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ISET KEF Métrologie 
Département G. Mécanique 1/13 
CHAPITRE 1 – Instruments de mesure/contrôle mécaniques 
1. Introduction : 
Aucun moyen de production de pièces ne permet d’obtenir des cotes rigoureusement exactes ou des surfaces géométriquement parfaites. La métrologie est l’ensemble des opérations nécessaires pour déterminer avec précision la valeur d’une grandeur à mesurer au pour réaliser un contrôle. Elle est la science et technique de la mesure, elle permet de s’adapter aux exigences changeantes des marchés tout en respectant des règles de plus précises sur les caractéristiques du produit et de sa fabrication. On trouve deux types de technique de mesure : 
 Mesurage dimensionnel 
 Mesurage géométrique 
2. Qualités métrologiques des instruments de mesures : 
2.1. Etendue de mesure : 
C’est l’ensemble des valeurs d’une grandeur à mesurer pour lesquelles l'instrument donne une valeur avec une erreur inférieure ou égale à l'erreur maximale tolérée. 
2.2. Sensibilité d’un instrument de mesure : 
Rapport k entre l'accroissement de la variable observée (dl) et l’accroissement réel de la grandeur mesurée (dG). 
k = dldG 
2.3. Justesse d’un instrument de mesure : 
Qualité d'un instrument de mesure à donner des indications égales à la valeur vraie de la grandeur mesurée. 
2.4. Fidélité d’un instrument de mesure 
Aptitude d'un instrument de mesure à donner toujours la même indication pour une même valeur de la grandeur mesurée. 
2.5. Précision d’un instrument de mesure 
Qualité globale caractérisant l'aptitude d'un instrument de mesure à donner des indications proches de la valeur de la grandeur à mesurer.
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Département G. Mécanique 2/13 
2.6. Constance d’un instrument de mesure : 
Qualité caractérisant l'aptitude d'un instrument de mesure à concerner des qualités 
métrologiques constantes en fonction du temps. 
3. Classification des instruments de mesures : 
3.1. Vérificateurs à dimensions variables : 
3.1.1. Contrôle par mesure direct : 
C’est une méthode de mesure dans laquelle la valeur d'une grandeur à mesurer est obtenue 
directement par lecture de la grandeur à mesurer. 
 Le pied à coulisse 
Le pied à coulisse est un instrument de mesure de précision en acier inoxydable, trempé. Il est 
constitué d'une règle graduée en mm possédant un bec à une extrémité, d'un coulisseau portant 
une graduation de vernier et possédant aussi un bec. Il est souvent utilisé pour contrôler ou 
mesurer des côtes dont l’intervalle de tolérance est supérieur ou égale à 0.04 mm. Dans certain 
cas on peut aller jusqu’à un intervalle de tolérance égale à 0.02 mm avec un pied à coulisse à 
cadran ou à afficheur numérique. Il serve à mesurer avec précision des petites longueurs : 150 
mm, 200 mm et 250 mm. La position de mesurage peut être stabilisée par la vis de blocage. 
Figure 1. Pied à coulisse. 
Instruments de mesures 
Vérificateurs à dimensions variables 
Etalons 
Contrôle par 
mesure direct 
Vérificateurs à dimensions fixes 
Contrôle par 
mesure indirect 
Jauges 
Calibre à limites
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Département G. Mécanique 3/13 
Un pied à coulisse est caractérisé par : 
- son type de vernier 
- sa capacité maxi 
- ses types de becs 
Méthode de mesure avec un pied à coulisse : 
Insérer l’objet à mesurer entre les mâchoires (becs) du pied à coulisse et fermer ces mâchoires 
sur l’objet. On fige la mesure par la vis de blocage. 
Lire le nombre entier de mm, à gauche du zéro du vernier. On localise la graduation du vernier 
(une seule possible) qui coïncide avec une graduation quelconque de la règle. Et on ajoute aux 
millimètres, les 1/10ème, 1/20ème ou 1/50ème, selon les cas, pour obtenir la mesure exacte. 
Exemple : 
Figure 2. Lecture d’une mesure avec un pied à coulisse 
On trouve quatre types de pieds à coulisses : 
Figure 3. Pied à coulisse avec becs fins 
Figure 4. Pied à coulisse avec becs normaux
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Département G. Mécanique 4/13 
Figure 5. Pied à coulisse à cadran 
Figure 6. Pied à coulisse digital 
 La jauge de profondeur 
La jauge de profondeur est une variante du calibre à coulisse. Il permet la mesure des 
profondeurs et la méthode de lecture utilisée est strictement identique au pied à coulisse. 
Utilisation des jauges de profondeurs : 
Figure 7. Jauge de profondeur simple 
Figure 8. Avec talon rotatif 
Figure 9. Avec semelle amovible 
Types des jauges de profondeurs :
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Département G. Mécanique 5/13 
On trouve différentes types de jauges de profondeur dont on peut les classées selon la nature de 
lecture : 
Figure 10. Lecture sur vernier 
Figure 11. Lecture numérisée 
 Le trusquin 
Sur une règle montée sur un pied, on utilise une règle muni d’un bec traceur. 
Figure 12. Trusquin à lecture sur vernier 
Figure 13. Trusquin à lecture numérique 
 Le micromètre d’extérieur 
Le micromètre ou palmer est un instrument de précision. Il est constitué d'un corps en U 
possédant une touche fixe et une touche mobile actionnée par un tambour qui tourne autour 
d’une règle graduée. Le déplacement de la touche mobile est assuré par une vis à pas fin dite 
micrométrique. 
Le micromètre est choisit en fonction de la pièce à mesurer (0 à 25mm, 25 à 50mm, …). Il 
permet l’évaluation des mesures avec une précision de 1/100 mm, il est constitué en acier dur, 
seulement les touches sont trempées. 
Le pas de la vis micrométrique est égale à 0.5 mm ( p  0.5mm) et le nombre de division du 
tambour est égale à 50 ( N  50divisions ) donc une division du tambour, correspond à un 
déplacement de la touche mobile de 0.01 mm.
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Département G. Mécanique 6/13 
Figure 14. Micromètre d’extérieur. 
Méthode de mesure avec un micromètre : 
Insérer l’objet à mesurer dans les mâchoires du micromètre, pincer la pièce avec les touches à 
l’aide de la friction et on fait le serrage de la pièce à l’aide de la molette limiteur d’effort. 
Lire le nombre entier de mm et de 1/2 mm sur la génératrice de repérage (dernière graduation 
découverte par le tambour). Puis on lit la fraction de millimètre ( X ) sur le tambour gradué en 
0,01. 
Figure 15. Lecture sur un micromètre 
Rq : la lecture au micromètre présente une particularité demandant une certaine attention pour 
ne pas commettre d'erreur. 
N.B : Pour un micromètre on doit vérifier l’étalonnage à l’aide de la jauge prévu à cet 
effet, avant chaque utilisation.
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Département G. Mécanique 7/13 
 Le micromètre d’intérieur 
Figure 16. Micromètre à becs d’intérieur 
Figure 17. Alésomètre 3 touches 
Le mode de lecture est le même que pour le micromètre d’extérieur. Dans la Figure 18 le 
tambour commande la sortie des trois touches à 120° et permet la mesure d’alésage. 
 Jauge micrométrique de profondeur 
Figure 19. Jauges micrométriques de profondeur 
 Rapporteur d’angle 
Un rapporteur d’angle sert à mesurer des angles à l’aide de deux règles en acier inoxydable qui 
prennent appui sur chacune des surfaces matérialisant l’angle. 
Figure 20. Rapporteur d'angle à vernier 
Figure 21. Rapporteur d'angle numérique
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Département G. Mécanique 8/13 
3.1.2. Contrôle par mesure indirect : 
La grandeur à mesurer est comparée à une grandeur de même nature, de valeur connue, peu différente de celle de la grandeur à mesurer (on mesure la différence entre les deux grandeurs). 
 Le comparateur 
On peut relever cette grandeur à l’aide d’un capteur ; c’est l’écart entre une pièce à mesurer et un étalon (pièce de référence). Pour ce type de mesurage on utilise le comparateur à cadran. 
Figure 22. Mesurage indirect Le comparateur à cadran utilise un système d’amplification mécanique par pignon crémaillère et train d’engrenages. 
Figure 23. Comparateur à cadran Pour un déplacement de 1 mm du palpeur lié à la crémaillère, l’aiguille liée au pignon terminal de la chaîne cinématique fait 1 tour. Le cadran étant divisé en 100 graduations, chaque graduation est égale à 0.01 mm. Le petit cadran indique le nombre de tours de la grande aiguille.
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Département G. Mécanique 9/13 
On trouve différents types de comparateurs 
Figure 24. Comparateur à cadran à 
tige rentrante radiale 
Figure 25. Comparateur à cadran 
numérique à tige rentrante radiale 
Figure 26. Comparateur à levier 
mécanique 
3.2. Vérificateurs à dimensions fixes 
3.2.1. Etalons 
 Cales étalons 
Les cales étalons sont des étalons de longueur en forme de parallélépipèdes rectangles. 
Figure 27. Cales étalons 
 Equerres et angles étalons 
Ces étalons permettent un contrôle rapide d’angle. Ils ont des angles de 45°, 60°, 90°, 120°, 
135°. 
Les blocs équerres (90°) sont les plus utilisés pour le contrôle de perpendicularité.
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Figure 28. Equerres 
3.2.2. Jauges 
Les jauges sont des instruments d’ateliers qui permettent un contrôle rapide et simple, peu 
précis. On peu distinguer les jauges à rayons, d’épaisseurs, de filetages… 
Figure 29. Jauge de filetage 
Figure 30. Jauge à rayons 
3.2.3. Calibres à limites 
Pour assurer l’interchangeabilité des pièces, on les cote souvent à l’aide d’ajustement fixant 
ainsi une cote mini et une maxi. Pour vérifier ces pièces en cours de fabrication ou à la 
réception, on utilise souvent des calibres à limites. 
 Calibres d’alésages 
Figure 31. Tampon lisse double
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Figure 32. Jauge plat 
 Calibres d’arbre 
Figure 33. Bagues lisses 
Figure 34. Calibre à mâchoires 
 Contrôle de filetage 
Figure 35. Tampon fileté
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Département G. Mécanique 12/13 
3.2.4. Mesure trigonométrique 
On utilise des piges (petits cylindres de diamètre connu et de grande précision). 
 Mesure d’angle ou d’inclinaison 
 Mesure de cône 
 Mesure de queue d’aronde
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 Barre sinus 
Dans quelques cas on préfère contrôler une horizontalité ou un parallélisme et calculer ensuite 
les angles. La barre sinus est composée d’un corps qui permet de maintenir deux piges à une 
distance fixe et précise. 
Figure 36. Barre sinus 
Comme exemple d’application on trouve 
Figure 37. Exemple d’application de la barre de sinus 
3.3. Projecteur de profil 
Cet appareil permet de projeter sur un écran le 
profil d’une pièce, les mesures peuvent être 
effectuées par les déplacements des chariots 
croisés.

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Métrologie - les instruments de mesure

  • 1. ISET KEF Métrologie Département G. Mécanique 1/13 CHAPITRE 1 – Instruments de mesure/contrôle mécaniques 1. Introduction : Aucun moyen de production de pièces ne permet d’obtenir des cotes rigoureusement exactes ou des surfaces géométriquement parfaites. La métrologie est l’ensemble des opérations nécessaires pour déterminer avec précision la valeur d’une grandeur à mesurer au pour réaliser un contrôle. Elle est la science et technique de la mesure, elle permet de s’adapter aux exigences changeantes des marchés tout en respectant des règles de plus précises sur les caractéristiques du produit et de sa fabrication. On trouve deux types de technique de mesure :  Mesurage dimensionnel  Mesurage géométrique 2. Qualités métrologiques des instruments de mesures : 2.1. Etendue de mesure : C’est l’ensemble des valeurs d’une grandeur à mesurer pour lesquelles l'instrument donne une valeur avec une erreur inférieure ou égale à l'erreur maximale tolérée. 2.2. Sensibilité d’un instrument de mesure : Rapport k entre l'accroissement de la variable observée (dl) et l’accroissement réel de la grandeur mesurée (dG). k = dldG 2.3. Justesse d’un instrument de mesure : Qualité d'un instrument de mesure à donner des indications égales à la valeur vraie de la grandeur mesurée. 2.4. Fidélité d’un instrument de mesure Aptitude d'un instrument de mesure à donner toujours la même indication pour une même valeur de la grandeur mesurée. 2.5. Précision d’un instrument de mesure Qualité globale caractérisant l'aptitude d'un instrument de mesure à donner des indications proches de la valeur de la grandeur à mesurer.
  • 2. ISET KEF Métrologie Département G. Mécanique 2/13 2.6. Constance d’un instrument de mesure : Qualité caractérisant l'aptitude d'un instrument de mesure à concerner des qualités métrologiques constantes en fonction du temps. 3. Classification des instruments de mesures : 3.1. Vérificateurs à dimensions variables : 3.1.1. Contrôle par mesure direct : C’est une méthode de mesure dans laquelle la valeur d'une grandeur à mesurer est obtenue directement par lecture de la grandeur à mesurer.  Le pied à coulisse Le pied à coulisse est un instrument de mesure de précision en acier inoxydable, trempé. Il est constitué d'une règle graduée en mm possédant un bec à une extrémité, d'un coulisseau portant une graduation de vernier et possédant aussi un bec. Il est souvent utilisé pour contrôler ou mesurer des côtes dont l’intervalle de tolérance est supérieur ou égale à 0.04 mm. Dans certain cas on peut aller jusqu’à un intervalle de tolérance égale à 0.02 mm avec un pied à coulisse à cadran ou à afficheur numérique. Il serve à mesurer avec précision des petites longueurs : 150 mm, 200 mm et 250 mm. La position de mesurage peut être stabilisée par la vis de blocage. Figure 1. Pied à coulisse. Instruments de mesures Vérificateurs à dimensions variables Etalons Contrôle par mesure direct Vérificateurs à dimensions fixes Contrôle par mesure indirect Jauges Calibre à limites
  • 3. ISET KEF Métrologie Département G. Mécanique 3/13 Un pied à coulisse est caractérisé par : - son type de vernier - sa capacité maxi - ses types de becs Méthode de mesure avec un pied à coulisse : Insérer l’objet à mesurer entre les mâchoires (becs) du pied à coulisse et fermer ces mâchoires sur l’objet. On fige la mesure par la vis de blocage. Lire le nombre entier de mm, à gauche du zéro du vernier. On localise la graduation du vernier (une seule possible) qui coïncide avec une graduation quelconque de la règle. Et on ajoute aux millimètres, les 1/10ème, 1/20ème ou 1/50ème, selon les cas, pour obtenir la mesure exacte. Exemple : Figure 2. Lecture d’une mesure avec un pied à coulisse On trouve quatre types de pieds à coulisses : Figure 3. Pied à coulisse avec becs fins Figure 4. Pied à coulisse avec becs normaux
  • 4. ISET KEF Métrologie Département G. Mécanique 4/13 Figure 5. Pied à coulisse à cadran Figure 6. Pied à coulisse digital  La jauge de profondeur La jauge de profondeur est une variante du calibre à coulisse. Il permet la mesure des profondeurs et la méthode de lecture utilisée est strictement identique au pied à coulisse. Utilisation des jauges de profondeurs : Figure 7. Jauge de profondeur simple Figure 8. Avec talon rotatif Figure 9. Avec semelle amovible Types des jauges de profondeurs :
  • 5. ISET KEF Métrologie Département G. Mécanique 5/13 On trouve différentes types de jauges de profondeur dont on peut les classées selon la nature de lecture : Figure 10. Lecture sur vernier Figure 11. Lecture numérisée  Le trusquin Sur une règle montée sur un pied, on utilise une règle muni d’un bec traceur. Figure 12. Trusquin à lecture sur vernier Figure 13. Trusquin à lecture numérique  Le micromètre d’extérieur Le micromètre ou palmer est un instrument de précision. Il est constitué d'un corps en U possédant une touche fixe et une touche mobile actionnée par un tambour qui tourne autour d’une règle graduée. Le déplacement de la touche mobile est assuré par une vis à pas fin dite micrométrique. Le micromètre est choisit en fonction de la pièce à mesurer (0 à 25mm, 25 à 50mm, …). Il permet l’évaluation des mesures avec une précision de 1/100 mm, il est constitué en acier dur, seulement les touches sont trempées. Le pas de la vis micrométrique est égale à 0.5 mm ( p  0.5mm) et le nombre de division du tambour est égale à 50 ( N  50divisions ) donc une division du tambour, correspond à un déplacement de la touche mobile de 0.01 mm.
  • 6. ISET KEF Métrologie Département G. Mécanique 6/13 Figure 14. Micromètre d’extérieur. Méthode de mesure avec un micromètre : Insérer l’objet à mesurer dans les mâchoires du micromètre, pincer la pièce avec les touches à l’aide de la friction et on fait le serrage de la pièce à l’aide de la molette limiteur d’effort. Lire le nombre entier de mm et de 1/2 mm sur la génératrice de repérage (dernière graduation découverte par le tambour). Puis on lit la fraction de millimètre ( X ) sur le tambour gradué en 0,01. Figure 15. Lecture sur un micromètre Rq : la lecture au micromètre présente une particularité demandant une certaine attention pour ne pas commettre d'erreur. N.B : Pour un micromètre on doit vérifier l’étalonnage à l’aide de la jauge prévu à cet effet, avant chaque utilisation.
  • 7. ISET KEF Métrologie Département G. Mécanique 7/13  Le micromètre d’intérieur Figure 16. Micromètre à becs d’intérieur Figure 17. Alésomètre 3 touches Le mode de lecture est le même que pour le micromètre d’extérieur. Dans la Figure 18 le tambour commande la sortie des trois touches à 120° et permet la mesure d’alésage.  Jauge micrométrique de profondeur Figure 19. Jauges micrométriques de profondeur  Rapporteur d’angle Un rapporteur d’angle sert à mesurer des angles à l’aide de deux règles en acier inoxydable qui prennent appui sur chacune des surfaces matérialisant l’angle. Figure 20. Rapporteur d'angle à vernier Figure 21. Rapporteur d'angle numérique
  • 8. ISET KEF Métrologie Département G. Mécanique 8/13 3.1.2. Contrôle par mesure indirect : La grandeur à mesurer est comparée à une grandeur de même nature, de valeur connue, peu différente de celle de la grandeur à mesurer (on mesure la différence entre les deux grandeurs).  Le comparateur On peut relever cette grandeur à l’aide d’un capteur ; c’est l’écart entre une pièce à mesurer et un étalon (pièce de référence). Pour ce type de mesurage on utilise le comparateur à cadran. Figure 22. Mesurage indirect Le comparateur à cadran utilise un système d’amplification mécanique par pignon crémaillère et train d’engrenages. Figure 23. Comparateur à cadran Pour un déplacement de 1 mm du palpeur lié à la crémaillère, l’aiguille liée au pignon terminal de la chaîne cinématique fait 1 tour. Le cadran étant divisé en 100 graduations, chaque graduation est égale à 0.01 mm. Le petit cadran indique le nombre de tours de la grande aiguille.
  • 9. ISET KEF Métrologie Département G. Mécanique 9/13 On trouve différents types de comparateurs Figure 24. Comparateur à cadran à tige rentrante radiale Figure 25. Comparateur à cadran numérique à tige rentrante radiale Figure 26. Comparateur à levier mécanique 3.2. Vérificateurs à dimensions fixes 3.2.1. Etalons  Cales étalons Les cales étalons sont des étalons de longueur en forme de parallélépipèdes rectangles. Figure 27. Cales étalons  Equerres et angles étalons Ces étalons permettent un contrôle rapide d’angle. Ils ont des angles de 45°, 60°, 90°, 120°, 135°. Les blocs équerres (90°) sont les plus utilisés pour le contrôle de perpendicularité.
  • 10. ISET KEF Métrologie Département G. Mécanique 10/13 Figure 28. Equerres 3.2.2. Jauges Les jauges sont des instruments d’ateliers qui permettent un contrôle rapide et simple, peu précis. On peu distinguer les jauges à rayons, d’épaisseurs, de filetages… Figure 29. Jauge de filetage Figure 30. Jauge à rayons 3.2.3. Calibres à limites Pour assurer l’interchangeabilité des pièces, on les cote souvent à l’aide d’ajustement fixant ainsi une cote mini et une maxi. Pour vérifier ces pièces en cours de fabrication ou à la réception, on utilise souvent des calibres à limites.  Calibres d’alésages Figure 31. Tampon lisse double
  • 11. ISET KEF Métrologie Département G. Mécanique 11/13 Figure 32. Jauge plat  Calibres d’arbre Figure 33. Bagues lisses Figure 34. Calibre à mâchoires  Contrôle de filetage Figure 35. Tampon fileté
  • 12. ISET KEF Métrologie Département G. Mécanique 12/13 3.2.4. Mesure trigonométrique On utilise des piges (petits cylindres de diamètre connu et de grande précision).  Mesure d’angle ou d’inclinaison  Mesure de cône  Mesure de queue d’aronde
  • 13. ISET KEF Métrologie Département G. Mécanique 13/13  Barre sinus Dans quelques cas on préfère contrôler une horizontalité ou un parallélisme et calculer ensuite les angles. La barre sinus est composée d’un corps qui permet de maintenir deux piges à une distance fixe et précise. Figure 36. Barre sinus Comme exemple d’application on trouve Figure 37. Exemple d’application de la barre de sinus 3.3. Projecteur de profil Cet appareil permet de projeter sur un écran le profil d’une pièce, les mesures peuvent être effectuées par les déplacements des chariots croisés.