Préparer un plan de définition pour un devis : cotes, formats (STEP, DXF), mentions obligatoires

Un atelier ne chiffre pas une pièce, il chiffre un plan. Si le plan est complet, l'offre est juste et la pièce sera conforme. S'il manque une tolérance, un état de surface ou un traitement, chaque atelier fait une hypothèse, et les prix reçus ne se comparent plus. Pire : l'atelier le moins cher sera souvent celui qui a fait l'hypothèse la plus optimiste.

Ce guide s'adresse à l'acheteur ou au concepteur qui prépare un dossier de demande de devis. Il explique ce qu'est un plan de définition, ce qu'il doit contenir, quels fichiers envoyer selon le procédé et quelles erreurs reviennent le plus souvent.

Plan de définition, plan de fabrication : qui fait quoi

Le plan de définition décrit la pièce telle qu'elle doit être une fois terminée : forme, dimensions, tolérances, matière, états de surface, traitements. Il exprime le besoin du concepteur. C'est le document contractuel entre vous et l'atelier.

Le plan de fabrication, ou la gamme, est l'affaire de l'atelier. Il décrit comment la pièce sera faite : brut de départ, ordre des opérations, prises, cotes intermédiaires. Vous n'avez pas à le fournir, et il est préférable de ne pas l'imposer, sauf exigence particulière de votre secteur.

Cette distinction compte. Un plan de définition qui impose un procédé, par exemple « usinage 5 axes » ou « découpe laser », prive l'atelier de la liberté de proposer une solution plus économique. Décrivez le résultat attendu, pas la méthode, sauf si la méthode a une incidence fonctionnelle.

Ce que le cartouche doit contenir

Le cartouche, en bas à droite du plan, identifie le document. Sa présentation est décrite par la norme ISO 7200. Pour un plan de sous-traitance, il doit au minimum indiquer :

Le symbole de projection mérite une attention particulière. En Europe, on dessine selon la méthode du premier dièdre ; en Amérique du Nord, selon celle du troisième dièdre. Si vous consultez des ateliers à l'étranger, ou si vous reprenez un plan d'origine américaine, vérifiez le symbole : les vues sont inversées d'une méthode à l'autre.

Ajoutez un tableau des révisions qui indique, pour chaque indice, ce qui a changé. C'est utile à l'atelier et à vous-même six mois plus tard.

Les cotes : ce qui compte vraiment

Une pièce peut porter des dizaines de cotes. Toutes n'ont pas la même importance, et le plan doit le montrer.

• Les cotes fonctionnelles conditionnent le montage ou le fonctionnement : alésages qui reçoivent un roulement, entraxes de fixation, portées d'étanchéité. Elles portent une tolérance spécifique.
• Les autres cotes relèvent des tolérances générales, indiquées une fois dans le cartouche, par exemple selon l'ISO 2768-1 classe m pour les dimensions.
• Les caractéristiques critiques, celles qui touchent à la sécurité ou à une fonction essentielle, peuvent être repérées par un symbole et faire l'objet d'un contrôle particulier.

Les règles de présentation des cotes sont décrites par la norme ISO 129-1. Pour les ajustements, comme un alésage H7, les écarts sont donnés par l'ISO 286. Pour les tolérances de forme et de position, on entre dans le domaine du tolérancement géométrique, qui obéit aux normes ISO GPS.

Un conseil d'atelier : chaque tolérance serrée coûte du temps de machine et de contrôle. Avant d'envoyer le plan, demandez-vous pour chaque cote tolérancée au centième ce qui se passerait si elle était au dixième. Si la réponse est « rien », relâchez-la.

Trous, lamages, taraudages : bien les désigner

Les détails de perçage sont une source fréquente d'ambiguïté. Quelques règles :

• Trou de passage. Indiquez le diamètre et, s'il ne traverse pas, la profondeur utile. Un trou de passage de vis se dimensionne par rapport à la vis, selon la précision de positionnement voulue.
• Lamage. Logement cylindrique à fond plat pour noyer une tête de vis. Indiquez le diamètre et la profondeur du lamage en plus du trou. Par exemple, pour une vis à tête cylindrique à six pans creux M6, un lamage d'environ 11 mm de diamètre et 6,5 mm de profondeur noie la tête, dont la hauteur est de 6 mm.
• Fraisure. Logement conique pour une vis à tête fraisée, défini par son diamètre extérieur et son angle, en général 90° pour la visserie métrique.
• Taraudage. Désignation du filetage, par exemple M8 ou M8×1 pour un pas fin, profondeur de filetage utile et profondeur de perçage. La représentation normalisée des filetages sur les dessins est décrite par l'ISO 6410.
• Arêtes. Une mention générale du type « arêtes cassées 0,2 à 0,5 mm » évite les arêtes coupantes. L'ISO 13715 permet d'indiquer précisément l'état des arêtes.

Dans un modèle 3D, ne modélisez pas les filets des taraudages : représentez le perçage et indiquez le filetage sur le plan ou dans les annotations. Un filet modélisé alourdit le fichier et gêne la programmation.

Quels fichiers envoyer, selon le procédé

Le bon fichier dépend du procédé. Dans tous les cas, envoyez la même version en 2D et en 3D.

Le format STEP, décrit par la norme ISO 10303, est le format neutre de référence pour échanger des modèles 3D entre logiciels de CAO. Préférez-le aux formats natifs, que tous les ateliers ne lisent pas. Les versions récentes permettent aussi de transporter les annotations de cotation dans le modèle lui-même.

Le format DXF est le format d'échange 2D le plus répandu pour la découpe. Exportez-le à l'échelle 1, en millimètres, en supprimant le cartouche, les cotes et les lignes de construction du calque de découpe. La page découpe laser de tôles détaille la préparation des fichiers pour ce procédé.

Le PDF du plan reste indispensable dès qu'il y a des tolérances. C'est lui qui fait foi pour la cotation, sauf si vous avez explicitement convenu d'une définition par le modèle 3D annoté.

Vous n'avez pas de plan, ou seulement un croquis ? Un bureau d'études peut le réaliser à partir de votre besoin ou d'une pièce existante. Décrivez votre projet à des bureaux d'études et recevez leurs propositions.

Les mentions qui évitent les malentendus

Au-delà du cartouche, quelques mentions générales font gagner beaucoup de temps :

• Les tolérances générales et leur norme.
• L'état de surface général, par exemple une rugosité Ra maximale, avec les exceptions indiquées sur les surfaces concernées. L'indication des états de surface sur les dessins relève aujourd'hui de la norme ISO 21920-1.
• Le traitement, avec sa norme et ses valeurs : épaisseur, teinte, dureté, profondeur.
• Les zones à épargner du traitement : taraudages, surfaces de contact électrique, portées.
• Le marquage de la pièce : référence, indice, numéro de lot, emplacement et procédé.
• La propreté : absence de bavures, de copeaux, de traces d'huile, si la pièce part dans un environnement exigeant.

Les erreurs les plus fréquentes

• Plan et modèle 3D différents. Le PDF est à l'indice B, le STEP à l'indice A. L'atelier programme l'un et contrôle avec l'autre.
• Cotes surabondantes ou contradictoires. Une même dimension définie deux fois, par deux chaînes de cotes, avec des tolérances incompatibles.
• Tolérances générales absentes. Chaque atelier applique alors ses habitudes.
• Unités ambiguës. Un plan en pouces lu comme un plan en millimètres produit une pièce vingt-cinq fois trop grande ou trop petite.
• Matière désignée par un nom commercial, sans nuance normalisée.
• Traitement mentionné sans valeur : « anodisé », « traité », « peint ».
• Pièces symétriques non précisées : une pièce droite et sa pièce gauche sur le même plan, sans indication des quantités de chacune.

La checklist avant de demander un devis

Avant d'envoyer votre dossier, vérifiez que :

1. le plan PDF et le fichier 3D portent le même indice ;
2. la matière, son état et les traitements sont désignés avec leurs normes ;
3. les tolérances générales et l'état de surface général figurent dans le cartouche ;
4. les cotes fonctionnelles portent leurs tolérances spécifiques ;
5. les filetages, lamages et fraisures sont désignés complètement ;
6. le symbole de projection est présent ;
7. les quantités et la date souhaitée accompagnent le plan.

Le plan est la pièce maîtresse du dossier, mais pas la seule. Le cahier des charges technique le complète pour le contrôle, la livraison et la confidentialité, et le guide de la RFQ explique comment consulter plusieurs ateliers. Si vous avez besoin d'aide pour établir le plan, la page bureau d'études mécanique présente ce que ces prestataires peuvent faire, et vous pouvez leur adresser directement votre demande.