Les états de surface

La rugosité est une caractéristique de l’état de surface d'un matériau solide.

Principes techniques de la mesure

Une surface, quelque soit son procédé de fabrication, n'est pas une surface parfaitement lisse: selon la méthode d'usinage et les outils utilisés, mais aussi selon le matériel, elle présente de nombreuses irrégularités, micro-géométriques ou macro-géométriques. Ces irrégularités sont définies par comparaison avec une ligne "moyenne" et sont classées en deux catégorie : des aspérités ou "pics", et des cavités ou "creux". L'ensemble de ces défauts de surface constitue la rugosité.

La rugosité d'une surface donnée peut être déterminée par la mesure d'un certain nombre de paramètres.

On peut citer notamment, parmi les plus utilisés:

• Rp
  Pic maximal observé sur la longueur analysée. Si l'on pose un repère cartésien dont l'axe des abscisses est aligné sur la ligne centrale de la surface à mesurer, le pic maximal, lu sur l'axe des ordonnées, pourra également être noté Rp=ymax.
• Rc
  Creux maximal observé sur la longueur analysée.
• Rt
  Rugosité totale. Elle correspond à la somme du pic maximal et du creux maximal observé sur la longueur analysée. Rt=Rp + Rc.
• Ra
  Écart moyen, ou moyenne arithmétique des distances entre pics et creux successifs. "Ra" correspond à la différence entre cette distance moyenne et la "ligne centrale". Ce paramètre "moyen" permet de donner une indication générale résumant les autres paramètres de rugosité d'une surface donnée, et est par conséquent fréquemment utilisé.

Applications : pourquoi vouloir connaître la rugosité d'une surface?

Lorsque les comparaisons visuelles et tactiles ne pas sont suffisantes pour distinguer une différence de rugosité entre deux surfaces, on utilise un profilomètre (rugosimètre). Ces appareils déterminent de manière sûre et précise un certain nombre de paramètres de rugosité (Ra, Rz…).

Un profilomètre est un instrument utilisé pour mesurer le relief d'une surface, notamment dans le but d'en évaluer la rugosité ou la micro-géométrie.

Les profilomètres sont à leur origine dotés d'une pointe très fine en diamant qui lit l'altitude lorsqu'on la déplace le long de la surface. Ce principe est toujours très utilisé, mais il est aujourd'hui complété par nombre de dispositifs optiques.

Parmi les applications industrielles nécessitant l'utilisation d'un profilomètre

• Collage et revêtement: le contrôle et la correction de rugosité permet d'augmenter la surface réelle de contact, qui peut être ainsi équivalente à 10 ou même 100 fois la surface apparente.
• Mécanique: l'optimisation de la rugosité permet un meilleur ancrage mécanique, notamment au sein de dispositifs où les forces de friction jouent un rôle fonctionnel prépondérant (ex: cônes morses).
• Qualité: l'utilisation d'un rugosimètre permet le contrôle de la qualité de finition en bout de chaîne de production, permettant de détecter et de corriger d'éventuels problèmes survenus durant l'usinage.
• Recherche: la mesure de la rugosité permet d'évaluer la qualité d'un nouvel enduit ou procédé de traitement de surface.

Tableau de convertion des états de sufaces
							Longueur de mesure
Ra (µm)	Ra (µ inch)	RMS	CLA (N)	Rt	Rz	N	inch	métrique
0.025	1	1.1	1	0.3	0.1	1	0.003	0.08
0.05	2	2.2	2	0.5	0.2	2	0.01	0.25
0.1	4	4.4	4	0.8	0.4	3	0.01	0.25
0.2	8	8.8	8	1.2	0.8	4	0.01	0.25
0.4	16	17.6	16	2	1.6	5	0.01	0.25
0.8	32	32.5	32	4	3.2	6	0.03	0.8
1.6	63	64.3	63	8	6.3	7	0.03	0.8
3.2	125	137.5	125	13	12.5	8	0.1	2.5
6.3	250	275	250	25	25	9	0.1	2.5
12.5	500	550	500	50	50	10	0.1	2.5
25	1000	1100	1000	100	100	11	0.3	8
50	2000	2200	2000	200	200	12	0.3	8

Ra: Rugosité moyenne artimétique
RMS: Moyenne quadratique
CLA: Rugosité moyenne par rapport à l'axe
Rt: Rugosité totale
Rz: Profondeur moyenne de rugosité sur 5 longueurs de base.
N: Norme ISO

Références : http://www.mesurez.com / http://www.wikipedia.org