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Très courant dans les garages et les ateliers du pneumatique, un contrôleur géométrique est un appareil permettant de faciliter les mesures dimensionnelles d’une pièce mécanique. Encore appelé banc de géométrie ou appareil de géométrie, un contrôleur géométrique sert surtout à éviter l’usure prématurée de différents types d’éléments mécaniques, comme un pneu, un tour, une fraiseuse ou bien les différentes machines-outils existants. 

Un contrôleur géométrique s’utilise plus particulièrement dans le domaine de la maintenance automobile. Comptez aussi entre 8000 et 17 000 euros le prix d’un modèle standard de ce type d’appareil.

Un contrôleur géométrique c’est quoi ?

Un contrôleur géométrique est une machine destinée principalement à faciliter les contrôles de l’état géométrique d’un élément mécanique, avec une grande précision. Le plus souvent, l’appareil est utilisé pour vérifier le parallélisme des roues d’une automobile. Mais il peut également servir à rectifier l’équerrage d’une suspension, à mesurer le niveau des amortisseurs d’un engin ou bien à s’assurer de la rectitude des axes des trains d’une voiture utilitaire, par exemple. 

La machine se compose généralement de divers équipements. Tels que :
  • Des caméras numériques
  • Des faisceaux 3D avec cibles de fixation
  • Un ordinateur industriel, relié à un écran et à une imprimante couleur grâce à des câbles
  • Un support central
  • Un plateau mécanique avec des bases magnétiques
  • Un arbre rotatif
Grâce à ses nombreux composants, un contrôleur géométrique peut comparer la géométrie des mouvements d’une pièce mécanique avec les normes préétablies par le constructeur. Pour ce faire, chaque contrôle exige s suivant une procédure bien précise. La préparation du contrôle, où les données concernant la pièce à contrôler doivent être insérées dans l’ordinateur de la machine, avec les divers paramètres d’analyse. Ce sont, par exemple, la sélection du type de véhicule à contrôler, le paramétrage de l’assiette de la voiture ou bien le niveau de compensation du voile des pneus. La réalisation du contrôle proprement dit, accompagné principalement du contrôle d’entrée, d’une correction des différents paramètres de contrôle ou encore du compte rendu final.

Combien coûte un contrôleur géométrique ?

En général, le prix d’un contrôleur géométrique varie entre 8000 et 17 000 euros selon le modèle. Les machines les moins chères restent les modèles conventionnels, c’est-à-dire les appareils fixes, équipés de technologie de mesure infrarouge, d’un ordinateur et d’un dispositif de radiocommunication. Préalablement intégrés dans l’ordinateur, des logiciels facilitent le paramétrage du contrôle. Les modèles de véhicules adaptés regroupent le plus souvent les véhicules légers, utilitaires ou les Crossovers. Ces machines sont adaptées aux usages intensifs.

Pour les contrôleurs géométriques spécialisés, leurs prix peuvent atteindre les 15 000 euros. Le plus souvent, ces appareils proposent des fonctionnalités automatiques, avec des technologies radio industrielles d’une puissance avoisinant 2,5 Gigahertz. En plus d’être mobiles, ils sont également munis de bras surdimensionnés, leur permettant d’analyser des pièces de grande taille, telles que les trains roulants des poids lourds ou des bus. 
 
Des contrôleurs géométriques spécialement conçus pour les engins lourds existent aussi, avec des prix compris entre 40 000 et 50 000 euros. Ils se distinguent surtout par leur grande performance pouvant encore être améliorée grâce à des kits. Tels que des répétiteurs de radiocommunication, des supports de références pour les bus ou bien des supports d’alignement pour les remorques.

Comment fonctionne un contrôleur géométrique ?

Le fonctionnement d’un contrôleur géométrique repose sur la loi de l’optique et le concept de GPS. Selon la technologie installée, deux grandes familles existent cependant sur le marché :
  • Les contrôleurs géométriques à capteurs dits CCD (Charged Coupled Device ou Dispositif de Transfert de Charges)
  • Les contrôleurs géométriques à capteurs dits CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor ou Semi-conducteur à Oxyde de Métal complémentaire)
Le système regroupe en général plusieurs composants spéciaux. Tels qu’une plateforme de contrôle, dotée de supports coulissants et de plateaux tournants. Il s’agit d’un poste de contrôle permettant de mieux reproduire les résultats des mesures.

Les mesures sont surtout effectuées par l’appareil de contrôle de géométrie. Ceci est équipé d’un ordinateur, de supports d’appareil de mesure et de quatre (4) enregistreurs, avec deux caméras CCD ou CMOS intégrés. Lors du contrôle, les appareils de mesure sont fixés sur la jante des pneus pour renvoyer les signaux sous forme d’infrarouge ou de laser.

Pour la partie analyse, les résultats des mesures sont directement transférés au logiciel installé sur l’ordinateur. L’opérateur peut ainsi vérifier la conformité des résultats aux normes imposées par les constructeurs, avant de procéder aux réglages.

Quels sont les différents types de contrôleurs géométriques 

Selon la méthode de contrôle de géométrie utilisée, il existe : 

Les bancs de géométrie classiques

Les bancs de géométrie classiques sont les modèles les plus populaires existants. L’appareil fonctionne grâce à des capteurs infrarouges, aussi appelés POD, fixés au niveau des roues. Facile d’utilisation et d’une grande précision, ce type d’appareil reste cependant difficile à installer. 

Le système utilisé sur les bancs de géométrie classiques est aussi peu apprécié pour sa fragilité. En effet, les têtes électroniques de ce type d’appareil supportent peu les chutes. Pour être opérationnels, ces dispositifs exigent aussi une calibration régulière qui doit uniquement être menée par un spécialiste.  

Les bancs de géométrie 3D

Les bancs de géométrie 3D sont des contrôleurs géométriques conçus spécialement pour réaliser des mesures avec rapidité. Par rapport aux modèles classiques, ces appareils s’installent aussi d’une manière aisée. Bien que moins précis, ils nécessitent peu d’entretiens et de calibration. Leurs têtes de mesures sont aussi remplacées par des cibles dépourvues de composants électroniques et donc incassables.

Les contrôleurs géométriques CCD

Ce sont des appareils qui intègrent des capteurs CCD, des composants constitués de plusieurs millions de minuscules cellules photoélectriques, aussi appelés photosites. Le système offre généralement des mesures d’une grande précision et l’affichage des résultats ne prend qu’une fraction de seconde. En effet, la radiocommunication du système est capable de traiter plus de 2 millions de signaux en une seconde.

Les contrôles de géométrie à Laser

Il s’agit des contrôleurs géométriques les plus simples, rapides et précis existants. Un des principaux avantages de ces modèles de contrôleurs géométriques reste leur caractère pratique. En effet, ces appareils sont à la fois portables et faciles à installer. Aussi, ils sont adaptables aussi bien sur piste, au sol, ou sur un pont élévateur. Leur conception leur permet aussi de fonctionner sur tous les types de véhicules existants.

Les contrôleurs électroniques de géométrie

Conçus notamment pour les voitures légères et les fourgons, les contrôleurs électroniques de géométrie sont en général des appareils fixes dotés d’une grande précision, de l’ordre 0,01 °. La technologie jouit également d’une facilité d’installation, notamment sans les fils encombrants. La tension électrique nécessaire pour le fonctionnement d’un tel appareil, elle, doit être de 230 Volts monophasés. 

Moins fréquents, des modèles de contrôleurs électroniques de géométrie existent également à destination des professionnels. Souvent nommés inclinomètres, il s’agit surtout d’un appareil de mesure d’un niveau de précision de l’ordre de 1 %, soit une résolution de 0,1 °.

Les contrôleurs de géométrie à système automatisé

Les contrôleurs de géométrie à système automatisé sont des appareils fonctionnant avec des capteurs CCD sans fil. Mais à la différence des modèles classiques, la disposition de leurs composants leur permet surtout de faciliter les tâches de l’opérateur. Ainsi, pour effectuer un contrôle de géométrie d’une voiture avec les contrôleurs de géométrie à système automatisé, il suffit d’avancer l’automobile sur la plateforme, de bien caler la pédale des freins et de paramétrer l’ordinateur. En effet, l’intérêt de ce type d’appareil est de permettre le contrôle géométrique d’une voiture sans avoir à toucher une jante. 

Comment choisir son contrôleur géométrique ?

Pour mieux choisir un contrôleur géométrique, plusieurs critères doivent être pris en compte :

La technologie incorporée

Un contrôleur géométrique est souvent capable de réaliser une mesure grâce à la technologie CCD, CMOS, Infrarouge, Laser ou électronique. La taille, la fragilité, le temps de mise en œuvre ou encore le niveau de précision diffèrent généralement une technologie à une autre.

Le niveau de précision de l’appareil

Le niveau de précision d’un modèle de contrôleur géométrique s’évalue principalement à sa capacité à détecter les moindres irrégularités d’un élément. En effet, si la plupart des appareils existants proposent un niveau de précision de l’ordre de 1 %, les modèles électroniques, eux, sont capables de détecter une erreur de 0,1 %.

Le type de véhicule à contrôler

La plupart des contrôleurs géométriques utilisés dans un garage sont conçus pour mesurer la géométrie d’un train roulant d’une automobile légère ou d’un véhicule utilitaire, tout au plus. Pour les gros engins, les contrôleurs géométriques à laser sont les plus adaptés. 

Les paramètres de mesure pris en charge

La majorité des contrôleurs géométriques existants sont capables d’analyser un véhicule, selon divers paramètres. Tels que :
  • Le parallélisme ou la mesure de l’axe des roues
  • Le carrossage ou l’angle entre la roue et la position verticale de la voiture par rapport au sol
  • La chasse, qui correspond surtout à la mesure de l’angle formé par l’axe des rotules des roues avec la verticale au sol.
  • L’anti-plongée, correspondant à l’inclinaison du train roulant avant. Ce type de contrôle est souvent réalisé avec l’anti-cabrage ou l’inclinaison du train roulant arrière du véhicule.
Arthur MARQUES DE OLIVEIRA
Guide écrit par :
Arthur MARQUES DE OLIVEIRA
Spécialiste industrie chez Hellopro
Ancien responsable de production dans une fonderie, je me suis reconverti il y a quinze ans dans l'automobile. J'écris depuis divers articles sur l'équipement et les services du secteur industriel.