Calculateur de Taille de Rivet : Trouvez les Dimensions de Rivet Parfaites

Calculateur de taille de rivet

Un calculateur de taille de rivet est un outil qui recommande un diamètre, une longueur et un matériau de rivet à partir de la taille du trou, de l’épaisseur du matériau et de la plage de serrage de l’assemblage. Un rivet est une courte tige métallique qui assemble deux couches de matériau ou plus en formant une tête à chaque extrémité, l’une fabriquée en usine et l’autre formée pendant la pose. Choisir une mauvaise taille peut rendre l’assemblage fragile ou empêcher le rivet d’entrer.

Comment le diamètre du rivet est calculé

Le rivet doit passer dans le trou préalablement percé ; son diamètre ne peut donc jamais être supérieur à celui du trou. En pratique, on perce un trou de 0,1 mm à 0,3 mm de plus que le corps du rivet, pour qu’il s’y glisse facilement.

Le calculateur s’appuie sur une série de diamètres de rivets métriques normalisés : 2,4, 3,2, 4,0, 4,8 et 6,4 millimètres. Il retient le plus grand de ces diamètres qui tient encore dans le trou.

Formule :

$\text{Diamètre du rivet} = \text{plus grande taille normalisée} \leq \text{Diamètre du trou}$

Par exemple, un trou de 4,2 mm accepte un rivet de 4,0 mm (la taille supérieure, 4,8 mm, est trop grande). Un trou inférieur à 2,4 mm ne peut recevoir aucun rivet normalisé ; le calculateur affiche alors une erreur au lieu de deviner.

Vérification de la résistance au cisaillement

Un rivet mince dans un matériau épais peut céder par cisaillement sous la charge. En règle générale, le diamètre du rivet doit être au moins égal à deux fois et demie à trois fois l’épaisseur de la tôle la plus épaisse. Ce calculateur applique le facteur le plus strict, soit trois :

$\text{Diamètre minimal pour la résistance au cisaillement} = 3 \times \text{Épaisseur du matériau}$

Si le trou est trop petit pour accepter un rivet respectant cette règle, le calculateur renvoie tout de même le plus grand rivet qui tient dans le trou, mais ajoute un avertissement indiquant que l’assemblage peut être moins résistant que l’idéal. Pour y remédier, il faut percer un trou plus grand et utiliser un rivet plus gros, ou espacer davantage de rivets le long de l’assemblage pour répartir la charge.

Comment la longueur du rivet est calculée

La longueur du rivet dépend de la plage de serrage, c’est-à-dire l’épaisseur totale de toutes les couches à assembler. Le rivet a aussi besoin d’une longueur supplémentaire au-delà de la plage de serrage pour que sa queue puisse former une tête ; c’est la surlongueur de tige. Cette surlongueur est égale à 1,5 fois le diamètre du rivet lui-même.

Formule :

$\text{Longueur minimale} = \text{Plage de serrage} + 1.5 \times \text{Diamètre du rivet}$

Le calculateur arrondit ce résultat à la longueur normalisée supérieure : 6, 8, 10, 12, 16, 20 ou 25 millimètres. Si la longueur requise dépasse 25 mm, aucun rivet normalisé ne convient et le calculateur renvoie une erreur plutôt qu’une estimation.

Type de rivet et code du rivet

Le matériau de rivet recommandé suit celui des pièces à assembler : une tôle d’aluminium reçoit un rivet en aluminium, l’acier un rivet en acier, l’acier inoxydable un rivet en acier inoxydable, le plastique un rivet en plastique, et les matériaux mixtes un rivet multimatériau. Cela évite la corrosion galvanique, qui se produit lorsque deux métaux différents sont en contact en présence d’humidité et que le métal le moins noble se corrode plus vite.

Le calculateur construit aussi un code de rivet court pour la commande ou la documentation :

$\text{Code du rivet} = \text{Code du matériau} + \text{Diamètre}\times10 + \text{"-"} + \text{Longueur}$

Les codes de matériau sont AL (aluminium), ST (acier), SS (acier inoxydable), PL (plastique) et MM (multimatériau). Un rivet en acier de 4,0 mm, long de 8 mm, reçoit le code ST40-8.

Exemple

Prenons une tôle d’aluminium de 1,5 mm avec un trou de 3,2 mm et une plage de serrage de 3,0 mm.

1. Diamètre : la plus grande taille normalisée inférieure ou égale à 3,2 mm est 3,2 mm elle-même.
2. Longueur : longueur minimale = 3,0 + 1,5 × 3,2 = 7,8 mm, arrondie à la longueur normalisée supérieure de 8 mm.
3. Vérification du cisaillement : la règle générale exige un diamètre d’au moins 3 × 1,5 = 4,5 mm, mais seul un diamètre de 3,2 mm tient dans le trou ; le calculateur signale donc un avertissement de résistance au cisaillement.
4. Résultat : un rivet en aluminium de 3,2 mm, long de 8 mm, code AL32-8, avec un avertissement recommandant d’envisager un trou et un rivet plus grands.

Un second cas évite l’avertissement. Une tôle d’acier de 1,0 mm avec un trou de 4,2 mm et une plage de serrage de 2,0 mm donne un diamètre de 4,0 mm (la plus grande taille normalisée inférieure ou égale à 4,2 mm), une longueur de 2,0 + 1,5 × 4,0 = 8,0 mm (déjà une taille normalisée) et un diamètre qui dépasse le minimum de cisaillement de 3 × 1,0 = 3,0 mm. Le résultat est un rivet en acier de 4,0 mm, long de 8 mm, code ST40-8, sans avertissement.

Rivets aveugles et rivets pleins

Un rivet aveugle, souvent appelé rivet pop, peut être posé d’un seul côté du matériau. Il possède un corps tubulaire et une tige centrale, appelée mandrin, qui se rompt une fois tirée et forme une tête sur la face opposée, que l’opérateur ne voit pas. Un rivet plein nécessite d’accéder aux deux côtés : une extrémité a déjà la forme d’une tête, et l’autre est martelée ou pressée à plat pendant la pose. Les rivets pleins supportent généralement plus de charge pour une taille donnée, mais demandent plus de temps à poser.

Utilisations courantes

Le rivetage assemble des tôles sans la chaleur ni les déformations que le soudage peut provoquer. Les revêtements d’avion et les structures porteuses utilisent largement des rivets, car ils tiennent bien sous des vibrations répétées. Les carrosseries de voiture, les toitures et bardages métalliques, les échelles et d’autres ouvrages métalliques de bricolage emploient les mêmes fixations à plus petite échelle. Les coques de bateau et les accessoires de pont utilisent souvent des rivets en aluminium ou en acier inoxydable, car ils résistent mieux à la corrosion en milieu humide que l’acier ordinaire.

Les boulons, le soudage, les adhésifs et les vis autotaraudeuses sont des solutions de remplacement courantes. Les boulons permettent de démonter l’assemblage plus tard ; le soudage donne un assemblage continu et très résistant, mais exige un équipement spécialisé ; les adhésifs répartissent la charge uniformément, mais peuvent perdre en résistance à la chaleur ; les vis autotaraudeuses évitent l’étape de perçage distincte dans certains matériaux.

Questions fréquentes

Que signifie le code du rivet ? Il combine le matériau (AL, ST, SS, PL ou MM), le diamètre en dixièmes de millimètre et la longueur en millimètres. AL32-8 désigne un rivet en aluminium de 3,2 mm de diamètre et de 8 mm de longueur.

Pourquoi le calculateur m’a-t-il averti d’un risque de cisaillement alors qu’il a donné un résultat ? Le trou a limité le rivet à un diamètre inférieur à trois fois l’épaisseur du matériau. Le calculateur renvoie tout de même le plus grand rivet qui tient dans le trou, puisque c’est le seul qui puisse physiquement y entrer, mais l’avertissement signifie que l’assemblage peut ne pas supporter autant de charge qu’il le devrait.

Peut-on utiliser des rivets en aluminium sur de l’acier, ou des rivets en acier sur de l’aluminium ? Cela fonctionne sur le plan mécanique, mais les deux métaux peuvent se corroder à l’endroit où ils se touchent, surtout en extérieur ou près de l’eau salée. Les rivets en acier inoxydable constituent un choix plus sûr pour assembler des métaux différents.

Pourquoi le calculateur affiche-t-il une erreur au lieu d’une taille ? Deux situations produisent une erreur : un trou inférieur à 2,4 mm, puisqu’aucun rivet normalisé n’est aussi fin, et une plage de serrage si grande que même le plus gros rivet, de 6,4 mm, exigerait une longueur supérieure à 25 mm, la plus longue taille normalisée.

Qu’est-ce que la plage de serrage ? La plage de serrage est l’épaisseur cumulée de toutes les couches que traverse le rivet. Elle détermine la part de la longueur du rivet qui se trouve à l’intérieur du matériau, avant la surlongueur de tige nécessaire à la formation de la tête.

De combien un rivet doit-il dépasser la plage de serrage ? D’environ 1,5 fois son propre diamètre, arrondi à la longueur normalisée supérieure. Un rivet de 4,0 mm a besoin d’environ 6 mm de longueur supplémentaire au-delà de la plage de serrage pour former correctement sa tête.

Références

1. Federal Aviation Administration. Aviation Maintenance Technician Handbook–Airframe, Volume 1 (FAA-H-8083-31A), Chapter 4. AMT Handbook–Airframe, Vol. 1 (PDF) — longueur du rivet égale à la plage de serrage plus 1,5 fois le diamètre de la tige, et diamètre du rivet d’au moins 2,5 à 3 fois l’épaisseur de la tôle la plus épaisse.