Examen dessin industriel 1ere année prépa 2019 2020 pr benme
Télécharger PDFIntroduction au Dessin Industriel
Le dessin industriel est une discipline fondamentale dans les domaines de l'ingénierie, de la mécanique et de la conception. Il permet de communiquer de manière précise et universelle les informations nécessaires à la fabrication, à l'assemblage et au contrôle des pièces et des systèmes mécaniques. Ce domaine est généralement enseigné dès les premières années de formation technique, comme en cycle préparatoire dans les écoles d'ingénieurs, et aborde des concepts allant de la représentation graphique des matériaux aux tolérances dimensionnelles et géométriques.
Concepts Fondamentaux du Dessin Industriel
1. Représentation des matériaux par hachures
En dessin technique, les hachures sont utilisées pour identifier les matériaux coupés dans les vues en coupe. Le type de hachure varie selon le matériau représenté. La question initiale demandait : "Quel matériau représentent les hachures sur la figure ci-contre?" Les options étaient :
- a) tous les métaux et alliages
- b) le cuivre et ses alliages
- c) les métaux et alliages légers
- d) les matières plastiques ou isolantes
Traditionnellement, des hachures simples obliques à 45° sont utilisées pour représenter la plupart des métaux et alliages en coupe, sauf indication contraire par des symboles spécifiques ou des légendes.
2. Dessin de définition
Un dessin de définition est essentiel pour la fabrication d'une pièce. La question demandait : "Un dessin de définition est :" Les options étaient :
- a) un dessin d'une des pièces d'un mécanisme
- b) un dessin de toutes les pièces assemblées d'un mécanisme
Un dessin de définition est spécifiquement le dessin d'une seule pièce, fournissant toutes les informations nécessaires (formes, dimensions, tolérances, état de surface, etc.) pour sa fabrication individuelle. C'est un document complet pour un composant.
3. Caractéristiques des traits interrompus fins
Les différents types de traits ont des significations précises en dessin technique, normalisées par des standards internationaux. La question posait : "Quelles sont les caractéristiques d'un trait interrompu fin?" Les options étaient :
- a) longueur de trait: 2 à 3 mm, espacement de 1 mm
- b) longueur de trait: 4 à 5 mm, espacement de 2 mm
- c) longueur de trait: 7 mm, espacement de 2 mm
Les traits interrompus fins sont généralement utilisés pour représenter les arêtes cachées ou les axes de symétrie. Leurs dimensions standardisées sont cruciales pour la clarté et l'interprétation correcte du dessin. La longueur de trait typique est de 2 à 3 mm avec un espacement d'environ 1 mm.
4. Nomenclature en dessin technique
La nomenclature est un élément clé des dessins d'ensemble, permettant d'identifier et de lister les composants. La question demandait : "Une nomenclature est la liste de:" Les options étaient :
- a) toutes les cotes tracées sur un dessin
- b) toutes les pièces figurant dans un dessin d'ensemble
- c) toutes les spécifications géométriques apparaissant sur un dessin de définition
La nomenclature est une liste exhaustive de toutes les pièces qui composent un ensemble, incluant généralement leur numéro de repère, leur désignation, leur matière, leur quantité et d'autres informations pertinentes pour l'assemblage et la gestion des stocks.
5. Dimensions des formats de papier
Les formats de papier utilisés en dessin technique sont normalisés (série A de la norme ISO 216) pour faciliter l'échange et la reproduction des dessins. La question était : "Quelles sont les dimensions d'un format A4?" Les options étaient :
- a) 297 mm x 210 mm
- b) 420 mm x 297 mm
- c) 594 mm x 420 mm
Le format A4 est l'un des formats les plus courants, avec des dimensions spécifiques de 210 mm x 297 mm. Le format A0 mesure 841 mm x 1189 mm, et chaque format suivant (A1, A2, A3, A4, etc.) est obtenu en divisant la longueur du précédent par deux.
Vues Isométriques et Projections
6. Représentation d'un cercle en isométrie
En projection isométrique, les formes géométriques sont souvent déformées pour apparaître en trois dimensions. La question demandait : "Un cercle apparaîtra sur un dessin isométrique sous la forme d'un (n) :" Les options étaient :
- a) ellipse
- b) cycloïde
- c) cercle
- d) parabole
Dans un dessin isométrique, un cercle situé dans un plan parallèle à un des plans isométriques (par exemple, les plans formés par les axes X-Y, Y-Z ou Z-X) apparaît comme une ellipse.
7. Principes des dessins isométriques
Le dessin isométrique est une technique de projection axonométrique où les trois axes (X, Y, Z) sont également inclinés par rapport au plan de projection, créant un angle de 120 degrés entre eux. La question était : "Dans les dessins isométriques:" Les options étaient :
- a) Deux axes sont perpendiculaires
- b) Les vraies mesures ne peuvent être effectuées que le long ou parallèlement aux axes isométriques
- c) Toutes les faces sont déformées de manière inégale
- d) Aucune de ces réponses
Une caractéristique clé de la projection isométrique est que les vraies mesures des arêtes ne sont conservées que si elles sont parallèles aux axes isométriques. Toute ligne non parallèle à un axe isométrique sera déformée ou raccourcie selon un facteur spécifique.
8. Étapes de réalisation d'un objet isométrique
La création d'une vue isométrique d'un objet suit des étapes méthodiques, partant souvent d'une esquisse de la forme globale et ajoutant progressivement les détails. Bien que la question originale se réfère à une figure ("L'étape qui suit l'étape (illustrée ci-dessous), pour la réalisation d'un objet isométrique, sera :"), il est important de comprendre que ces étapes progressent généralement de la construction d'une boîte englobante aux tracés des lignes principales, puis à l'ajout des formes et détails internes. Les options proposaient différentes représentations visuelles des étapes de construction.
9. Identification de structures en vue isométrique
L'interprétation des vues isométriques est une compétence essentielle en dessin industriel. La question initiale demandait : "La vue isométrique de la figure ressemblera à quel type de structure?" et offrait des choix comme "Une chaise", "Un escalier", "Une table", "Une colonne (Tige simple)". Sans la figure, il est impossible de répondre précisément, mais cela illustre l'importance de reconnaître les formes courantes et leurs représentations en perspective pour comprendre la conception d'un objet.
10. Formes en dessin isométrique
Les vues isométriques permettent de visualiser la forme tridimensionnelle d'un objet. La question se référait à une figure ("La forme du dessin isométrique ci-dessous sera :") et proposait des options comme "un prisme triangulaire", "un parallélépipède", "un volume généré par une section de forme de croix", "un escalier". Cette question teste la capacité à identifier des solides géométriques simples et des formes complexes à partir de leur représentation isométrique, une compétence cruciale pour la conception et l'ingénierie.
11. Types de trois vues
Le dessin technique utilise fréquemment trois vues orthogonales (souvent de face, de dessus et de côté) pour décrire complètement un objet sans ambiguïté. La question initiale ("La figure ci-dessous représentera quel type de trois vues?") nécessitait l'analyse d'un ensemble de trois vues pour déterminer l'objet qu'elles représentent. Cela souligne l'importance de maîtriser la relation entre les différentes projections orthogonales et la forme 3D d'une pièce.
12. Types de trois vues (suite)
Comme la question précédente, celle-ci testait également la capacité d'interpréter un ensemble de trois vues orthogonales pour identifier l'objet correspondant. Ces exercices visent à développer la visualisation spatiale, essentielle pour tout concepteur ou ingénieur. Les figures sont indispensables pour ce type d'exercice.
13. Longueur réelle et vue isométrique
En isométrie, pour donner une illusion de perspective et respecter les principes de projection axonométrique, les longueurs des lignes parallèles aux axes isométriques sont souvent réduites. La question était : "La vraie longueur de la ligne est de 40 cm. Une vue isométrique de celle-ci est dessinée, la longueur diminuerait à :" Les options étaient :
- a) 28,28 cm
- b) 32,8 cm
- c) 34,6 cm
- d) 38,63 cm
Dans une projection isométrique "vraie", les dimensions sont réduites d'un facteur d'environ 0,816 (qui est le rapport entre cos 30° et cos 45°). Pour une vraie longueur de 40 cm, la longueur isométrique serait 40 * 0,816 ≈ 32,64 cm. L'option la plus proche, considérant un arrondi ou une légère variation du facteur de réduction, est 32,8 cm. Cependant, il est courant en dessin industriel de ne pas appliquer cette réduction systématiquement et de dessiner les lignes parallèles aux axes avec leurs vraies longueurs pour faciliter la lecture des cotes (isométrie conventionnelle).
14. Angles dans une vue isométrique de cube
Les angles d'un objet sont représentés différemment en isométrie par rapport à leur valeur réelle. La question demandait : "La vue isométrique du cube est dessinée, l'angle entre les bords adjacents est :" Les options étaient :
- a) 90 degrés, 120 degrés
- b) 60 degrés, 120 degrés
- c) 120 degrés, 120 degrés
- d) 90 degrés, 30 degrés
Dans une vue isométrique, les trois axes principaux sont espacés de 120 degrés. Les arêtes d'un cube qui sont parallèles à ces axes apparaissent avec un angle de 120 degrés entre elles. Les angles de 90 degrés d'un cube sont donc représentés comme des angles de 120 degrés ou de 60 degrés, selon leur orientation par rapport aux axes isométriques.
Identification des Vues Orthogonales
15. Vue arrière d'un composant
L'identification des différentes vues orthogonales (face, dessus, droite, gauche, arrière, dessous) est une compétence fondamentale en dessin technique. La question "Identifiez la vue arrière du composant ci-dessous" nécessite une figure. Sans elle, on ne peut que rappeler l'importance de comprendre comment les vues se projettent et se correspondent dans les méthodes de projection européenne (premier dièdre) ou américaine (troisième dièdre). La vue arrière est la projection de la pièce vue depuis l'arrière.
16. Vue de droite d'un composant
De même, pour la question "Identifiez la vue de droite de la composante ci-dessous :", la visualisation de la pièce en 3D et sa projection sur le plan de droite sont cruciales. En méthode européenne, la vue de droite est placée à gauche de la vue de face, et en méthode américaine, elle est placée à droite de la vue de face.
17. Vue de gauche d'un composant
La question "Identifiez la vue de gauche du composant ci-dessous :" est similaire aux précédentes. La vue de gauche se projette sur le plan de gauche de la pièce et sa position dépend de la méthode de projection utilisée.
18. Vue de dessus d'une vue isométrique
Convertir une vue isométrique en vues orthogonales est un exercice courant qui demande une excellente visualisation spatiale. La question "Identifiez la vue de dessus de la vue isométrique ci-dessous :" demandait d'extraire la projection de l'objet vue de haut à partir de sa représentation isométrique.
19. Vue de dessus d'une vue isométrique (suite)
Cette question répète l'exercice d'identification de la vue de dessus à partir d'une autre vue isométrique, mettant en évidence la variété des formes qu'un dessinateur doit pouvoir interpréter. La vue de dessus montre l'objet tel qu'il apparaîtrait en le regardant de haut.
20. Vue de dessus d'une vue isométrique (suite)
Encore une fois, l'objectif est de projeter mentalement ou graphiquement l'objet depuis le haut pour en déduire sa vue de dessus à partir de l'isométrie. C'est une compétence clé pour passer de la 3D à la 2D normalisée.
21. Vue de dessus d'un cône
La question "Identifiez la vue de dessus du cône ci-dessous :" demande la représentation d'un cône vu de haut. La vue de dessus d'un cône droit à base circulaire est un cercle, avec son centre marquant la position de la pointe (ou de l'axe) du cône.
22. Vue arrière d'une sphère
La question "Identifiez la vue arrière de la sphère suivante :" demandait la représentation d'une sphère vue de l'arrière. Une sphère étant parfaitement symétrique, toutes ses vues orthogonales (face, dessus, arrière, droite, gauche, dessous) sont des cercles de même diamètre.
Cotation, Échelles et Tolérances
23. Dimensions répétées en cotation
La cotation en dessin technique doit être claire, complète et éviter les répétitions inutiles, qui peuvent entraîner des ambiguïtés ou des conflits de tolérances. La question "D'après la figure suivante, quelle est la dimension répétée?" avec des options numériques (30, 70, 10, 20) visait à identifier une cote redondante sur un dessin. Une bonne pratique de cotation stipule que chaque cote ne doit apparaître qu'une seule fois.
24. Réduction de l'échelle
L'échelle d'un dessin indique le rapport entre les dimensions du dessin et les dimensions réelles de l'objet. La question posait : "Lequel des éléments suivants représente une réduction de l'échelle?" Les options étaient :
- a) 1:1
- b) 1:2
- c) 2:1
- d) 10:1
Une échelle de réduction est utilisée lorsque l'objet est trop grand pour être dessiné en taille réelle sur le format de papier choisi. Elle est exprimée sous la forme 1:X, où X est supérieur à 1. Par exemple, 1:2 signifie que le dessin est deux fois plus petit que l'objet réel. Une échelle 1:1 est une échelle grandeur nature, tandis que 2:1 ou 10:1 sont des échelles d'agrandissement.
25. Nécessité d'une troisième vue
Pour définir complètement une pièce sans ambiguïté, un nombre suffisant de vues orthogonales est requis. La question "Une troisième vue est nécessaire pour la représentation de la pièce illustrée par la figure ci-dessous : a) Vrai b) Faux" impliquait l'analyse d'une pièce spécifique pour déterminer si deux vues étaient suffisantes ou si une troisième était indispensable pour en comprendre la géométrie complexe. Une pièce simple (comme une plaque rectangulaire ou un cylindre simple) peut souvent être définie avec deux vues, tandis qu'une pièce plus complexe en nécessitera trois, voire davantage.
26. Suffisance des vues pour perspective isométrique
La capacité à créer une perspective isométrique à partir de vues orthogonales est un test de compréhension spatiale et de projection. La question "La coupe A-A et la vue de dessus, illustrée par la figure ci-dessous, d’une pièce sont suffisante pour dessiner la perspective isométrique de la pièce. Echelle 1 :1 a) Faux b) Vrai" demandait si ces deux vues particulières (une coupe et une vue de dessus) fournissaient suffisamment d'informations. La réponse dépend de la complexité de la pièce ; dans de nombreux cas, une vue en coupe combinée à une vue de dessus peut fournir suffisamment de détails pour reconstituer la forme 3D.
27. Formes spécifiques en dessin technique
Certaines formes et usinages ont des désignations spécifiques en dessin industriel pour décrire des caractéristiques fonctionnelles ou esthétiques des pièces. La question "La forme 3 indiquée sur la figure ci-dessous est : 12 3" avec les options :
- a) Un Bossage : Protubérance sur une pièce, souvent pour fixer ou supporter d'autres éléments.
- b) Un chambrage : Élargissement cylindrique ou conique d'un trou sur une partie de sa longueur, souvent pour noyer une tête de vis ou un écrou.
- c) Une queue d’aronde : Forme de tenon et mortaise en trapèze, utilisée pour des assemblages démontables et résistants.
- d) Un trou oblong : Trou de forme allongée, souvent utilisé pour permettre un réglage ou une dilatation.
Sans la figure, il est impossible de désigner la "forme 3" avec certitude. Cependant, ces termes sont fondamentaux pour décrire avec précision des caractéristiques de pièces.
28. Calcul de tolérance dans un montage
La gestion des tolérances est cruciale pour l'assemblage de pièces et leur bon fonctionnement. La question "On considère le montage suivant d’un galet : On aura : +0.3 a) Φ1 = 26+0.39 +0.39 b) Φ1 = 26+0.3 +0.39 c) Φ1 = 25+0.3 +0.3 d) Φ1 = 25+0.39" est une question de calcul de tolérance. Les notations telles que "Φ1 = 26 (+0.39/-0.3)" représentent le diamètre nominal (26 mm) et les écarts de tolérance (supérieur +0.39 mm, inférieur -0.3 mm). Pour déterminer la bonne option, il faut analyser les cotes et les tolérances données sur le dessin du montage et effectuer les calculs d'ajustement correspondants, ce qui n'est pas possible sans le visuel.
29. Calcul de tolérance dans un montage (suite)
Cette question, similaire à la précédente, implique le calcul ou l'identification d'une cote avec ses tolérances pour un assemblage spécifique. Les options utilisent la même notation : "+0.02 a) Φ1 = 55−0.04 +0.04 b) Φ1 = 55+0.02 +0.02 c) Φ1 = 54−0.04 +0.05 d) Φ1 = 54+0.02". Ici encore, les écarts supérieurs et inférieurs sont indiqués. Par exemple, "Φ1 = 55 (+0.02/-0.04)" signifie un diamètre nominal de 55 mm avec un écart supérieur de +0.02 mm et un écart inférieur de -0.04 mm. L'analyse d'un schéma de montage détaillé avec les tolérances des pièces à assembler serait indispensable pour résoudre ce type de problème.
30. Cotations correctes
Une cotation correcte respecte des normes strictes (ISO 129 par exemple) pour éviter l'ambiguïté, faciliter la lecture du dessin et la fabrication. La question "Laquelle de ces deux figures représente des cotations correctes : (A) (B) a) A b) B" demande de comparer deux méthodes de cotation sur des figures. Les règles de cotation incluent l'unicité de chaque cote (pas de répétition), la clarté, l'absence de redondance et le positionnement adéquat des lignes de cote et d'attache. Les cotes doivent être placées de manière à ne pas gêner la lisibilité et à fournir toutes les informations nécessaires.
31. Types de coupes et sections
Les coupes et sections sont des techniques graphiques utilisées pour révéler les détails internes d'une pièce qui seraient autrement cachés ou difficiles à comprendre. La question "La figure ci-dessous contient: a) Une coupe partielle b) Une section sortie c) Une section rabattue d) Aucune des réponses mentionnées" demande d'identifier le type de représentation. Voici les définitions :
- Une coupe partielle montre une partie de l'objet coupée pour révéler des détails internes spécifiques, sans traverser tout l'objet. Elle est délimitée par un trait fin continu, souvent à main levée.
- Une section sortie est une section dessinée à l'extérieur de la vue principale, généralement reliée à la vue par un trait fin. Elle est souvent utilisée pour des profilés.
- Une section rabattue est une section dessinée directement sur la vue principale, sans interrompre les contours de la vue, mais avec des hachures.
L'identification précise nécessite la visualisation de la figure.
32. Types de dessins techniques
Le dessin technique englobe diverses représentations graphiques, chacune ayant des objectifs et des conventions spécifiques. La question "La figure ci-dessous illustre : a) Un dessin d'ensemble b) Un dessin éclaté c) Un croquis d) Un schéma de principe" demande de distinguer ces types :
- Un dessin d'ensemble montre toutes les pièces d'un mécanisme assemblées dans leur position de fonctionnement.
- Un dessin éclaté montre les pièces d'un ensemble séparées mais positionnées le long de leurs axes d'assemblage, souvent utilisé pour les instructions de montage ou les vues éclatées de catalogue.
- Un croquis est un dessin à main levée, sans instruments, souvent pour une idée préliminaire ou une communication rapide.
- Un schéma de principe représente le fonctionnement d'un système sans se soucier des détails de construction ou des dimensions exactes, en utilisant des symboles normalisés.
La figure originale était nécessaire pour identifier le type de dessin illustré.
33. Calcul de la tolérance
La tolérance est une valeur fondamentale en fabrication, représentant la variation totale admissible pour une dimension donnée. La question était : "Pour la fabrication d'un certain nombre de trous, le diamètre maximal des trous était de 50,14 mm et le diamètre minimale des trous était de 49,98 mm. La tolérance en mm sera :" Les options étaient :
- a) 0,12
- b) 0,13
- c) 0,16
- d) 0,20
La tolérance se calcule par la différence entre la dimension maximale et la dimension minimale acceptable. Dans ce cas, 50,14 mm (diamètre maximal) - 49,98 mm (diamètre minimal) = 0,16 mm. La tolérance indique la plage de variation permise pour que la pièce soit conforme.
34. Types d'ajustements
L'ajustement décrit la relation dimensionnelle entre deux pièces (généralement un arbre et un alésage) qui doivent s'assembler, déterminant si elles se montent avec jeu, serrage, ou de manière incertaine. La question était : "Lorsque le diamètre le plus petit des trous est supérieur au diamètre le plus grand des arbres :" Les options étaient :
- a) Ajustement incertain
- b) Aucune des réponses mentionnées
- c) Ajustement avec jeu
- d) Ajustement serré
Si le diamètre minimal du trou est supérieur au diamètre maximal de l'arbre, cela signifie qu'il y aura toujours un espace (un jeu) entre les deux pièces, quelle que soit la variation de fabrication à l'intérieur des tolérances spécifiées. On parle alors d'un ajustement avec jeu. Un ajustement serré implique que l'arbre sera toujours plus grand que le trou, nécessitant une force pour l'assemblage. Un ajustement incertain (ou transitoire) peut aboutir à un jeu ou un serrage selon les dimensions réelles des pièces.
FAQ sur le Dessin Industriel
Qu'est-ce qu'un dessin de définition ?
Un dessin de définition est un document technique complet qui décrit une pièce unique avec toutes les informations nécessaires et non ambiguës pour sa fabrication : forme, dimensions cotées, tolérances géométriques et dimensionnelles, état de surface, traitement thermique et matière. Il sert de base pour la production et le contrôle qualité.
Pourquoi utilise-t-on des vues isométriques ?
Les vues isométriques sont utilisées pour représenter un objet en trois dimensions sur une surface plane. Elles offrent une perspective facile à comprendre et intuitive, permettant de visualiser rapidement la forme et l'encombrement général de la pièce ou de l'ensemble, ce qui facilite la communication et la compréhension, notamment pour des non-spécialistes, par rapport aux vues orthogonales qui nécessitent une interprétation spatiale plus poussée.
Quelle est l'importance des tolérances en dessin industriel ?
Les tolérances sont d'une importance capitale car elles spécifient les variations acceptables des dimensions et de la géométrie des pièces. Elles garantissent l'interchangeabilité des composants, la fonctionnalité des assemblages (ajustements), et la maîtrise des coûts de fabrication. Sans tolérances, il serait impossible de fabriquer des pièces qui s'assemblent correctement ou qui remplissent leur fonction, entraînant des rebuts ou des coûts de précision inutiles.