Partie I · Contrôle MMT / CMM · Chapitre 27
État libre, état contraint Free state, restrained state
Une tôle, un anneau mince, un carter à paroi fine changent de forme quand on les pose, quand on les bride, et même sous leur propre poids. Le plan doit dire dans quel état la pièce est jugée. Le métrologue mesure dans cet état, et dans aucun autre.
Publié · version 1.0 · 17 octobre 2026. Validé par l’éditeur : 8 valeurs recalculées à chaque construction, liens et cohérence vérifiés. Pour une décision contractuelle, la règle se lit dans le texte de la norme.
Étapes de la chaîne traitées par ce chapitre : Pièce réelle, Stratégie, CMM / MMT.
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Par défaut, la pièce est jugée libre
Deux états sont à distinguer. L’état libre, free state : rien ne maintient la pièce. L’état contraint, restrained ou constrained state : la pièce est tenue comme le plan le demande, en général comme elle le sera une fois montée.
Pièce rigide. Par défaut, une pièce est considérée comme infiniment rigide, et les spécifications s’appliquent à l’état libre, non déformé par des forces extérieures.
Pièces non rigides. ISO 10579 donne les règles de cotation et de tolérancement des pièces non rigides, quand des éléments doivent être maintenus pendant la vérification. Certaines pièces, sorties de leur environnement de fabrication, se déforment nettement au-delà de leurs limites, du fait de leur poids, de leur souplesse ou de la libération de contraintes internes. Elles restent acceptables si un effort raisonnable les ramène dans la tolérance, pour le contrôle et pour l’assemblage. Il peut alors être nécessaire de les évaluer sous une contrainte qui ne dépasse pas celle admise à l’état monté.
État libre. C’est l’état d’une pièce soumise à la seule pesanteur ; une pièce non rigide se déforme, à l’état libre, au-delà des tolérances du dessin (présentation de la norme par BSI ; pages GD&T de Keyence).
Révision. Le projet ISO/DIS 25935, Restrained states, à l’enquête en 2026, doit remplacer ISO 10579:2010.
Rapporté d’après les sources publiques de la norme (registre N03, N15) ; en cas de litige, le texte officiel fait foi.
| Indication | Où | Ce qu’elle dit |
|---|---|---|
| Renvoi à ISO 10579 | Dans le cartouche, ou près de lui | Le dessin porte des pièces non rigides, jugées selon cette norme |
| Note de maintien | Près du cartouche | Les conditions de l’état contraint : appuis, fixations, efforts |
| F après la valeur d’une tolérance | Dans le cadre de tolérance | Cette tolérance se vérifie à l’état libre |
Indications décrites par un site de formation ISO GPS (GPS life) et deux guides d’éditeurs (Keyence, PTC). Près du cartouche, le plan renvoie à ISO 10579 et donne les conditions de maintien, ou renvoie à un document qui les donne.
Même point de départ. En ASME Y14.5, toutes les cotes et tolérances s’appliquent à l’état libre, sans autre effort que la pesanteur, sauf indication contraire. Une note de maintien, restraint note, précise alors les éléments de référence qui tiennent la pièce, le moyen, la valeur et la direction de l’effort. Le symbole F exempte une tolérance de cette note. D’après un guide d’étude : à suivre sur le texte.
Rapporté d’après les sources publiques de la norme (registre N21) ; en cas de litige, le texte officiel fait foi.
Avant bridage, après bridage
Un anneau mince de Ø300. La même portée reçoit deux exigences : 0,05 pièce maintenue, et 0,4 F à l’état libre.
Ce que dit le plan
Avant bridage · état libre
Posé à plat, rien ne le tient. Diamètres de 299,72 à 300,28.
Après bridage · état contraint
Face d’appui plaquée par 12 vis. L’ovale a disparu.
Légende : Élément réelPalpageMatière
Hypothèses et unités de la figure
- Hypothèse
- Relevés construits pour l’illustration : ovale de 0,14 de demi-amplitude (libre), six lobes de 0,016 (maintenu). Ils redonnent les valeurs publiées (fonction circularite, testée).
- Échelle
- Écarts amplifiés : 1 mm = 100 unités.
- Statut
- Graphique : redessiné. Technique : validé (v1.0).
Posé à plat, libre, l’anneau est ovale : 0,280, pour 0,4 permis à l’état libre. Plaqué par ses douze vis, comme au montage, l’ovale disparaît : 0,032, pour 0,05 permis. La pièce est conforme aux deux exigences, chacune dans son état. Jugée libre contre 0,05, elle serait refusée à tort.
Contraintes fonctionnelles. Le maintien reproduit le montage : mêmes appuis, mêmes fixations, même ordre et même couple de serrage. Il fait partie de la spécification, donc de la gamme et du rapport.
Le poids suffit
Posé sur ses deux bouts
Appuis à 67 mm de chaque bout
Légende : Élément réelMatière
Hypothèses et unités de la figure
- Calcul
- Déformée sous le poids propre par double intégration (fonction flecheReglet, testée) : E = 70 000 N/mm², ρ = 2,70 g/cm³.
- Échelle
- Déformées amplifiées : 1 mm = 220 unités.
- Statut
- Graphique : redessiné. Technique : validé (v1.0).
Calcul 1 · Flèche d’un réglet posé sur ses deux bouts
Données
Aluminium : E = 70 000 N/mm², ρ = 2,70 g/cm³. Longueur L = 300, épaisseur h = 2.
Formule
δ = 5 ρg L⁴ ÷ (32 E h²)
Substitution
ρg = 2,649 × 10⁻⁵ N/mm³ ; 5 × ρg × 300⁴ ÷ (32 × 70 000 × 2²)
Résultat
0,120
La largeur ne compte pas. Appuis ramenés à 67 mm de chaque bout : 2,5 µm au plus, soit 48 fois moins.
- Lire la note de maintien avant de poser la pièce : appuis, fixations, ordre, couple, position par rapport à la pesanteur.
- Reproduire le montage, pas davantage. Un outillage qui serre plus que l’assemblage fait passer des pièces qui ne se monteront pas.
- Juger chaque tolérance dans son état. Celles qui portent F à l’état libre ; les autres, pièce maintenue.
- Écrire l’état dans le rapport : libre ou maintenu, avec les conditions réellement appliquées.
L’état libre n’est donc pas un état sans effort : la pièce y porte son propre poids, et sa forme dépend de ses appuis. Poser une pièce mince n’est jamais neutre. Quand la fonction l’exige, le plan fixe lui-même les appuis par des références partielles (chapitre 8). Sinon, noter dans le rapport comment la pièce était posée.
Le bridage qui crée le défaut
Posée à plat, sans serrage
La bague est bonne.
Serrée entre trois mors
Trois lobes : ceux du serrage, pas ceux de la pièce.
Légende : Élément réelNon conformeMatière
Hypothèses et unités de la figure
- Hypothèse
- Relevés construits pour l’illustration : ovale de 0,004 de demi-amplitude (libre) ; sous les mors, trois lobes de 0,022. Ils redonnent les valeurs publiées.
- Statut
- Graphique : redessiné. Technique : validé (v1.0).
Libre, la bague est ronde à 0,008 près. Serrée trop fort entre trois mors, elle affiche 0,044 et trois lobes. La mesure est juste : c’est bien la forme de la bague à cet instant. Ce n’est pas celle que le plan juge.
Un maintien peut se tromper de trois façons. Il crée un défaut, comme ici : une pièce bonne est refusée. Il en masque un, quand des brides redressent une face voilée (figure 10.11) : une pièce mauvaise est acceptée. Ou il ne tient pas : la pièce glisse sous l’effort de palpage, et les résultats se décalent sans cause apparente.
Le guide n° 41 du NPL le rappelle : les efforts de bridage peuvent déformer la forme vraie de la pièce, et il ne faut pas la surcontraindre. Brider juste assez pour qu’elle ne bouge pas sous l’effort de palpage. Pour une pièce souple, des appuis bien placés et un maintien léger valent mieux que des brides serrées.
Erreurs fréquentes
| Erreur | Pourquoi c’est incorrect | Correction |
|---|---|---|
| Brider une pièce souple pour qu’elle tienne | Le bridage choisi par le métrologue n’est pas celui du plan | Lire la note de maintien ; à défaut, mesurer libre et le signaler |
| Juger une tolérance F pièce bridée | Elle vaut à l’état libre | Desserrer, reposer, remesurer |
| Poser une pièce mince sur deux cales, au hasard | 0,120 de flèche sur un réglet de 300 × 2 | Choisir les appuis, et les noter |
- Par défaut, une pièce est jugée à l’état libre.
- Une pièce non rigide a besoin d’une note de maintien. Sans elle, le résultat dépend de celui qui mesure.
- F après une valeur : cette tolérance se vérifie à l’état libre.
- Le maintien reproduit le montage, jamais davantage.
- Le poids et le serrage déforment : choisir les appuis, tenir sans déformer, écrire l’état dans le rapport.
Voir aussi
- Chapitres : 8 — Références partielles · 10 — Pièce mince bridée · 11 — Lobes dus aux trois mors · 26 — Stabilité de la pièce · 28 — Rapport
- Annexes : L · Q