, ces erreurs peuvent être notamment déterminer à partir : - Documentation de constructeur de l’appareil de mesure - Résultat d’étalonnage et de vérificationEnseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -22-
  23. 23. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie Mécanique - Une qualification des instruments utilisés - Une modélisation mathématique exprimant l’influence du paramètre identifié sur le résultat de mesurage. 5-2.1 : Erreur systématique due à la résolution de l’instrument de mesureSi on désigne q= la résolution de l’instrument de mesureExp. : Pied à coulisse 2/100 = 0.02 mm ===|| q=0,02 mmLa résolution suit une loi uniforme centrée. q EsRés  2 3 5-2.2 : Erreur systématique due à l’étalon l LE LP Lp  LE   lEnseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -23-
  24. 24. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie Mécanique Tol/L (µm) ∆LE L (mm) Erreur sur longueur des cales D’après le graphique ci-dessus, on remarque que pour chaque longueur ducale étalon on enregistre un erreur relatif ∆LE.Cet erreur est sooumise à une dipersion comprise dans un intervalle [-∆LE , + ∆LE ]La distribution de la dispersion enregistré peut suivre un des loi de distribution . Si onprend par exemple la distribution normale centrée suivante : -∆LE +∆LE 0Donc la valeur de l’erreur systématique due à l’étalon s’ecrit : LE EsEtalon  3 5-2.3 : Erreur systématique due à la TempératureExemple : On travail dans un laboratoire dont la Température égale 32°C X 0 (25 C )  28,3 mm X 1 (32 C )  28, 3   TEnseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -24-
  25. 25. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie Mécanique Avec X0 Longueur de la pièce à la température de référence T0 = TRef = 25°C  T La correction de l’erreur systématique due à la température Te Tp p eCondition de référence (Tref= T0) (LE=L0 ; L p=Lp0 ) (1) (2) LE  L0  e  Te  T0  L p  L p0  p T p  T0 Avec e : Coefficient de dilatation thermique du matériau de l’étalon L0 : Longueur de l’étalon à T0 p : Coefficient de dilatation thermique du matériau de la pièce L p 0 : Longueur de la pièce à T0 Lp  LE   l Lp  LE   T  T  L p  LE T  (2) - (1)Enseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -25-
  26. 26. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie Mécanique T  Lp0  p T p  T0   L0  e T e  T0 La correction de l’erreur systématique due à la température  T  T  L0  p T p   e Te  Cas Coef dilatation Etalon Température La correction /Pièce Te ; T p e ;  p T1 e   p Te  0 ; Tp  0 L0  p Tp   e Te 2 e   p Te  Tp  T L0 T  p   e 3 e   p Te  T p  0 04 e   p   Te  0 ; Tp  0 L0  Tp  Te 5 e   p   Te  Tp  T 06 e   p   Te  T p  0 0 Détermination de l’erreur sur  T  T  L0 T e  T0   p   e   L 0  T e  p   e (a) Erreur systématique due à la méconnaissance de  pAu sein du matériau de la pièce le coefficient de dilatation présente unedispersion. On suppose que la dispersion suit la loi normale centrée.  pièce   p   p  p  p 0Enseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -26-
  27. 27. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie Mécanique Erreur systématique due à la méconnaissance de  p  p p  p  Es p  L0 Te E s  L0 Te  T0  3 3(b) Erreur systématique due à la méconnaissance de  e Es e  L0 Te   e  LoiUniforme 3  e  Loi Arc sin Avec 2  e  Loi Normale 3(c) Erreur systématique due à TDans un locale reglé à T ; Et si on suppose que la distribution de l’erreur sur le paramètretempérature suit une loi Arcsin centrée. T T T E T s  L0  p   e  2Enseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -27-
  28. 28. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie Mécanique(d) Erreur systématique due à  TL’écart entre la température de la pièce Tp et la température de l’étalon Te = 0  T  e   LoiUniforme 3 Es T  L0  p    e 2 Loi Arc sin  e   Loi Normale 3 L’erreur Systématique Totale : p e EsTOTALE  Es  Es Rés Etalon  Es  Es  EsT  Es T Moyenne X  0 ; Etendue = 2aEnseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -28-
  29. 29. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie Mécanique CHAPITRE IV : Dimension et tolérances géométriquesEnseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -29-
  30. 30. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie MécaniqueEnseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -30-
  31. 31. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie MécaniqueEnseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -31-
  32. 32. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie MécaniqueEnseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -32-
  33. 33. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie MécaniqueEnseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -33-
  34. 34. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie MécaniqueEnseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -34-
  35. 35. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie MécaniqueEnseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -35-
  36. 36. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie MécaniqueEnseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -36-
  37. 37. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie Mécanique CHAPITRE V : CONTROLE QUALITE PAR L’OUTIL MSP FICHE OUTIL : CARTE DE CONTRÔLE AUX MESURES1. PrésentationLes cartes de contrôle permettent dassurer le suivi et le pilotage d’un process de fabrication.Elles définissent des limites de contrôle, situées à l’intérieur des tolérances client et jouantun rôle d’alerte lors de la production grâce à la mise en place de prélèvements et de mesuresdéchantillons. Les limites de tolérances LT sont fixées par le client alors que les limites decontrôle LC sont déterminées par les limites du process.Lors de la construction d’une carte aux mesures, la caractéristique suivie est de typequantitative, mesurable telle que le poids, l’épaisseur... De plus, elle doit suivre une loinormale.Enseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -37-
  38. 38. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie Mécanique Soient : LTS : limite de tolérance supérieure LTI : limite de tolérance inférieure LCS : limite de contrôle supérieure LCI : limite de contrôle inférieurePlusieurs types de cartes de contrôle aux mesures existent : Les cartes X-bar R ou shewhart qui suivent la moyenne et l’étendue Les cartes X-bar S qui suivent la moyenne et l’écart type CUSUM et EWMA qui sont relatives aux détections de faibles déréglages.Enseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -38-
  39. 39. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie Mécanique2. Construction d’une carte de contrôle X-bar R et détermination de ses limites decontrôle On présente la construction et l’analyse de la carte aux mesures X-bar R, la plus répanduedans le monde industriel2.1. Modalités de prélèvement des échantillons :Taille de l’échantillon (n) : de 3 à 5 unités par prélèvementFréquence de contrôle : Toutes les heures ou demi-heures selon les critères suivants :  Les rotations d’équipes  Le coût de non qualité  Les changements d’équipement  La taille des lots  L’importance des variations des paramètres physico-chimiques (température, humidité…)Support de prélèvement : Les opérateurs reportent les mesures sur les graphiques des cartesde contrôle. Ce support est complété par le journal de bord du process sur lequel touteintervention ou anomalie est inscrite. 2.2. Calcul des moyennes et étendues : a.Calcul des moyennes de chaque échantillon : _Soient X1, X2, , Xn les mesures relevées au sein d’un échantillon de taille n, la moyenne X secalcule par la formule suivante : b.Calcul des étendues de chaque échantillon :L’étendue au sein d’un échantillon de prélèvement est donnée par la formule suivante : Xmax et Xmin sont respectivement les valeurs maximale et minimale prises par X au seind’un échantillon 2.3.Calcul des limites de contrôle provisoires: a.Calcul de la moyenne globale et de l’étendue globale :Enseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -39-
  40. 40. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie Mécanique = _ S’il y a k sous groupes de prélèvement, X est la moyenne globale et R correspond à l’étendue globale alors : b.Calcul des limites provisoires : Pour la carte X-bar : =LCS = X + A2.R =LCI = X – A2.R Pour la carte R :Soient :LCSr : limite de contrôle supérieure des étenduesLCIr : limite de contrôle inférieure des étenduesAlors :LCSr = D4.RLCIr = D3.RLes coefficients A2, D3 et D4, sont tabulés en fonction de n, la taille de l’échantillon : 2.4. Représentation graphique de la moyenne et de l’étendue :Reporter les valeurs des moyennes et des étendues de chaque échantillon sur deux raphiques.Tracer les limites de contrôle.Enseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -40-
  41. 41. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie MécaniqueExemple de carte de contrôle de la moyenne Xbar:Une distribution de Gauss comme celle étudiée lors de la construction d’une carte de contrôleest caractérisée par le fait que 99, 73% des valeurs sont contenues dans l’équivalent de 6 . Lacarte de contrôle est composée de plusieurs zones qui reflètent cette propriété. Ainsi, les zonesA, B et C représentent chacune un écart type, soit trois de chaque côté de la moyenne. 2.5. Réviser les limites de contrôle si un des produits utilisés pour les établir est horscontrôle :Si un ou plusieurs points sont en dehors des limites de contrôles de la carte des moyennes oudes étendues, le(s) retirer et recommencer le calcul des limites. Tester les nouvelles limites. Siun point est en dehors de ces limites, l’ôter et recalculer les limites jusqu’à ce que tous lespoints soient situés à l’intérieur des limites qui deviennent alors définitives.3. Règles d’identification d’un déréglage par l’analyse de la carte de contrôle :Une fois les limites de contrôle établies, la carte peut être utilisée en production. Les valeursdes mesures sont reportées par les opérateurs lors des prélèvements. Il est possible de savoir sile procédé est stable. Si l’une des règles suivantes s’applique aux points de la carte decontrôle alors le procédé a subi un déréglage : Règle 1 : un point est à l’extérieur des limites de contrôle Règle 2 : au moins deux points sur trois consécutifs se trouvent dans la zone A ou au-delàet du même côté de la ligne centrale Règle 3 : quatre points sont dans la zone B ou au-delà et du même côté de la ligne centraleparmi cinq points consécutifs Règle 4 : huit points consécutifs sont d’un côté de la ligne centrale Règle 5 : huit points consécutifs sont en ordre croissant ou décroissant Règle 6 : si quinze points consécutifs se situent de part et dautre de la ligne centrale, dansEnseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -41-
  42. 42. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie Mécaniqueles zones C. Il s’agit d’un cas de variation cyclique Règle 7 : plus de 5% des points se situent dans ou au-delà de la zone C.4. Contrôler : Pilotage du processus par cartes de contrôleLors de cette phase, le processus est piloté en observant les cartes de contrôle. Pour uneefficacité maximale des cartes de contrôle, il est indispensable que les décisions dactions surle processus soient dictées par les cartes. Le pilotage par cartes de contrôle doit se substitueret non sadditionner aux méthodes empiriques de pilotage.Cette remarque préalable peut sembler anodine, elle est pourtant fondamentale. De trèsnombreuses applications de cartes de contrôle ont échoué faute davoir mis en pratique cetteremarque. Figure – Méthode de pilotageLa phase de pilotage consiste donc à observer les cartes, les interpréter afin de détecterlapparition de causes spéciales et de réagir avant de générer des produits hors spécification.Les interprétations des cartes de contrôle sont relativement simples, il suffit de connaîtrequelques situations de base. Linterprétation de la carte des étendues est différente de la cartedes moyennes. Lune surveille le réglage du processus, lautre surveille la dispersion duprocessus.Lorsqu’on analyse des cartes de contrôle, il faut toujours commencer par la carte desurveillance du paramètre de dispersion. En effet, si la dispersion du processus augmente, ilfaut arrêter tout de suite la machine, car la capabilité court terme est en train de chuter. Parcontre, une variation sur la carte des moyennes se résoudra souvent par un réglage.Enseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -42-
  43. 43. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie MécaniqueEnseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -43-
  44. 44. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie MécaniqueEnseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -44-
  45. 45. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie MécaniqueTD N° 1 METROLOGIE ---- Contrôle des angles----------- ISSAT Sousse Exercice 1 : (Contrôle d’un angle à la barre sinus) 1- Déterminer la fonction de transfert   f ( H , L) . 2- Déterminer l’expression de la sensibilité. 3- Déterminer l’expression de l’erreur angulaire  . 4- Calculer  pour : L=100 mm, un empilement des cales étalons H=74.12 mm. Exercice 2 : (Mesure d’angle sur piges) FIG1 FIG2 1- Déterminer une relation entre n et r. (FIG1) 2- Déterminer la fonction de transfert x  f (r1, r2 , m1, m2 ) . (FIG2) 3- Déduire l’expression de l’angle  . 4- Déterminer l’expression de la sensibilité. Exercice 3 : (Contrôle d’un angle d’un cône contenu) 1- Déterminer la fonction de transfert x  f (d , r ,  ) . 2- Déduire l’expression qui calcul l’angle  . Déduire la mesure de l’angle du cône. 3- Déterminer l’expression de la sensibilité. Enseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -45-
  46. 46. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie MécaniqueTD N° 1 METROLOGIE ---- Contrôle des angles----------- ISSAT Sousse Exercice 4 : (Contrôle d’un angle d’un cône contenant) 1- Déterminer la fonction de transfert x  f (d , r ,  ) . 2- Déduire l’expression qui calcul l’angle  . Déduire la mesure de l’angle du cône. 3- Déterminer l’expression de la sensibilité. Exercice 5 : (Mesure d’un angle) 1- Déterminer la fonction de transfert tan2 x  f (n, m1, m2 ) . 2- Déduire l’expression qui calcul l’angle 2 x . Déduire la mesure de l’angle du cône. 3- Déterminer l’expression de la sensibilité. Exercice 6 : (Filetage Méthode des 3 piges) Enseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -46-
  47. 47. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie MécaniqueEnseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -47-
  48. 48. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie Mécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de SousseMatière : METROLOGIE Année : 2005/2006Classe : 1- TS- Mécanique Durée : 1.5 HeureEnseignant : FRIJA Mounir DEVOIR Documents : non autorisésRemarques : Il est recommandé de bien lire l’énoncé. Nombre de pages : 02 La présentation sera prise en compte dans la notation (2 pts)I II III VI Date : / / 2005 Exercice I :( 7 pts) Figure1 Figure2 1) Indiquez pour chaque figure le type de l’instrument métrologique en précisant son domaine d’application. 2) Expliquer par un graphique comment se fait la classification des boites de cales étalons : Principe de classification, Nombres de Classes/Grades disponibles et indiquez pour chaque classe le niveau d’application.Exercice II :( 5 pts)Indiquer pour chaque cas de lecture la valeur mesurée (Pied à coulisse à vernier au 1/10)Enseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -48-
  49. 49. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie MécaniqueIndiquer pour chaque cas de lecture la valeur mesurée (Pied à coulisse à vernier au 1/20)Exercice III :( 6 pts) 1) Expliquer la mise en œuvre de cette méthode de mesure indirect d’angle, Enumérer les instruments métrologiques utilisés. 2) Etablir la fonction de transfert. 3) Donner l’expression de l’inclinaison α à la barre sinus. 4) Pour une valeur de H=74,12 mm, Calculer la valeur de l’angle α mesuré.Enseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -49-
  50. 50. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie Mécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse Matière : METROLOGIE Année : 2005/2006 Classe : 1- TS- Mécanique Durée : 1.5 Heure Enseignant : FRIJA Mounir DEVOIR Documents : non autorisés Remarques : Il est recommandé de bien lire l’énoncé. Nombre de pages : 02 La présentation sera prise en compte dans la notation (2 pts) I II III VI Date : / / 2005 Exercice I :( 6 pts)1) Indiquez pour la figure ci contre le type de l’instrument ent métrologique en précisant son domaine d’application.2) Expliquer par un graphique comment se fait la classification des boites de cales étalons :Principe de classification, Nombres de Classes/Gradesdesdisponibles et indiquez pour chaque classe le niveaueaud’application.3) Définir l’opération d’étalonnage. Figure 1 Exercice II :( 6 pts) Indiquer pour chaque cas de lecture la valeur mesurée (Pied à coulisse à vernier au 1/10) Enseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -50-
  51. 51. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie MécaniqueIndiquer pour chaque cas de lecture la valeur mesurée (Pied à coulisse à vernier au 1/50)Exercice III :( 6 pts) 1) Expliquer la mise en œuvre de cette méthode de mesure indirect d’angle, Enumérer les instruments métrologiques utilisés. 2) Etablir la fonction de transfert. 3) Donner l’expression de l’inclinaison α à la barre sinus. 4) Pour une valeur de H=74,12 mm, Calculer la valeur de l’angle α mesuré. 5) Pour une valeur de α = 20° 10’ , Calculer la hauteur de l’empilement des cales étalons H correspondant.Enseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -51-
  52. 52. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie Mécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse Matière : METROLOGIE Année : 2005/2006 Classe : 1- TS- Mécanique Durée : 1.5 Heure Enseignant : FRIJA Mounir DEVOIR Documents : non autorisés Remarques : Il est recommandé de bien lire l’énoncé. Nombre de pages : 02 La présentation sera prise en compte dans la notation (2 pts) I II III VI Date : / / 2005 Exercice I :( 7 pts)1) Indiquer le type de l’instrument de mesure ci contre.2) Expliquer le principe mécanique de fonctionnement de cet instrument.3) Indiquer son domaine d’application métrologique.4) Indiquer le type de vérificateur ci contre.5) Indiquer les types de vérificateurs à dimensions fixes utilisées pour vérifier respectivement : Alésages, Arbres et filetages. Expliquer les méthodes de mise en œuvre par des schémas explicatifs. Exercice II :( 5 pts) Indiquer pour chaque cas de lecture la valeur mesurée (Pied à coulisse à vernier au 1/10) Enseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -52-
  53. 53. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie MécaniqueIndiquer pour chaque cas de lecture la valeur mesurée (Pied à coulisse à vernier au 1/50)Exercice III :( 6 pts) Figure 1 Figure 2 1) Pour chaque figure : Expliquer la mise en œuvre de la méthode de mesure indirect d’angle représenté, Enumérer les instruments métrologiques utilisés. 2) Etablir la fonction de transfert (Figure 1). 3) Donner l’expression de l’angle α en fonction du rayon de pige R inchangé et de la hauteur de la cale H et des entrées C1 et C2. (Figure 1) 4) Donner l’expression de l’angle α en fonction des rayons de piges R1, R2 et des entrées C1 et C3. (Figure2).Enseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -53-
  54. 54. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie Mécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse Matière : METROLOGIE Année : 2005/2006 Classe : 1- TS- Mécanique Durée : 1.5 Heure Enseignant : FRIJA Mounir DEVOIR Documents : non autorisés Remarques : Il est recommandé de bien lire l’énoncé. Nombre de pages : 02 La présentation sera prise en compte dans la notation (2 pts) I II III VI Date : / / 2005 Exercice I :( 6 pts)1) Définir l’opération d’étalonnage.2) Expliquer par un graphique comment se fait la classification des boites de cales étalons :Principe de classification, Nombres de Classes/Grades des disponibles et indiquez pourchaque classe son niveau d’application.3) Indiquez pour la figure ci contre la procédure de mise en œuvre de l’opérationd’étalonnage du micromètre d’extérieur. . Exercice II :( 6 pts) Indiquer pour chaque cas de lecture la valeur mesurée (Pied à coulisse à vernier au 1/10) Enseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -54-
  55. 55. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie MécaniqueIndiquer pour chaque cas de lecture la valeur mesurée (Pied à coulisse à vernier au 1/50)Exercice III :( 6 pts) 1) Indiquer le type de l’instrument de mesure ci contre en précisant ses principales fonctionnalités 2) Expliquer le principe de fonctionnement du palpeur ainsi que son rôle lors de l’opération de mesurage. 3) Indiquer les avantages d’utilisation de cet appareil de mesure par rapport au trusquin. 4) Comment peut –on évaluer la capacité de mesure de cet instrument. 5) Indiquer les principales caractéristiques d’un instrument de mesure qu’on doit tenir compte lors de choix de l’instrument.Enseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -55-
  56. 56. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie Mécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de SousseMatière : METROLOGIE Année : 2005/2006Classe : 1- TS- Mécanique Durée : 1.5 HeureEnseignant : FRIJA Mounir DEVOIR Documents : non autorisésRemarques : Il est recommandé de bien lire l’énoncé. Nombre de pages : 02 La présentation sera prise en compte dans la notation (2 pts)I II III VI Date : / / 2005Exercice I :( 6 pts)1) Enoncer les principaux types des tolérances géométriques.2) Indiquer l’utilité de contrôle des spécifications géométriques.3) Quel type de contrôle effectué par cette machine.4) Expliquer par un schéma démonstratif le principe de fonctionnement de cette machine ainsi la procédure de mise en œuvre de ce type de contrôle.5) Peut-on faire ce même type de contrôle par une méthode conventionnelle ? Si oui, indiquer par un schéma explicatif.Exercice II :( 5pts)Indiquer pour chaque cas de lecture la valeur mesurée (Pied à coulisse à vernier au 1/10)Enseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -56-
  57. 57. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie MécaniqueIndiquer pour chaque cas de lecture la valeur mesurée (Pied à coulisse à vernier au 1/50)Exercice III :( 7 pts) 1) En analysant les figures 1 et 2, indiquer la différence entre ces deux types d’instruments de mesure. Lequel est le plus précis. 2) Indiquer dans un tableau les caractéristiques de chaque instrument de mesure : désignation Capacité Résolution ApplicationFig1Fig2 3) Pour l’instrument figurant à la figure 3, Expliquer par un schéma représentatif son principe d’application. 4) Pour chaque méthode de mesure directe ou indirecte, utiliser l’un de ces instruments pour expliquer les étapes Figure 1 Figure 2 de mesures et le principe de la méthode par un schéma. 5) Enoncer les causes d’erreur lors d’une opération de mesurage par un diagramme cause effet Figure 4 Figure 3Enseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -57-
  58. 58. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie Mécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse Matière : METROLOGIE Année : 2005/2006 Classe : 1- TS- Mécanique Durée : 1.5 Heure Enseignant : FRIJA Mounir DEVOIR Documents : non autorisés Remarques : Il est recommandé de bien lire l’énoncé. Nombre de pages : 02 La présentation sera prise en compte dans la notation (2 pts) I II III VI Date : / / 2005 Exercice I :( 5 pts)1) Indiquer le type de l’instrument de mesure ci contre en précisant ses principales fonctionnalités.2) Expliquer le principe de fonctionnement du palpeur ainsi que son rôle lors de l’opération de mesurage.3) Indiquer les avantages d’utilisation de cet appareil.4) Comment peut –on évaluer la capacité de mesure de cette machine de mesure.5) Enoncer les causes d’erreur lors d’une opération de mesurage par un diagramme cause effet. Exercice II :( 6 pts) Indiquer pour chaque cas de lecture la valeur mesurée (Pied à coulisse à vernier au 1/20) Enseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -58-
  59. 59. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie MécaniqueIndiquer pour chaque cas de lecture la valeur mesurée (Pied à coulisse à vernier au 1/50)Exercice III :( 7 pts) 1) L’étalonnage des instruments de mesure est indispensable dans la métrologie. En utilisant un calibre de contrôle, on peut réaliser cet opération pour différentes catégories des instruments (exp: Micromètre d’intérieur, pied à coulisse, trusquin) comme ci indiquée ci-dessous. Définir ainsi l’opération d’étalonnage. 2) Expliquer par un graphique comment se fait la classification des boites de cales étalons : Principe de classification, Nombres de Classes/Grades disponibles et indiquez pour chaque classe son niveau d’application. 3) Rédiger un exemple illustratif d’un rapport d’étalonnage (Indication : le choix de l’appareil à vérifier est volontaire). 4) On effectue l’opération d’étalonnage dans un laboratoire de métrologie en respectant des conditions normalisées. Quelles sont ces conditions ? Calibre de contrôle Etalonnage d’un pied à coulisse Etalonnage d’un Trusquin Etalonnage d’un micromètre d’intérieurEnseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -59-
  60. 60. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie Mécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse Matière : METROLOGIE Année : 2005/2006 Classe : 1- TS- Mécanique Durée : 1.5 Heure Enseignant : FRIJA Mounir DEVOIR Documents : non autorisés Remarques : Il est recommandé de bien lire l’énoncé. Nombre de pages : 02 La présentation sera prise en compte dans la notation (2 pts) I II III VI Date : / / 2005 Exercice I :( 6 pts)1) La figure ci contre illustre une opération métrologique (Opération d’étalonnage d’un micromètre de profondeur) : définir l’opération d’étalonnage, Principe et déroulement du processus.2) Indiquer la classe d’exactitude des cales de référence utilisée dans ce contrôle.3) On effectue l’opération d’étalonnage dans un laboratoire de métrologie en respectant des conditions normalisées. Quelles sont ces conditions ? Exercice II :( 6 pts) Indiquer pour chaque cas de lecture la valeur mesurée (Pied à coulisse à vernier au 1/20) Enseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -60-
  61. 61. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie MécaniqueIndiquer pour chaque cas de lecture la valeur mesuréeExercice III :( 6 pts) Palpeur 2) Indiquer le type de l’instrument de mesure ci-dessus en précisant ses principales fonctionnalités. 3) Expliquer le principe de fonctionnement du palpeur ainsi que son rôle lors de l’opération de mesurage. Indiquer les différents types de palpeurs. 4) Indiquer les avantages d’utilisation de cet appareil. 5) Comment peut –on évaluer la capacité de mesure de cette machine de mesure. 6) Enoncer les causes d’erreur lors d’une opération de mesurage par un diagramme cause effetEnseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -61-
  62. 62. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie Mécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de SousseMatière : METROLOGIE Année : 2004/2005Classe : 1- TS- Mécanique Durée : 1.5 HeureEnseignant : FRIJA Mounir EXAMEN Documents : non autorisés Ben Sghaier RabïRemarques : Il est recommandé de bien lire l’énoncé. Nombre de pages : 02 La présentation sera prise en compte dans la notation (2 pts)I II III VI Date : 29 / 01 / 2005Exercice I :(3pts)Dans une chaîne de production d’usinage d’une pièce de dimension nominale D=12mm avec unetolérance = 0,1mm, on effectue un sondage d’un échantillon de 10 pièces à chaque heure pour lecontrôle. Après un poste de travail de 8 heures, l’opérateur contrôleur relève les mesures suivantes : Heure 1 2 3 4 5 6 7 8 Dimension relevée 11,91 11,93 11,95 11,98 12,00 12,02 12,04 12,07 (mm) a) Tracer la carte de contrôle et déterminer la (limite de contrôle inférieur et supérieur : LCI et LCS) (1,5 pts) b) Décrire dans une fiche les constatations, l’interprétation et les corrections proposées vis-à-vis cette production. (1,5 pts)Exercice II :( 7 pts)D’après la figure suivante, on désire effectuer un contrôle de l’angle   2x d’un cône en utilisant unepige de rayon r inchangé au cours de l’opération de mesure. 1- Réciter quelques methodes de mesured’angles (1,5 pts) 2- Déterminer la fonction de transfert x  f ( n, m1 , m2 ) (1,5 pts)3- Déduire l’expression de la mesure de l’angle ducône  (1 pts)4- Déterminer les variables d’entrée et la variablede sortie du système (1 pts)5- Déterminer l’expression de la sensibilité parrapport au paramètre n (2 pts)Enseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -62-
  63. 63. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie MécaniqueExercice III : (9 pts)Etalonnage d’un pied à coulisse par une cale étalon de 202 mm, on effectue 10 mesures : N° 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Yi (mm) 201.98 202.00 201.99 202.00 202.00 201.98 201.98 202.01 201.98 202.01  La résolution du pied à coulisse de 2 100 . Notons que la dispersion du paramètre résolution suit une loi uniforme.  Le certificat d’étalonnage de la cale donne l’erreur sur la longueur de la cale L. U ref   m   0.5  2.103 L( mm) Notons que U ref  K . U étalon avec K  2  L’opération d’étalonnage est effectué dans un locale climatisé à T  1C . La dispersion sur le paramètre température ΔT suit une loi normale.    On estime une variation de T  Tp Te  0.2C entre la cale et le pied à coulisse [loi de dispersion Arcsin du paramètre  T ]  Les valeurs des coefficients de dilatations du pied à coulisse et de l’étalon sont égales 6 6 1 respectivement  p   e  11.5 10  1 10 C . La dispersion du coefficient de dilatation  suit une loi uniforme. QUESTIONS : 1) Calculer l’erreur aléatoire (1 pts) 2) Evaluation de l’erreur systématique : - Calculer l’erreur systématique due à la résolution (1 pts) - Calculer l’erreur systématique due à la cale étalon (1 pts) - Calculer l’erreur systématique due à la méconnaissance de αe (1 pts) - Calculer l’erreur systématique due à la méconnaissance de αp (1 pts) - Calculer l’erreur systématique due à ΔT (1 pts) - Calculer l’erreur systématique due à δT (1 pts) Calculer l’erreur systématique totale (1 pts) 3) Calculer l’erreur totale (1 pts)Enseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -63-
  64. 64. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie Mécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de SousseMatière : METROLOGIE Année : 2005/2006Classe : 1- TS- Mécanique Durée : 1.5 HeureEnseignant : FRIJA Mounir EXAMEN Documents : Non autorisésRemarques : Il est recommandé de bien lire l’énoncé. Nombre de pages : 02 La présentation sera prise en compte dans la notation (2 pts)I 6 pts II 6 pts III 6 pts VI Date : 23 / 01 / 2006Exercice I :( 6 pts)6) Enoncer les principaux types des tolérances géométriques.7) Indiquer l’utilité de contrôle des spécifications géométriques.8) Quel type de contrôle effectué par cette machine.9) Expliquer par un schéma démonstratif le principe de fonctionnement de cette machine ainsi la procédure de mise en œuvre de ce type de contrôle.10) Peut-on faire ce même type de contrôle par une méthode conventionnelle ? Si oui, indiquer par un schéma explicatif.Exercice II :( 6 pts) 1) Indiquer le type de l’instrument de mesure ci-dessus en précisant ses principales fonctionnalités.Enseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -64-
  65. 65. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie Mécanique 2) Expliquer le principe de fonctionnement du palpeur ainsi que son rôle lors de l’opération de mesurage. Indiquer les différents types de palpeurs. 3) Indiquer les avantages d’utilisation de cet appareil. 4) Comment peut –on évaluer la capacité de mesure de cette machine de mesure. 5) Enoncer les principales causes d’erreur lors d’une opération de mesurage en utilisant cette machine de mesure.Exercice III :( 6 pts) 6) En analysant les figures 1 et 2, indiquer la différence entre ces deux types d’instruments de mesure. Lequel est le plus précis. 7) Indiquer dans un tableau les caractéristiques de chaque instrument de mesure : désignation Capacité Résolution ApplicationFig1Fig2 8) Pour l’instrument figurant à la figure 3, Expliquer par un schéma représentatif son principe d’application. 9) Pour chaque méthode de mesure directe ou indirecte, utiliser l’un de ces instruments pour expliquer les étapes Figure 2 Figure 1 de mesures et le principe de la méthode par un schéma. 10) Enoncer les causes d’erreur lors d’une opération de mesurage par un diagramme cause effet Figure 4 Figure 3Enseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -65-
  66. 66. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie Mécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de SousseMatière : METROLOGIE Année : 2006/2007Classe: 1 DUT GM / DUT MAU Durée : 1.5 HeuresEnseignant : FRIJA MOUNIR EXAMEN Documents : non autorisésRemarques : Il est recommandé de bien lire l’énoncé. Nombre de pages : 04 La présentation sera prise en compte dans la notation (2 pts)I 3 pts II 3 pts III 6 pts VI 6 pts Date :09 / 01 / 2007Exercice I :( 3pts)Dans une chaîne de production d’usinage d’une pièce de dimension nominale D=12mm avec unetolérance = 0,1mm, on effectue un sondage d’un échantillon de 10 pièces à chaque heure pour lecontrôle. Après un poste de travail de 8 heures, l’opérateur contrôleur relève les mesures suivantes : Heure 1 2 3 4 5 6 7 8 Dimension relevée (mm) 11,91 11,93 11,95 11,98 12,00 12,02 12,04 12,07 c) Tracer la carte de contrôle et déterminer la (limite de contrôle inférieur et supérieur : LCI et LCS) d) Décrire dans une fiche les constatations, l’interprétation et les corrections proposées vis-à-vis cette production.Exercice II : (3 pts)Etalonnage de deux pieds à coulisse par une cale étalon de 50 mm, on effectue 12 mesurespour chacune: Pied à coulisse N°1 : N° 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12Yi (mm) 49.98 50.00 49.99 50.00 50.00 49.98 49.98 50.01 49.98 50.01 49 .98 50.00Pied à coulisse N°2 : N° 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12Yi (mm) 49.98 49.98 49.99 49.99 49.98 49.99 49.98 49.99 49.99 49.99 49 .98 49.99 Note : la résolution de deux pieds à coulisse est de 1/100 QUESTIONS : 4) Calculer l’erreur aléatoire  Y , la moyenne Y pour chaque opération de mesurage. 5) Calculer l’erreur de fidélité et l’erreur de justesse intrinsèques à chaque instrument de mesure. 6) Faire une étude comparative entre le deux instruments de mesures indiqués ci-dessus.Enseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -66-
  67. 67. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie MécaniqueExercice III :( 6 pts) FIGURE N°1 FIGURE N°2 7) Indiquer le type de l’instrument de mesure indiqué dans la figure1 en précisant ses principales fonctionnalités. 8) Indiquer les différents types de palpeurs utilisés dans cette machine de mesure ainsi que leurs principe de fonctionnement. 9) Indiquer les avantages d’utilisation de cet appareil. 10) Comment peut –on évaluer la capacité de mesure de cette machine de mesure. 11) Indiquer les différents types d’architecture de ces machines. Pour la figure 1, 3 et 4 Motionner pour chacune l’architecture correspondante. 12) Enoncer les causes d’erreur lors d’une opération de mesurage par un diagramme cause effet FIGURE N°4 FIGURE N°3 BONNE CHANCEEnseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -67-
  68. 68. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie Mécanique Nom & Prénom : ……………………………………… Groupe : ………………….Exercice IV ( 6pts) Indication : Cette feuille est à rendre1) Indiquer pour chaque cas de lecture la valeur mesurée (Micromètre d’extérieur 1) …………………….. …………………….. …………………….. …………………….. …………………….. ……………………..Enseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -68-
  69. 69. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie Mécanique NE RIEN ECRIRE ICIIndiquer pour chaque cas de lecture la valeur mesurée(Pied à coulisse à vernier au 1/10)(Pied à coulisse à vernier au 1/50)(Pied à coulisse à vernier au 1/20) BONNE CHANCEEnseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -69-
  70. 70. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie MécaniqueEnseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -70-
  71. 71. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse 2ème Année licence Génie Mécanique Traitement Statistique des DonnéesEnseignant : Frija Mounir Métrologie & Contrôle Qualité -71-

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