Bien trop souvent, les publications scientifiques mentionnent des paramètres d'états de surface (souvent des paramètres de profils tels que Ra ou Rq) sans donner avec les conditions de filtrage. Bien que l'ISO 4288 ou l'ISO 21920-3 admettent des conditions par défaut, qui donc peuvent être omises des dessins techniques, celles-ci ne sont pas toujours applicables sur des composants de petites taille (notamment en horlogerie).
Pour plus de clarté, les paramètres devraient toujours être fournis en indiquant le type de filtre et la valeur du cut-off. Sans cela, on pourrait obtenir n'importe quelle valeur de paramètre, juste en ajustant la valeur du cut-off, ce qui rendrait sans intérêt le paramètre !
De plus, avec la nouvelle norme ISO 21920, la plupart des paramètres ne sont plus moyennés sur les longueurs de base entraînant des différences de valeurs par rapport à l'ancienne norme ISO 4287. Il est donc important de préciser quelle référence est utilisée pour le Ra, Rq, Rsm, etc..
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Spécifications par défaut dans les normes ISO
La nouvelle norme profilométrique l'ISO 21920-2:2021
L'état de surface est trop souvent résumé au paramètre Ra (ou Sa). Avant de vous lancer tête baissée dans l'évaluation du Ra, réfléchissez à ce que vous cherchez à qualifier. Quelle fonctions de la surface voulez-vous caractériser ?
Si ce qui vous intéresse est d'avoir une idée de l'amplitude moyenne de la rugosité, alors utilisez Rq plutôt que Ra, car ce paramètre est mieux lié aux phénomènes physiques impliqués sur les surfaces.
Si vous souhaitez caractériser une fonction ou une performance particulière de la surface, essayez d'autres paramètres qui seront probablement bien plus pertinents et mieux corrélés. En particulier, les paramètres liés à la distribution des hauteurs (Rsk et Rku) ou au taux de portance (Rmr, Rdc) sont habituellement plus significatifs. De nombreux autres paramètres sont utiles dans des applications particulières, comme Rk, Rdq, Sdr, etc.
En savoir plus :
Analyser une surface selon sa fonction
Paramètres fonctionnels de l'ISO 13565
Le paramètre d'espacement le plus connu, le Rsm, est parfois utilisé hors-contexte et dans ce cas il n'est d'aucune aide pour décrire la surface. Les paramètres d'espacement font partie des "Feature parameters" qui s'intéressent aux éléments identifiés sur le profil. Ils sont utiles principalement sur les profils périodiques, pseudo-périodiques ou structurés et pas du tout pour les profils stochastiques (dits aléatoires). Un autre paramètre spatial est le AR de la méthode des motifs (ISO 12085). Dans les deux cas, le filtrage doit être choisi avec précaution pour éviter de retirer les longueurs d'onde qui composent les périodes du profil.
En savoir plus :
Comment évaluer une caractéristique latérale ?
Paramètres de motifs de l'ISO 12085
Surface stochastique ou déterministe ?
Les utilisateurs sont souvent un peu perdus quand il s'agit de choisir une valeur de cut-off, et c'est pourquoi les veleurs par défaut sont utilisées si souvent. Pourtant, il faut se souvenir que le filtrage est une opération qui affecte les valeurs de paramètres et cela peut changer les conclusions d'une étude ! La valeur du cut-off dépend de la matière de l'échantillon mesuré ou de la façon dont il a été usiné. C'est-à-dire qu'il dépend de l'état de surface lui-même, mais pas de la taille de l'échantillon ou des capacités de mesure de l'instrument.
Les utilisateurs sont incités à explorer dans quels intervalle d'échelles ou de longueurs d'onde le matériau ou le procédé d'usinage exprime sa signature. Le bon cut-off sera probablement différent de la valeur par défaut, ni même le même qu'un autre utilisateur qui utilise un autre procédé d'usinage ou qui travaille sur une autre application.
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Techniques de filtrage
Filtres passe-bande
Certains paramètres sont calculés à partir des points voisins immédiats, ce qui veut dire que selon le pas latéral de mesure, ces paramètres donneront des résultats différents. Ils sont sensibles à la résolution latérale.
Ce phénomène est d'ailleurs à la base de l'analyse fractale dite SSFA (Scale-Sensitive Fractal Analysis) où une évaluation similaire au Sdr est effectuée à différentes échelles. Cela s'applique, en particulier, au Rdq (ou Sdq), la pente moyenne, et au Rdr (ou Sdr), l'aire développée, et même au Spc/Svc, la courbure. Ces paramètres sont sensibles à la résolution et au bruit, et doivent être documentés correctement pour être reproductibles.
En savoir plus :
L'analyse fractale géométrique (SSFA)
Paramètres surfaciques de champ
Toujours documenter les conditions de filtrage.
Réfléchir aux paramètres les plus pertinents pour son application.
N'utiliser les paramètres d'espacement que sur les profils (pseudo-)périodiques ou structurés
Déterminer dans quelle bande passante votre analyse est pertinente.
Documentez à quelle résolution les paramètres Sdr et Sdq sont calculés.