Introduction
Les contraintes dimensionnelles fixent les dimensions exactes des éléments d’une esquisse longueurs, rayons, diamètres et angles. Combinées aux contraintes géométriques vues dans la leçon précédente, elles permettent de définir complètement et précisément la forme de la pièce. C’est le principe fondamental de la CAO paramétrique chaque dimension est un paramètre modifiable à tout moment.
Principe de la CAO paramétrique
Dans FreeCAD, les dimensions ne sont pas figées comme dans un dessin papier. Ce sont des paramètres si on modifie une cote, le modèle se recalcule automatiquement.
Exemple concret :
- On modélise une plaque 100x80mm avec 4 trous D10mm aux coins
- Le client demande de passer à 120x100mm avec des trous D12mm
- En CAO paramétrique : modifier 3 valeurs suffit le modèle entier se met à jour automatiquement
- Sans paramétrique : il faudrait tout redessiner
Les contraintes dimensionnelles dans le Sketcher
Contrainte de distance horizontale Fixe la distance horizontale entre deux points ou la longueur horizontale d’une ligne.
Activation : Sketcher → Sketcher constraints → Contraindre la distance horizontale
Utilisation :
- Sélectionner une ligne horizontale ou deux points
- Cliquer sur la contrainte
- Saisir la valeur en mm dans la boîte de dialogue
- Valider avec Entrée
Contrainte de distance verticale Fixe la distance verticale entre deux points ou la longueur verticale d’une ligne.
Contrainte de distance (longueur) Fixe la longueur d’une ligne dans n’importe quelle direction.
Activation : Sketcher → Sketcher constraints → Fixer la longueur
Utilisation :
- Sélectionner une ligne
- Cliquer sur la contrainte
- Saisir la longueur en mm
- Valider
Contrainte de rayon Fixe le rayon d’un cercle ou d’un arc.
Utilisation :
- Sélectionner un cercle ou un arc
- Cliquer sur Fixer le rayon
- Saisir le rayon en mm
- Valider
Contrainte de diamètre Fixe le diamètre d’un cercle plus intuitive que le rayon pour les trous et alésages.
Utilisation :
- Sélectionner un cercle
- Cliquer sur Fixer le diamètre
- Saisir le diamètre en mm
- Valider
⚠️ Préférer la contrainte de diamètre à la contrainte de rayon pour les trous — les plans techniques indiquent toujours les diamètres (ø10, ø20…) et non les rayons.
Contrainte d’angle Fixe l’angle entre deux lignes.
Utilisation :
- Sélectionner deux lignes
- Cliquer sur Fixer l’angle
- Saisir l’angle en degrés
- Valider
Application typique :
- Chanfreins angle de 45°
- Surfaces inclinées angle quelconque
- Profils en V
Contrainte de distance entre points Fixe la distance entre deux points quelconques dans l’espace 2D.
Application typique :
- Entraxe entre deux trous
- Distance entre un trou et un bord
Utilisation de l’outil Contrainte universelle
FreeCAD propose un outil de contrainte universel qui s’adapte automatiquement à la sélection :
Activation : Sketcher → Sketcher constraints → Contraindre la distance Raccourci : Touche D
Comportement selon la sélection :
- Une ligne horizontale → fixe la longueur horizontale
- Une ligne verticale → fixe la longueur verticale
- Une ligne inclinée → fixe la longueur totale
- Un cercle → fixe le rayon
- Deux points → fixe la distance entre les points
C’est l’outil le plus polyvalent à utiliser en priorité.
Modifier une contrainte dimensionnelle
Pour modifier une cote existante :
- Double-cliquer sur la valeur de la cote dans la vue 3D
- La boîte de dialogue s’ouvre avec la valeur actuelle
- Modifier la valeur
- Valider avec Entrée
- Le modèle se recalcule automatiquement
Nommer les contraintes > paramètres nommés
FreeCAD permet de nommer les contraintes dimensionnelles pour les référencer dans des formules.
Procédure :
- Lors de la saisie d’une valeur, cliquer sur le bouton Formule
- Ou préfixer la valeur par un nom : Largeur = 80
- La contrainte est nommée et accessible depuis d’autres contraintes
Exemple de formule :
- Contrainte Largeur = 80mm
- Contrainte Longueur = Largeur * 1.5 = 120mm automatique
- Si on change Largeur à 100mm → Longueur passe automatiquement à 150mm
Les paramètres nommés sont accessibles via Modèle → Paramètres.
Exemple pratique complet > plaque avec trous
Objectif : dessiner une plaque 100x60mm avec 4 trous D8mm à 10mm des coins.
Étape 1 : Tracer le profil :
- Rectangle par centre depuis l’origine
- 4 cercles aux positions approximatives des coins
Étape 2 : Contraintes géométriques :
- Coïncidence entre le centre du rectangle et l’origine
- Symétrie des 4 cercles par rapport aux axes X et Y
Étape 3 : Contraintes dimensionnelles :
- Longueur du rectangle : 100mm (contrainte horizontale)
- Largeur du rectangle : 60mm (contrainte verticale)
- Diamètre des 4 cercles : 8mm (contrainte de diamètre — une seule suffit avec l’égalité)
- Distance horizontale entre le bord gauche et le centre du trou gauche : 10mm
- Distance verticale entre le bord inférieur et le centre du trou inférieur : 10mm
Résultat : esquisse entièrement verte 4 contraintes géométriques + 5 contraintes dimensionnelles.
Lecture du compteur de contraintes
En bas du panneau des tâches, FreeCAD affiche :
- Degrés de liberté restants : 0 > esquisse entièrement contrainte ✅
- Degrés de liberté restants : 3 > 3 contraintes manquantes
- Degrés de liberté restants : -1 > sur-contraint — 1 contrainte en trop
L’objectif est d’atteindre 0 degré de liberté sans sur-contrainte.
Bonne pratique ne pas sur-coter
En CAO paramétrique, on ne met jamais plus de cotes que nécessaire. Chaque dimension doit être contrainte une seule fois.
Exemple à éviter :
- Contraindre la largeur totale d’un rectangle à 100mm
- ET contraindre chaque moitié à 50mm
- Résultat : sur-contrainte FreeCAD affiche une erreur rouge
Solution :
- Contraindre uniquement la largeur totale à 100mm
- Utiliser une contrainte de symétrie pour centrer pas besoin de coter les deux moitiés
À retenir
- Les contraintes dimensionnelles fixent les dimensions exactes modifiables à tout moment
- Préférer la contrainte de diamètre à la contrainte de rayon pour les trous
- Degrés de liberté = 0 → esquisse entièrement contrainte et correcte
- Les paramètres nommés permettent de créer des relations entre dimensions