Dans la conception mécanique et la production industrielle, la perfection dimensionnelle absolue est techniquement impossible à atteindre. Cette réalité fondamentale de l'ingénierie a conduit au développement du concept de tolérances, qui définit les écarts dimensionnels acceptables sans compromettre la fonctionnalité d'une pièce ou d'un assemblage. Les tolérances générales représentent un aspect essentiel de la communication technique dans les dessins industriels, permettant de spécifier de manière efficace et économique les limites d'acceptabilité pour toutes les dimensions non explicitement contraintes par des tolérances particulières. Ce système normalisé constitue un outil indispensable pour équilibrer les exigences de fonctionnalité avec les contraintes économiques de production, tout en assurant l'interchangeabilité et la qualité des composants mécaniques.
Les tolérances générales sont des écarts admissibles qui s'appliquent par défaut à toutes les dimensions d'un dessin technique pour lesquelles aucune tolérance particulière n'a été spécifiée. Elles constituent une convention implicite entre le concepteur et le fabricant, définissant les limites d'acceptabilité pour les caractéristiques dimensionnelles, géométriques et d'état de surface qui ne sont pas critiques pour la fonctionnalité du produit.
Cette approche présente plusieurs avantages majeurs :
Les tolérances générales sont définies par plusieurs normes internationales, dont les principales sont :
ISO 2768 : Norme internationale fondamentale pour les tolérances générales
NF E 02-350 : Équivalent français de l'ISO 2768
Ces normes fournissent un cadre structuré permettant d'indiquer simplement le niveau de précision global requis pour une pièce, par une simple référence à la norme et à la classe de tolérance choisie.
La norme ISO 2768-1 définit quatre classes de tolérances générales pour les dimensions linéaires et angulaires, correspondant à différents niveaux de précision :
| Classe de tolérance | Désignation | Description |
|---|---|---|
| f | fine | Haute précision, pour pièces exigeantes |
| m | moyenne | Précision standard pour la mécanique générale |
| c | grossière | Précision réduite, pour pièces non critiques |
| v | très grossière | Faible précision, pour ébauches et structures |
Les écarts admissibles dépendent de la classe de tolérance et de la plage dimensionnelle concernée :
| Dimensions (mm) | Classe f | Classe m | Classe c | Classe v |
|---|---|---|---|---|
| 0,5 à 3 | ±0,05 | ±0,1 | ±0,2 | - |
| > 3 à 6 | ±0,05 | ±0,1 | ±0,3 | ±0,5 |
| > 6 à 30 | ±0,1 | ±0,2 | ±0,5 | ±1,0 |
| > 30 à 120 | ±0,15 | ±0,3 | ±0,8 | ±1,5 |
| > 120 à 400 | ±0,2 | ±0,5 | ±1,2 | ±2,5 |
| > 400 à 1000 | ±0,3 | ±0,8 | ±2,0 | ±4,0 |
| > 1000 à 2000 | ±0,5 | ±1,2 | ±3,0 | ±6,0 |
| > 2000 à 4000 | - | ±2,0 | ±4,0 | ±8,0 |
Les tolérances angulaires sont définies selon la longueur du côté le plus court formant l'angle :
| Longueur du côté le plus court (mm) | Classe f | Classe m | Classe c | Classe v |
|---|---|---|---|---|
| < 10 | ±1° | ±1° | ±1°30' | ±3° |
| 10 à 50 | ±0°30' | ±0°30' | ±1° | ±2° |
| 50 à 120 | ±0°20' | ±0°20' | ±0°30' | ±1° |
| 120 à 400 | ±0°10' | ±0°10' | ±0°15' | ±0°30' |
| > 400 | ±0°5' | ±0°5' | ±0°10' | ±0°20' |
Les tolérances pour chanfreins et arrondis suivent également des règles spécifiques :
| Dimensions (mm) | Classe f | Classe m | Classe c | Classe v |
|---|---|---|---|---|
| 0,5 à 3 | ±0,2 | ±0,2 | ±0,4 | ±0,4 |
| > 3 à 6 | ±0,5 | ±0,5 | ±1,0 | ±1,0 |
| > 6 | ±1,0 | ±1,0 | ±2,0 | ±2,0 |
La norme ISO 2768-2 traite des tolérances géométriques générales, qui concernent la forme et la position des éléments sans indication spécifique. Elle définit trois classes de tolérance :
| Classe de tolérance | Désignation | Description |
|---|---|---|
| H | fine | Haute précision géométrique |
| K | moyenne | Précision géométrique standard |
| L | grossière | Précision géométrique réduite |
| Plage de longueur nominale (mm) | Classe H | Classe K | Classe L |
|---|---|---|---|
| < 10 | 0,02 | 0,05 | 0,1 |
| 10 à 30 | 0,05 | 0,1 | 0,2 |
| 30 à 100 | 0,1 | 0,2 | 0,4 |
| 100 à 300 | 0,2 | 0,4 | 0,8 |
| 300 à 1000 | 0,3 | 0,6 | 1,2 |
| 1000 à 3000 | 0,4 | 0,8 | 1,6 |
| Plage de diamètre nominal (mm) | Classe H | Classe K | Classe L |
|---|---|---|---|
| < 100 | 0,1 | 0,2 | 0,5 |
| 100 à 300 | 0,2 | 0,4 | 0,8 |
| 300 à 1000 | 0,3 | 0,6 | 1,2 |
| 1000 à 3000 | 0,4 | 0,8 | 1,6 |
| Longueur nominale du côté le plus court (mm) | Classe H | Classe K | Classe L |
|---|---|---|---|
| < 100 | 0,2 | 0,4 | 0,6 |
| 100 à 300 | 0,3 | 0,6 | 1,0 |
| 300 à 1000 | 0,4 | 0,8 | 1,5 |
| 1000 à 3000 | 0,5 | 1,0 | 2,0 |
| Distance entre axes ou plans de symétrie (mm) | Classe H | Classe K | Classe L |
|---|---|---|---|
| < 100 | 0,5 | 0,6 | 0,8 |
| 100 à 300 | 0,7 | 1,0 | 1,5 |
| 300 à 1000 | 0,9 | 1,5 | 2,0 |
| 1000 à 3000 | 1,2 | 2,0 | 3,0 |
| Diamètre nominal (mm) | Classe H | Classe K | Classe L |
|---|---|---|---|
| < 10 | 0,1 | 0,2 | 0,5 |
| 10 à 30 | 0,2 | 0,4 | 0,8 |
| 30 à 100 | 0,3 | 0,6 | 1,0 |
| 100 à 300 | 0,5 | 1,0 | 2,0 |
| 300 à 1000 | 0,7 | 1,5 | 3,0 |
| 1000 à 3000 | 1,0 | 2,0 | 4,0 |
Les tolérances générales sont indiquées dans le cartouche du dessin ou à proximité immédiate de celui-ci, généralement sous la forme d'une référence à la norme suivie des classes choisies. Par exemple :
ISO 2768-mK : Indique l'application de la norme ISO 2768 avec la classe de tolérance moyenne (m) pour les dimensions linéaires et angulaires, et la classe moyenne (K) pour les tolérances géométriques.
Tolérances générales selon ISO 2768-fH : Indique l'application de la norme ISO 2768 avec la classe fine (f) pour les dimensions et la classe fine (H) pour les tolérances géométriques.
Cette indication simple suffit à définir l'ensemble des tolérances générales applicables au dessin.
Il est important de comprendre la hiérarchie des spécifications dimensionnelles et géométriques sur un dessin :
Tolérances individuelles explicites : Elles prévalent toujours sur les tolérances générales et s'appliquent uniquement aux éléments spécifiquement cotés.
Tolérances générales : Elles s'appliquent à toutes les dimensions et caractéristiques géométriques sans indication de tolérance individuelle.
Éléments non cotés : Pour les éléments qui ne sont pas explicitement cotés, d'autres règles peuvent s'appliquer (tirées de la norme ISO 14405-2 par exemple).
Certains éléments ou caractéristiques peuvent être explicitement exclus du champ d'application des tolérances générales, par exemple :
La sélection d'une classe de tolérance générale dépend de plusieurs facteurs :
En général, les industries adoptent des pratiques standardisées :
Le choix des tolérances générales doit être cohérent avec les capabilités des procédés de fabrication :
| Procédé de fabrication | Classe dimensionnelle adaptée | IT typique |
|---|---|---|
| Usinage de précision | f | IT7-IT8 |
| Usinage conventionnel | m | IT9-IT11 |
| Découpe laser/plasma | c | IT12-IT13 |
| Oxycoupage | v | IT14-IT16 |
| Fonderie standard | c/v | IT13-IT15 |
| Tôlerie | c | IT12-IT14 |
L'adéquation entre les tolérances générales et les capacités de production est essentielle pour éviter des coûts inutiles ou des non-conformités.
L'impact économique du choix des tolérances générales est considérable :
Des études montrent que le coût augmente de manière exponentielle avec la précision requise :
Pour optimiser l'utilisation des tolérances générales :
Les tolérances générales coexistent avec le système d'ajustements ISO (ISO 286) qui définit les jeux ou serrages entre pièces assemblées. Points importants :
Le tolérancement géométrique (ISO 1101) et les tolérances générales sont complémentaires :
Bien que non couvertes par l'ISO 2768, des tolérances générales d'état de surface peuvent être spécifiées selon d'autres normes :
Le tolérancement moderne tend vers une approche par zones de tolérance plutôt que par dimensions individuelles :
L'évolution vers la maquette numérique modifie progressivement l'approche des tolérances générales :
Dans le contexte de l'industrie 4.0, les tolérances générales s'intègrent dans un système plus large :
Les tolérances générales constituent un outil fondamental dans la communication technique industrielle, permettant d'équilibrer les exigences fonctionnelles avec les réalités économiques de la production. La norme ISO 2768, avec ses différentes classes de tolérance, offre un cadre standardisé qui simplifie considérablement les dessins techniques tout en garantissant la clarté des exigences.
Le choix judicieux des classes de tolérance générales reflète la maturité technique d'une organisation, sa compréhension des impératifs fonctionnels et sa maîtrise des impacts économiques. Une spécification excessive de précision entraîne des coûts injustifiés, tandis qu'une tolérance trop large peut compromettre la qualité et la fonctionnalité du produit.
L'évolution des pratiques de conception, notamment avec l'avènement de la maquette numérique et de l'industrie 4.0, transforme progressivement l'approche des tolérances générales, mais leur principe fondamental demeure inchangé : définir clairement et économiquement les limites d'acceptabilité pour toutes les caractéristiques non critiques d'un produit.
La maîtrise des tolérances générales, de leur spécification appropriée et de leur interprétation correcte, reste une compétence essentielle pour tous les acteurs de la conception et de la fabrication industrielle, garantissant une communication efficace entre concepteurs, fabricants et contrôleurs qualité.