Personne n’a choisi cette longueur filetée : c’est deux diamètres plus six

Un avertissement avant que tout cela ne serve. Toutes les valeurs numériques de cette page proviennent de la première édition de 1976, qui est annulée. L’édition en vigueur est l’ISO 888:2012 ; son avant-propos la présente comme une révision technique, et nous n’en avons lu que la couverture, le sommaire et l’avant-propos. Une troisième édition est au vote. Lisez donc ce qui suit comme la forme générale de la chose, et non comme une cote actuelle à reporter sur un plan.

Cette page règle aussi une question que ce site avait laissée ouverte. Un article précédent sur les cinq pas de la fin de filetage indiquait que nous n’avions pas lu l’ISO 888, le document que sa propre norme source désigne pour les longueurs nominales et filetées. Nous en avons maintenant lu la première édition en entier, car avec deux pages imprimées, l’extrait gratuit est le document complet.

La longueur totale est un barreau, pas un nombre

Le paragraphe 3 de l’édition de 1976 réunit 54 longueurs nominales dans un seul tableau, de 2 mm à 300 mm et, dans une colonne parallèle, de 1/16 in à 12 in. C’est toute la réponse à la seconde moitié de la question du forum. On ne décide pas d’une longueur. On prend le premier barreau qui couvre l’assemblage.

Douze des 54 sont imprimées entre parenthèses, et la norme dit en une ligne ce que cela signifie : « Les longueurs entre parenthèses doivent être évitées autant que possible. » (traduction) Les valeurs métriques entre parenthèses sont 7, 9, 11, 18, 22, 28, 32, 38, 95, 105, 115 et 125.

Cette seule phrase explique bien des comportements d’achat. Une vis de 20 mm et une vis de 22 mm figurent toutes deux dans la norme, mais l’une est un barreau que tout le monde tient en stock et l’autre un barreau que la norme elle-même demande d’éviter. Si un devis pour une 18 ou une 38 revient avec un délai plus long et un prix plus élevé que les dimensions voisines, la raison est dans le tableau.

La norme ne dit pas non plus à partir d’où la longueur se mesure. Elle confie ce point à un autre document : « Pour la cotation des longueurs nominales, voir l’ISO 225. » (traduction) Nous n’avons pas lu l’ISO 225 et n’en citons rien. C’est plus important qu’il n’y paraît, car sur une tête fraisée la longueur inclut généralement la tête et sur une tête hexagonale généralement pas.

Les deux colonnes ne sont pas des conversions l’une de l’autre

Le domaine d’application le dit lui-même, et on le lit trop vite : « Le tableau 1 indique les longueurs de base comparables dans les deux systèmes, mais les valeurs ne sont pas destinées à être identiques. » (traduction) Comparables, pas égales. Le calcul ci-dessous est le nôtre, et il montre à quel point elles ne sont pas égales.

• La toute première ligne associe 2 mm à 1/16 in, soit 1,5875 mm. La valeur métrique est 26 % plus grande. C’est le plus grand écart relatif du tableau, et il se trouve dès la première ligne
• Le plus grand écart absolu se trouve près du haut de l’échelle : 220 mm face à 9 in, soit 228,6 mm. Le barreau métrique est 8,6 mm plus court
• Deux lignes plus loin, le signe s’inverse. 260 mm face à 10 in, soit 254 mm, et le barreau métrique est désormais 6 mm plus long
• Entre 130 mm et 300 mm, le signe de l’écart change six fois
• Onze longueurs métriques n’ont aucun équivalent en pouces : 7, 9, 18, 32, 38, 60, 85, 115, 125, 160 et 240

Ce sont donc deux échelles indépendantes imprimées côte à côte, et elles se croisent. Un boulon de 9 in n’est pas un boulon de 220 mm dont on aurait changé l’étiquette.

La longueur filetée relève de l’arithmétique

Passons à la première moitié de la question du forum, les trente filets de trop. Le paragraphe 4 indique que les longueurs filetées des tableaux ont été calculées, et en donne les formules.

Lu comme une réponse à la question, c’est sans détour. Le nombre de filets d’un boulon n’a rien à voir avec votre assemblage. Il est fixé par le diamètre et par la tranche de longueur, parmi trois, dans laquelle tombe le boulon. Un M12 de 60 mm et un M12 de 120 mm portent les mêmes 30 mm de filetage ; le second a simplement 60 mm de tige lisse en plus. Personne n’a dimensionné ce filetage pour l’écrou que vous allez y mettre.

C’est pourquoi les filets en trop au-delà de l’écrou ne sont pas un gaspillage au sens où la question l’entend. Ils sont ce qui reste quand une longueur filetée fixe rencontre un barreau choisi pour une autre raison.

Une conséquence de plus mérite d’être dite. Passez la limite de 125 mm et le filetage s’allonge d’un coup de 6 mm à tous les diamètres. Passez 200 et il gagne encore 13 mm. Deux boulons de même diamètre, l’un de 120 mm et l’autre de 130 mm, diffèrent donc de 6 mm en longueur filetée en plus des 10 mm d’écart de longueur totale. La tige lisse ne s’allonge que de 4 mm.

Quatre-vingt-huit cases sur quatre-vingt-neuf

Le tableau de répartition donne b pour chaque diamètre de 1,6 à 150 mm dans chacune des trois tranches de longueur. Toutes les combinaisons n’existent pas : les plus petites dimensions n’apparaissent que dans la première tranche, et les plus grandes seulement dans la troisième. En comptant les cases qui portent un nombre, on en obtient 89.

Nous les avons toutes vérifiées par rapport à la formule de leur tranche. Quatre-vingt-huit concordent exactement. L’exception est la première case du tableau :

Nous avons vérifié cette case sur une image rendue de la page imprimée plutôt que de nous fier à l’extraction de texte, car un scan de 1976 est précisément l’endroit d’où viennent les fausses anomalies. Elle indique 9. La lecture évidente est qu’un tableau en millimètres entiers ne peut pas porter un 9,2, et 1,6 est le seul diamètre de la série qui ne soit pas un nombre entier. Nous ne prétendons pas que ce soit la raison du comité, seulement que c’est la seule case où le calcul et l’impression divergent.

Les formules en pouces, en revanche, tombent juste à chaque fois, car un quart de pouce ajouté au double d’un diamètre fractionnaire reste une fraction nette. Nous n’avons pas vérifié sur image le tableau de répartition en pouces et n’en citons aucune case.

Les constantes métriques sont les constantes en pouces, arrondies vers le bas

Placez les deux moitiés du tableau des formules côte à côte et quelque chose apparaît. C’est notre calcul, pas une affirmation de la norme.

• 1/4 in vaut 6,35 mm. La constante métrique est 6
• 1/2 in vaut 12,7 mm. La constante métrique est 12
• 1 in vaut 25,4 mm. La constante métrique est 25
• 5 in valent 127 mm. La limite de tranche métrique est 125
• 8 in valent 203,2 mm. La limite de tranche métrique est 200

Les cinq ont été tronquées au millimètre entier plutôt qu’arrondies au plus proche, ce qui explique que 12,7 soit devenu 12 et non 13. La norme ne dit pas quel système est venu en premier et nous ne prétendons pas le savoir. Ce que nous pouvons dire, c’est que les longueurs filetées métriques de cette édition sont de 0,35 à 0,7 mm plus courtes que ce que donnerait la règle en pouces appliquée au même boulon.

Cinq comités membres ont voté contre sa transformation en norme

L’avant-propos de l’édition de 1976 est une page d’histoire que la plupart des normes n’impriment plus. L’ISO 888 n’a pas commencé comme Norme internationale. Avant 1972, ces travaux étaient publiés sous forme de Recommandations ISO, et celle-ci « remplace la Recommandation ISO R 888-1968, à laquelle elle est techniquement identique » (traduction). Les chiffres ci-dessus datent donc de 1968.

Puis l’avant-propos cite des noms, en trois listes.

• 33 comités membres ont approuvé la Recommandation
• Deux l’ont désapprouvée pour des raisons techniques : la France et les États-Unis
• Cinq ont désapprouvé la transformation de la Recommandation en Norme internationale : le Canada, la France, le Japon, les Pays-Bas et les États-Unis

Lisez la troisième liste à côté de la première et la partie intéressante apparaît. Trois des cinq, le Canada, le Japon et les Pays-Bas, figurent dans la liste des approbations. Ils étaient satisfaits du contenu et ont voté contre sa promotion. La norme a tout de même été publiée, en mai 1976, et est restée en vigueur trente-six ans.

Nous ne savons pas pourquoi chacun a voté comme il l’a fait. Le document ne donne aucune raison, et nous n’allons pas inventer une histoire de tableaux en pouces et d’intérêts nationaux à partir d’une liste de noms de pays. Le fait vaut d’être connu en lui-même : un document qui fixe quelque chose d’aussi peu controversé que la longueur d’un boulon est paru avec cinq comités membres officiellement opposés.

Ce que l’édition en vigueur a changé, et ce que nous ne pouvons pas vous dire

L’ISO 888:2012 est la deuxième édition, six pages, issue de l’ISO/TC 2/SC 7, confirmée pour la dernière fois en 2023 et désormais au stade 90.92, à réviser. Son avant-propos indique qu’elle « annule et remplace la première édition (ISO 888:1976), qui a fait l’objet d’une révision technique » (traduction). Notre extrait s’arrête à cet avant-propos ; nous n’en avons donc ni paragraphe ni tableau.

Trois choses peuvent être dites de l’extérieur du document. Premièrement, le titre a changé. Le titre de 1976 se termine par « and thread lengths for general purpose bolts » ; le titre de 2012 abandonne cette précision, et le sommaire ajoute des paragraphes distincts pour les vis sans tête et vis de pression et pour les goujons et fixations analogues. La partie sur la longueur filetée s’est élargie.

Deuxièmement, le résumé de l’ISO elle-même pour l’édition 2012 indique qu’elle « s’applique aux boulons, vis et goujons à filetage métrique ISO conforme à l’ISO 68-1 » (traduction). Les tableaux en pouces ont disparu.

Troisièmement, le document ne cesse de grossir. Deux pages en 1976, six en 2012, et le projet de troisième édition actuellement au vote en compte douze. Une norme qui ne traite que de la longueur d’un boulon a sextuplé en cinquante ans tout en perdant la moitié de son domaine.

Retour à la question de départ

Le message du forum posait deux questions. La seconde trouve sa réponse ci-dessus : la longueur est un barreau et le filetage de l’arithmétique, donc les filets en trop sont un sous-produit plutôt qu’une décision de conception.

La première, savoir si seule la partie entre la tête et l’écrou est en traction, est une question de mécanique, et l’ISO 888 n’en dit rien. C’est une norme de longueurs. Elle ne mentionne ni charge, ni traction, ni assemblage dans ce que nous avons lu. Cette question trouve sa réponse ailleurs sur ce site, dans ce que fait réellement la longueur serrée et dans pourquoi un boulon se comporte comme un ressort.

Ce que la norme de longueurs ajoute à cette discussion, c’est le point qu’on oublie : que ce soit la tige lisse ou le filetage qui se retrouve dans votre assemblage dépend du barreau choisi, et la transition entre les deux, ce sont cinq pas qui ne sont ni l’un ni l’autre.

Ce qu’il faut en retenir

• La longueur nominale est une liste fixe. 54 valeurs dans la première édition, de 2 à 300 mm, dont 12 entre parenthèses avec une note demandant de les éviter autant que possible
• La longueur filetée est calculée, pas choisie. 2d plus 6, 12 ou 25 mm selon la tranche de longueur, parmi trois, dans laquelle tombe le boulon
• Deux boulons de même diamètre portent la même longueur filetée tant qu’ils sont dans la même tranche, aussi différentes que soient leurs longueurs totales
• Franchir 125 mm ajoute 6 mm de filetage à tous les diamètres, et franchir 200 mm en ajoute encore 13
• 88 des 89 cases renseignées correspondent exactement à la formule. L’exception est d = 1,6 mm, où 9,2 est imprimé 9
• Les colonnes métrique et en pouces ne sont pas des conversions. La norme dit que les valeurs ne sont pas destinées à être identiques, et à une ligne les deux échelles diffèrent de 8,6 mm
• Tout ce qui précède vient de la première édition annulée. La deuxième édition, en vigueur, est uniquement métrique et techniquement révisée, et une troisième est au vote

Deux pages imprimées, issues d’un texte arrêté en 1968, qui décident discrètement quelle part de chaque boulon du bâtiment est filetée. Et cinq comités membres qui ne voulaient pas du tout qu’il devienne une norme.

Cet article traite de l’étape 2 : filetage. L’ordre complet est support, filetage, tête, empreinte, finition et documentation. L’article anglais Specifying a screw explique pourquoi le modifier entraîne une reprise.

Questions fréquentes

Comment décide-t-on de la longueur d’un boulon ?

On la choisit dans une liste fixe plutôt que de la calculer. La première édition de l’ISO 888 donne 54 longueurs nominales de 2 mm à 300 mm, dont douze imprimées entre parenthèses avec la consigne d’éviter autant que possible les longueurs entre parenthèses. Le point à partir duquel la longueur se mesure est renvoyé à l’ISO 225, que nous n’avons pas lue.

Quelle est la longueur de la partie filetée d’un boulon ?

Dans la première édition de l’ISO 888, elle vaut 2d + 6 mm pour les longueurs nominales jusqu’à 125 mm, 2d + 12 de 125 à 200, et 2d + 25 au-delà de 200, où d est le diamètre nominal. En pouces, les mêmes trois tranches donnent 2d + 1/4, 2d + 1/2 et 2d + 1. Il s’agit de la première édition annulée ; l’édition en vigueur a été techniquement révisée.

Pourquoi les boulons ont-ils plus de filets que l’écrou n’en a besoin ?

Parce que la longueur filetée dépend du diamètre et de la tranche de longueur, pas de votre assemblage. Un M12 de 60 mm et un M12 de 120 mm portent tous deux 30 mm de filetage selon cette formule. Les filets en trop au-delà de l’écrou sont un reste, pas une décision prise par quelqu’un au sujet de votre assemblage.

Un boulon plus long a-t-il un filetage plus long ?

Seulement s’il franchit une limite de tranche. À l’intérieur d’une tranche, la longueur filetée ne dépend que du diamètre. Au-delà de 125 mm, le filetage s’allonge de 6 mm à tous les diamètres ; au-delà de 200 mm, il gagne encore 13 mm. Sinon, la longueur supplémentaire est entièrement de la tige lisse.

Quelles longueurs de boulon faut-il éviter ?

La première édition imprime douze longueurs métriques entre parenthèses et indique qu’il faut les éviter autant que possible : 7, 9, 11, 18, 22, 28, 32, 38, 95, 105, 115 et 125 mm. Ce sont des dimensions légitimes, mais la norme elle-même demande de préférer leurs voisines, ce qui se reflète généralement dans le prix et la disponibilité.

Un boulon de 9 pouces est-il identique à un boulon de 220 mm ?

Non. Neuf pouces font 228,6 mm, donc les deux barreaux diffèrent de 8,6 mm, le plus grand écart du tableau. La norme précise que les deux colonnes donnent des longueurs comparables mais que les valeurs ne sont pas destinées à être identiques. Deux lignes plus loin, l’écart change de signe : 260 mm dépasse 10 in de 6 mm.

La formule fonctionne-t-elle pour toutes les dimensions du tableau ?

Pour 88 des 89 cases renseignées, exactement. L’exception est le plus petit diamètre, 1,6 mm, où 2d + 6 donne 9,2 mm et le tableau imprime 9. Nous avons vérifié cette case sur une image rendue de la page imprimée plutôt que sur du texte extrait. La norme ne donne aucune note à ce sujet.

L’ISO 888:1976 est-elle toujours en vigueur ?

Non. Elle est annulée au stade 95.99 et a été remplacée par l’ISO 888:2012, que son propre avant-propos décrit comme une révision technique. L’édition 2012 fait six pages, a été confirmée en 2023 et est elle-même signalée à réviser, un projet de troisième édition de douze pages étant actuellement au vote.

L’ISO 888 couvre-t-elle encore les dimensions en pouces ?

La première édition le faisait, avec quatre tableaux couvrant les deux systèmes. Le résumé de l’ISO pour l’édition 2012 en vigueur indique qu’elle s’applique aux boulons, vis et goujons à filetage métrique ISO selon l’ISO 68-1. Nous n’avons lu que l’avant-propos de cette édition ; nous décrivons donc le changement sans rien citer de ses tableaux.

Références

• ISO 888:1976, Bolts, screws and studs, nominal lengths and thread lengths for general purpose bolts. Première édition annulée, lue en entier à partir de l’extrait gratuit
• ISO 888:2012, la deuxième édition en vigueur. Couverture, sommaire et avant-propos uniquement
• ISO/DIS 888, le projet de troisième édition ; fiche de catalogue indiquant le stade et le nombre de pages
• r/AskEngineers, où a été posée la question sur la longueur des boulons et les filets au-delà de l’écrou

L’ISO 888:1976 compte deux pages imprimées, et l’extrait accessible au public les contient en totalité : avant-propos, domaine d’application et tableaux 1 à 4. C’est pourquoi cette page peut citer ses tableaux plutôt que les décrire. Elle est annulée. Les données de catalogue ont été lues sur les propres pages de l’ISO dans un navigateur : l’ISO 888:1976 est une première édition, mai 1976, deux pages, ISO/TC 2/SC 7, annulée au stade 95.99 ; l’ISO 888:2012 est une deuxième édition, avril 2012, six pages, publiée, confirmée en 2023, au stade 90.92 ; l’ISO/DIS 888 est un projet de troisième édition de douze pages au stade 40.20. De l’édition 2012, nous n’avons lu que la couverture, le sommaire et l’avant-propos ; rien sur cette page ne doit donc être pris pour une cote actuelle, et nous n’en citons aucun paragraphe ni tableau. L’affirmation selon laquelle l’édition en vigueur est uniquement métrique provient du résumé publié par l’ISO, non du document. Le tableau 1, le tableau 2, le tableau 3 et les listes de vote de l’avant-propos ont tous été vérifiés sur des images rendues des pages imprimées plutôt que sur du texte extrait, car un scan de 1976 est la source des fausses lectures. Le tableau 4, tableau de répartition en pouces, n’a pas été vérifié sur image et aucune de ses cases n’est citée. L’ISO 225 et l’ISO 68-1 n’ont pas été lues. Ce qui suit relève de notre propre calcul, non de la norme : le décompte de 89 cases renseignées et le constat que 88 correspondent à la formule, l’observation que les constantes et limites de tranche métriques sont les valeurs en pouces tronquées au millimètre entier, la comparaison des échelles métrique et en pouces, y compris l’écart de 26 % à 2 mm et celui de 8,6 mm à 220 mm, le décompte de onze longueurs métriques sans équivalent en pouces, et le nombre de pages des trois éditions. Nous n’avançons aucune raison pour la valeur à d = 1,6 ni pour le vote d’aucun comité membre ; le document ne donne ni l’une ni l’autre. La question de l’endroit où la traction s’exerce le long d’un boulon n’est pas traitée par cette norme et ne reçoit pas de réponse ici. Nous avons lu le message du forum et non ses réponses, et aucune entreprise ni marque de produit n’est citée. Cette page comble une lacune signalée dans un article précédent, qui indiquait que l’ISO 888 n’avait pas été lue ; cette phrase a été réécrite.