DES BOIS EMPLOYÉS DANS LES CONSTRUCTIONS

— 92. — On divise généralement les bois en quatre classes : les bois durs, les bois blancs et mous, les bois résineux, les bois fins et précieux.

Parmi les arbres â bois dur, les plus employés sont le chêne, le châtaignier, le hêtre, l'orme, le fi-ône, le noyer, etc.

— 93. — Le chêne est sans contredit le meilleur bois de charpente que nous possédions. Il est fort, élastique, et peut durer très longtemps ; dans l'eau il est presque impérissable, et y acquiert à la longue une dureté et une coucouleur comparables à celles de Tébéne. On attribue au chêne une résistance permanente de 2 kil. 1 5 par millimètre carré; son poids spécifique est de 0,950 (i).

— 94. — Le châtaignier est un excellent bois qui ressemble beaucoup au chêne, avec lequel il a été souvent confondu. Il est rarement attaqué par les vers. Son poids spécifique est de 0,685.

— 95. — Le hêtre serait le rival du chêne, si son bois n'était très facilement attaquable par les vers et très sujet à se fendre en se desséchant. Il est d'une couleur fauve très claire ; ses fibres sont serrées, sans cependant qu'A soit très dur. Son poids spécifique est de 0,720. Le hêtre est d'un bon emploi dans les ouvrages hydrauliques

(i) Le ftoids spécifique ou la dcusitc d'un corps est le poids ds ce corps comparé à celui de l'eau à volume égal. Ainsi quand on dit que le poids spécifique d'un corps est 2, 3, 4, 5, etc., cela signifie que, à volume égal, ce corps pèse 2 fois, 3 fois, 4 fois, 5 fois, etc., autant que Teau.

Bois employés dans les Constructions ji

constamment immergés, pour pilotis, grillages, palplanches, etc.; dans ce dernier cas, Tarbrc doit être jeune, car s'il est vieux les palplanches se fendent sous Taction du mouton.

— 96. — L^orme présente un bois brun rougeâtre, très fibreux, dur, souple et liant, d'une apparence grossière, sujet à se laisser piquer des vers, difficile a travailler. Son poids spécifique est de 0,738. — L'orme sert surtout à faire la charpenterie des moulins, des pressoirs ; on en fabrique les moyeux des roues, des corps de pompe, des tuyaux de conduite, etc.

— 97. — Lt frêne a un bois blanc, veiné longitudinalement de teintes jaunâtres. Il est ferme et liant; d'abord tendre, flexible et facile à travailler, il devient, avec le temps, raide et fort dur. On lui reproche d'être assez facilement piqué des vers. Son poids spécifique est de 0,787. — Le frêne rend de bons services dans les travaux de charronnage et de Tartillerie; on l'emploie beaucoup aussi pour la fabrication des manches d'outils.

— 98. — Le «oy^r a un bois brun, légèrement veiné, serré, doux à travailler. On ne l'emploie guère aux travaux de charpente, parce qu'il est peu résistant et fort sujet à être piqué des vers. On en fait surtout usage pour les ouvrages de menuiserie et de tour. Son poids spécifique est 0,680.

— 99. — Les arbres à bois tendre croissent surtout dans les tefrains humides et bas ; les bois qu'ils produisent sont d'un tissu mou et spongieux, légers, faciles à travailler, mais très peu durables. On ne les emploie guère qu'à des travaux de charpente provisoires; le plus grand usage qu'on en fait est dans la raenuiservt Vè§,è.x^.

y 7. Méliers Manuels

Le peuplier offre de nombrenses variétés ; les plus employées sont : le peuplier blanc, vulgairement appelé ypréauy bois blanc. Son bois est léger, fecile à travailler. Son poids spécifique n'est que de o, 5 50. — Il est employé dans la charpenterie l^ére et la menuiserie; ses * grosses tiges servent à fidre des ustensiles de ménage et des sabots.

Le peuplier 4u Canada et le peuplier d^Italie ont un bois plus léger, spongieux, et fort peu estimé.

— Le tremble est une sorte de petit peuplier qui croit dans les bois. Son poids spécifique est de 0,538. Son bois est blanc et tendre ; ses voliges sans nœuds sont très utiles aux ébénistes pour faire les panneaux des bâtis qu'ib recouvrent ensuite de placage.

— 100. — Vaune a un bois qui se conserve très long- • temps sous l'eau, ce qui le rend propre à être employé pour pilotis ; on en fait aussi des corps de pompe, des tuyaux, etc. Son poids spécifique est 0,555.

— loi . — Le bouleau est avantageusement employé dans le charronnage. Son poids spécifique est 0,702.

— 102. — Le charme prend un très grand retrrit en se desséchant; il devient alors très dur. Il est tout employé dans le charronnage et la des machines, pour faire des vis de presse, des* poulies, des cames, des dents de roues. Il ne convieilf" pas pour la menuiserie, car il se lève en éclats sous fe rabot ; il se travaille mieux au tour. Son poids spéd* -' fique est 0,760. "■"*

— 103. — Vérable est le meilleur des bois blancs; T sec, léger, sonore, brillant, peu sujet à se tourmeaf

à se fendie. Ces qualités k font itchcrcherçarleslDl

Bois employés dans les Constructions 7^

les ébénistes, les menuisiers et les tourneurs. Son poids spécifique est 0,618.

— 104. — Le platane est comparable à Térable pour les travaux de menuiserie, d'ébénisterie et de tour, mais il est plus léger; son poids spécifique n'est que 0,538.

— 105. — Le /t7few/ s'emploie aux mêmes usages que rérable et le platane; mais il trop mou pour donner de bons assemblages de charpente. Son poids spécifique est 0,564.

Le saule n'est propre qu'à la construction d'objets légers. Son poids est 0,462.

— 106. — Vacacia est un excellent bois, trop peu employé; il est uni, dur, pesant et susceptible d'un beau poli. Il résiste très bien à l'humidité, fait de bons pilots et peut servir à la charpenterie. Son poids spécifique est 0,676.

— 107. — Les arbres résineux : pins, sapins, mélèze, peuvent, dans un grand nombre de cas, être avantageusement employés à la place des bois durs ; ils sont aussi résistants et à peu prés aussi durables qu'eux, et fournissent des pièces légères d'une grande longueur. Ils sont en général d'autant meilleurs pour les travaux de charpente qu'ils contiennent plus de résine ; ceux qu'on a totalement épuisés au moyen d'incisions pour en extraire la résine ne sont plus bons qu'à être brûlés.

Les résineux, dont les variétés sont très nombreuses et parmi lesquelles nous distinguerons le pin, le sapin et le mélèze, demandent à être écorcés aussitôt qu'ils sont abattus; car ils sont très sujets à être piqués des vers lorsque cette précaution n'est pas prise. Les nœuds qu'ils présentent firéquemment exigent un examen tout particulier.

74 Métiers Manuels

io8. — Le/»'» donne un bois qoi est moins résineux que celui du sapin; il est fort et résiste très bien à rhumidité. On en fait un grand usage en charpenterie et en menuiserie, ainsi que pour mâts et bordages de navires, pour conduites d'eau, corps de pompes, etc. Son poids spécifique est 0,612.

— 109. — Les sapins se distinguent principalement des pins par la forme et la longueur de leurs cônes, qui atteignent 15 à 18 centimètres. Leur bois est employé, comme celui des pins, aux travaux de charpente et de menuiserie. Son poids spécifique est 0,542.

— iio. — Le mélèze est le seul coniftre qui perde ses feuilles pendant rhivez'. Sous Teau, il est presque impériv^sable et devient très dur. Son poids spécifique est 0,656.

Ces trois espèces d'arbres résineux sont celles qui fiour^ nissent presque exclusivement les bois qui nous vieoncat par navires de l'étranger et que l'on connaît sous le nom de bois ou de sapin du Nord. Celui connu dans Tindustrie SOUS: la dénomination de sapin rouge se tire des mâénr qui croissent dans les immenses forêts de la Suède, 4l*lk Norvège et de la Russie; celui connu sous le oom-dk* sapin blanc s'extrait des diverses espèces de pins et dk sapins qui croissent dans les mêmes contrées. Le blanc est inférieur au sapin rouge, et beaucoiq) employé pour les grands travaux de charpente; il tout réservé pour les planchers.

— III. — Les arbres à bois fin : le sorbier^ lepmailill, le pommier, le néflier, le buis, l'acajou, le pslissmi||i|t rébéne, le gaïac, etc., sont très recherdbés pour vrages d'ébénisterie et de tour. Ces demieis birii débités à h scie, en feuilles très minces^ soos lei

Bois employés dans les Constructions yj

bois de placage^ pour les besoins de la menuiserie et de rébénisterie.

— 112. — On appelle hois en grume des bois fonds provenant d'arbres débités en billes ou tronçons de différentes longueurs et revêtus de leur écorce. Les bois de brin et de fente sont simplement équarris à la hache, ou fendus dans le sens des fibres. C'est ainsi qu'on prépare un grand nombre de pièces de charronnage, les douves dont on bXt les tonneaux, les lattes à plafonner, etc.

Les poutres sont des pièces à section rectangulaire, ayant néanmoins 0,25 à 0^30 de côté; les poutrelles ou solives y de moindre dimension, ont au plus 0,18 à 0,20 d'épaisseur; les madriers et bordages, pièces méplates, ayant au moins 0,04 d'épaisseur; les planches, pièces méplates dont l'épaisseur varie de 0,02 à 0,04; les voliges, planches légères ayant moins de 0,02 d'épaisseur; les latteSy pièces à section à peu près carrée, mais d'un faible éqaarrissage, de 0,05 au plus.

— 113. — On a souvent besoin de pièces courbes dans les constructions et particulièrement dans la charpenterie navale.

On peut courber les pièces droites à fi-oid, lorsqu'elles sont très minces et que l'on n'a besoin que d'une faible courbure. On peut encore obtenir des pièces courbes en les découpant dans des pièces droites d'après un gabarit ; mais ce système entraîne une grande perte de bois, et, les fibres étant coupées et interrompues, la résistance de la pièce est .considérablement diminuée.

Les méthodes les plus employées pour courber les bois sont fondées sur la propriété qu'ont la chaleur et l'eau de pénétrer la substance ligneuse, de XaitxAx^^oxiî^^x.^^

76 Métiers Manuels

ramollir suffisamment pour qn' elle puisse recevoir différentes formes, qu'elle conserve en se refroidissant'et en séchant.

On emploie depuis longtemps l'action du calorique pour courber les bois, dans le travail du tonnelier par exemple. C^est également au moyen du feu que les charpentiers des barques et petits bateaux courbent les longues planches de bordage. Quand elles sont minces et de bois vert, la flamme d'une torche de pdlle ou de copeaux, qu'on approche en les clouant, les assouplit assez; mais si les bordages sont épais, on les amollit d'abord en les plaçant au-dessus d'un feu clair. Dans ce cas, une extrémité du bordage est engagée sous une traverse horizontale, et celui-d est soutenu au-dessus du feu sur un fort barreau porté sur deux grands chenets en fer ; une grosse pierre fixée i l'extrémité du bordage en augmente le poids et détemunesa flexion à mesure que la chaleur pénétre le bois. On accélère l'opération en mouillant fréquemment le desitls du bordage. Cette méthode n*est d'ailleurs appliûdde qu'à des bois de peu d'épaisseur.

Ordinairement, on emploie des moyens plus étNrgiques : on ramollit d'abord le bob, puis on le cooiViê Mr des moules selon le gabarit donné.

On ramollit les bois en les plongeant dans Vine ttCs longue chaudière métallique construite exprés; le boit porte sur des tasseaux, de manière à ne pas toudhèlr'le fond exposé au feu, et il est descendu dans h chan^èrc au moyen de deux petites grues. Lorsque les bo fflifthi sont restés assez longtemps dans le bain booilknt, €MH|i retire, on les égoutte et on les porte immédistement;' '' les formes à courber ou sur la carène, où ils sont $i doués et chevillés.

Bois employés dans hs Construciions 77

Ce procédé assouplit assez bien les bois de moyenne épaisseur; mais il les rend moins denses, moins durables, et augmente leur retrait par la dessiccation.

Le ramollissement à la vapeur est le moyen le plus généralement employé dans les chantiers delà marine; les bois sont renfermés dans des étuves où Ton fait pénétrer et séjourner pendant un temps convenable une quantité suffisante de vapeur, maintenue à une pression plus ou moins forte. La vapeur est fournie à ces étuves par un générateur ordinaire placé dans le voisinage. On obtient de cette manière un amollissement suffisant, même pour des bois d'assez fortes dimensions, à courber sous des arcs considérables.

— 114. — Le charpentier exécute tous les grands travaux de charpente, tels que fondations, ponts, estacades, etc. Dans la construction des bâtiments, il fait les grillages des différents étages, les cloisons, les combles, etc. Il n'emploie guère que des bois équarris, et ne polit jamais la surface des pièces qu'il exécute.

Des assemblages, — Pour réunir entre elles les pièces devant former un système de charpente, on a imaginé différentes combinaisons connues sous le nom èiassemblage.

La rencontre de deux pièces de bois à assembler peut avoir lieu de trois manières différentes :

1° En formant un angle. Si le bout d'une pièce porte sur un point de la longueur de l'autre, on a Vassemblage à tenon et mortaise. Si les deux pièces se joignent par leurs bouts sous un angle quelconque, on a les assemblages d'angle; si les pièces se croisent, elles s'assemblent par entailles.

y8 Métiers Manuels

2° En ligne droite ou bout i. bout, par les divers modes aventures,

3° En s'ajustant latéralement Tune à l'autre; elles sont dites alors jumelUes.

Dans l'assemblage à tenon et à mortaise (ftg. ^9), le ienofi A est la partie .en saillie à l'extrémité d'une des pièces. Il est taillé dans la direction de ses fibres pazalléles à l'axe. La mortaise B, creusée dans l'autre .pièce, reproduit la forme et les dimensions du tenon; elle doit être également taillée suivant les fibres du bois. On donne le nom de jouées aux épaisseurs de bois comprises de diaque côté de la mortaise. La force du tenon doit être égale À celle de chaque jouée et par conséquent au tiers de h pièce mortaisée. La profondeur de la mortaise est ordinairement des 2/3 £t au plus des 3/4 de la pièce mort»sée. Il est vicieux de £ûre traverser le tenon, car l'hoinîdité pénétre Ëicilement dans l'assemblage, qui, d'aillems, est moins propre et moins solide. On. arrête l'asscmU^ge par une ou deux chevilles en bois ou en fer.

Lorsque les dimensions des pièces le permettent^ on emploie des assemblages à doubles tenons et mcotoises; assemblage offire plus de résistance.

Dans les assemblages à queue d'aronde (fig. 30), le est plus large à son bout qu'à sa racine ; au lien^d'entrcr directement dans sa mortaise de face, 11 est intraduitileti^ ralement dans une entaille faite dans l'un descAtéside la pièce mortaisée.

La queue d'aronde s'emploie généralementtlani|iiflk£i9semblage doit résister à des efforts de traction.' de la queue d'aronde doit être la moitié de 1 pièce qui h porte. .-•»!

Bois employés dans les Constructions 79

Dans l'assemblage à qaeue d'aronde, assemblage d'angle fréquemment employé en menuiserie, les queues d'aronde sont apparentes sur les deux faces. Lorsque l'une des pièces peut tendre à se séparer de l'autre, comme cela a lieu pour la face des tiroirs, on doit tailler la queue d'aronde -dans la pièce parallèle à la direction des efforts exercés.

On dit que deux pièces sont assemblées à mi-bois, lorsqu'elles se rencontrent par leurs bouts entaillés chacun à mi-bois pour les superposer ensuite.

On les dit assemblées enfourche, lorsque lamortaise pra- :tiqii)ée à l'extrémité se trouve ouverte par le haut en forme d'U. — Ces deux derniers assemblages nécessitent l'em- .ploi de chevilles ou de ferrures.

Enter deux pièces de bois, c'est les joindre dans la direction de leur longueur au moyen d'entailles nommées entures : pour enter deux pièces, on doit toujours faire en sorte qu'elles soient exactement enlignées.

Les entures à mi-bois sont employées lorsque les pièces ne sont pas soumises à des efforts tendant à les séparer dans le sens de leur longueur; elles peuvent d'ailleurs être consolidées par des chevilles ou des broches en fer. Les plus solides sont celles à mi-bois, avec ahouts en coupe (fig' 31), et celles avec tenons d'ahout (fig. 52), disposition qui maintient ces abouts en joint et les empêche de se soulever.

Lorsque les pièces doivent être soumises à des efforts tendant à les séparer dans le sens de leur longueur, on emploie l'^/wr^ à endents ou en trait de Jupiter (fig. 33, 34). Dans certains cas on fortifie le joint par des boulons ou des chevilles. On fait également Tenture en fourche chevillée ou boulonnée.

8o Métiers Manuels

Les outils servant au charpentier pour le travail des bois comprennent, comme outils trancUlmts, outre les scies, la cognée, la hache, la doloire, l'herminette, les ciseaux, le bédane, la gouge, la bisaiguë; et conmie outils à percer, les diverses tarières et vilebrequins, les vrilles, etc. — Le charpentier emploie, en outre, pour tracer : des r^es diversement graduées, le cordeau i battre la. ligne, le fil à plomb, le niveau, le trusqnin, des compas en fer et en bois, des ëquerres; etc.

— 115. — Le travail du menuisier ne diffire de celui du charpentier qu'en ce que ses combinaisons s'exercent sur des pièces de moindres dimensions, mab de formes souvent beaucoup plus compliquées. En général, il corroyé soigneusement toutes les faces vues des pièces, ou même les polit.

Tous les bois employés en menuiserie doivent être pcrfaîtemeot secs, de la meilleure qualité, exempts d'aubier et de tout défaut; ce n'est qu'à cette condition qu'on obtient des ouvrages solides, durables, et qui ne se défiorment pas.

Le menuisier fait usage des mêmes outils que le.cbNDcharpentier; mais il en emploie aussi plusieurs anttety.ficlf que burins, limes, râpes, rabots^ etc. Il travaille hahitiielle^ ment le bois sur un banc ou établi^ sur lequel il maintient la pièce à l'aide du vérin ou de la griffe et du iwZtf.

Dans les grands ateliers de menuiserie, la plnpert des opérations sont aujourd'hui exécutées par des machiaçi; on a des machines à raboter, à percer, à faire des tenoiM[.eC des mortaises, à pousser des moulures, etc., ainsi qoç.^ie scies circulaires pour débiter les pièces droites et def ji^lta^ à rubans pour découper les bois suivant des lignesj

Bois employés dans les Constructions 8i

conques ; la plupart de ces machines sont décrites dans la publication industrielle d'Armengaud.

En général, le menuisier, pour exécuter son travail, commence par construire une espèce de carcasse, appelée châssis ou hâti, formée de pièces assez solides reproduisant les principales arêtes des surfaces de Tobjet, et qu'il assemble à tenons et mortaises ou autrement, selon les cas ; les jours sont ensuite remplis avec des panneaux -plans ou courbes cloués sur le bâti ou assemblés dans son épaisseur, à rainures et languettes. Les procédés d'assemblage sont au surplus les mêmes que ceux décrits précédemment, et ils sont soumis aux mêmes principes ; mais souvent le menuisier consolide ces assemblages à la coUe-forte ou avec des clous et des pointes de Paris.

On donne le nom de menuiserie dormante à tous les ouvrages entièrement fixes des bâtiments, tels que planchers et parquets, lambris, cloisons, etc.

— II 6. — Les planchers se font en chêne ou en sapin rouge, quelquefois en sapin blanc, et les plus communs en bois blanc. Les planches dont ils se composent sont généralement employées aux largeurs ordinaires du commerce, comprises entre o™,20 et o°*,30.

Les planches d'un plancher sont ordinairement blanchies au rabot, au moins sur leur face vue, et puis dressées suivant leur longueur. Le plus souvent on les assemble longitudinalement â rainure et languette. Ces planches reposent sur un système de poutrelles (n° 87 h) qu'elles croisent à angle droit et auxquelles elles sont fixées par deux ou trois clous à parquet.

On distingue sous le nom de parquets les seconds planchers plus ornés dont on lecowNit cça^^ofi^^isÀ^ V.

82 Métiers Manuels

plancher des appartements. On les distingue en parquets de frise et parquets ^assemblage.

Le parquet défrise est formé de planches dites frise ou alaises, d'essences variées et assorties, larges seulement de o°*,o8 à o",io et longues de ©",50 à o"»,65; elles sont corroyées avec soin, assemblées à rainure et languette, et on les place en lignes obliques, alternativement inclinées dans l'un et l'autre sens.

Le parquet d'assemblage se &it par feuilles carrées qui ont I mètre à i^'^so de côté et sont composées de bâtis et de panneaux arasés ; leur épaisseur varie de 0^,027 à o"^,04. Ces feuilles d'assemblage sont jointes ensemble à rainures et languettes, et l'on consolide ordinairement le tout en l'encadrant de piécbs longues et étroites, dites frises courantes ^ qui r^^nent autour de l'appartement.

— 117. — On appelle lambris toute espèce de nseniiiserie revêtant les parois intérieures d'un appartement : k lambris de hauteur xè^t depuis le parquet jusqu'à une hauteur de o°',65 à o™,8o. — Les lambris sont tonjoiizs composés d'un certain nombre de panneaux qui sVutemblent dans un bâti. Ce bâti est formé de pièces horÎTorillikt et verticales réunies à tenons et mortaises, avec iMaglctt ordinairement, pour pouvoir y pousser les petites moulures; les plus fortes sont souvent des pièces :sappoitées. Quant aux panneaux, ils sont formés de pkndies pnsttft ensemble à rainure et languette. On choisit- des fibnyhBs très étroites, ayant au plus o°»,i5 à 0»»,l8 de ikq^ sans quoi elles pourraient se fendre ense.reÉraat.XII pineau est taillé en languette à son pourtoiir;fil-j.^ ble dans la rainure correspondante de l'jm des ' jootl ifii-bàtîy mais sans y être &xè i k colle*forte,.afiii.9£Bbdk

Bais employés dans les Constructions 8^

du jeu en tous sens et qu'il puisse se resserrer et se dilater librement sans se fendre.

— Ii8. — La menuiserie mobile comprend tous les ouvrages fermants et ouvrants des bâtiments, tels que portes, croisées, volets, persiennes, etc.

Les portes sont extérieures ou intérieures, à un ou deux montants, vantaux ou battants. — Les battants des portes sont généralement formés d'un châssis solide composé de deux montants verticaux et d'un certain nombre de traverses horizontales, dont on remplit les jours par un revêtement extérieur ou un système de panneaux.

Les portes extérieures sont ordinairement suspendues aux pierres qui en forment l'encadrement; presque toujours elles sont surmontées d'une partie fixe et vitrée, désignée sous le nom d'imposte ou abat-jour. Les portes intérieures n'ont pas d'imposte, mais par contre la baie qui les reçoit est garnie d'une partie dormante qui comprend l'embrasure, le chambranle et le contre-chambranle.

Les croisées ou châssis de fenêtres comprennent ordinairement un dormant et deux battants ou ouvrante. Le donnant qui sert d'encadrement aux battants est fixé dans la baie en maçonnerie. Il se compose d'une traverse inférieure, dite pièce d'appui, de deux montants verticaux et d'une traverse supérieure, surmontée parfois d'une imposte. La pièce d'appui qui repose sur le seuil de la baie est taillée de manière à rejeter les eaux vers l'extérieur. La traverse supérieure et la pièce d'appui portent vers l'intérieur une feuillure destinée à recevoir les battants.

Les battants se composent chacun de deux montants,

84 Métiers Manuels

d'une traverse inférieure et d'une traverse supérieure, leur jour pouvant en outre être découpé par des croisillons en petit bois. La traverse inférieure des battants s'adapte sur la pièce d'appui; elle est munie d'un talon qui recouvre la pièce d'appui de &çon à rejeter les eaux vers l'extérieur. Les diverses pièces des battants doivent porter une feuillure extérieure contre laquelle viennent s'appliquer les vitres ou les glaces.

LB FBR, LA FONTE ET l'aCIER

— 119. — Le fer est d'un gris clair, brillant, exigeant pour être fondu une très haute température. Il pèse près de huit fois autant que l'eau (7,88); on l'écrouit à chaud et à froid; on l'étend avec un laminoir, en pkqaes minces appelées tôles; on le tire à la filière en fik aussi déUés qu'on veut, et sa ténacité est telle qu'un fil de 2 millimétré^ d'épaisseur porte un poids de 249 kilos sans se rompre. On soude le fer avec le fer en le fidmit rougir à blanc et le fi-appant au marteau. Le fer et le platine sont les seuls métaux qui puissent se réunir sans substance intermédiaire. ^

On a trouvé des masses de fer natif en AménqiMV en Sibérie, etc.; mais il est très rare; le fer qu} est livvè au commerce s'obtient des minerais qu'on liÉÉQulU eil^. mille lieux dans le sein de la terre, car le £»> est le . plus répandu des métaux, et on le trouve presque paitOQt dans les sables, les argiles, les eaux, etc. On VeaSaaik'' principalement des mines d'oxyde de fer, colorées «O.». rouge, jaune, brun ou noir, formant des niasses soqtpp^ raines immenses. *'.

Le Fer^ la Fonte et V Acier 8j

On rencontre dans la nature des masses puissantes où le. fer est combiné avec diverses substances, et qu'on exploite pour en extraire de la fonte et du soufre, appelées pyrites de fer; du fer et de l'acide carbonique, appelées fer spatbiquey hématite ^ etc.

Si le minerai est terreux, on le pile et on le lave; s'il contient du soufre et de l'arsenic, on le grille pour chasser ces métaux volatils, qui rendraient le fer cassant et de mauvaise qualité, défaut qu'ils donnent d'ailleurs à tous les métaux qui les contiennent, même en très faible proportion. C'est pour cette raison qu'on ne peut se servir de houille pour fondre le fer, attendu que ce charbon minéral est très chargé de parties sulfureuses qui rendraient le fer aigre. On est obligé de convertir la houille en coke, ou d'employer du charbon de bois.

— 120. — La fonte du minerai se fait dans de hauts fourneaux^ ainsi nommés parce qu'ils ont jusqu'à lo et 14 mètres d'élévation ; ils produisent une énorme chaleur. On charge le fourneau de charbon de bois ou de coke, on l'allume et on excite la combustion avec des soufflets, ou plutôt des machines soufflantes, qui lancent une grande masse d'air. Lorsque le feu est très vif, on y jette le minerai mêlé avec du charbon et de la pierre calcaire ou de l'argile, selon que ce minerai est argileux ou calcaire. On excite vivement le feu, et en 24 heures le fer entre en fusion. On enlève avec des ringards les terres vitrifiées, qu'on appelle laitier et qui surnagent, étant plus légères. La matière se coule ensuite dans des moules en sable de diverses formes et produit les objets en fonte. On appelle gueuse celle qui est coulée en longues barres triangulaires.

fl y a des minerais si riches et si fusibles^ <\a'otv ^^\iX^

86 Métiers Manuels

en 6 heures, obtenir immédiatement du fer â l'aide d'un grillage et d'une forte torré&ction dans des fourneaux dits à la catalane. Cette méthode économique et prompte est en usage dans les Pyrénées.

— 121. — On distingue les fontes en fontes grises et en fontes blanches, suivant Taspect de leur cassure et le mode de combinaison du carbone avec le métal.

Les qualités essentielles d'une bonne fonte de moulage sont de devenir assez fluide par la fusion et de ne pas se figer ou s'épaissir trop rapidement; afin de bien remplir. les moules et d'en prendre les plusfidbles empreintes; de ne pas trop altérer par le refix>idissement les dimensions que Ton s'est proposé d'obtenir, et enfiin de présentée i rétat solide toute la ténacité et l'homogénéité dont le métal est susceptible.

Quand les pièces coulées sont destinées à être limées, ajustées, etc., il faut que la fonte ne soit jkis trop dore, de manière à pouvoir la travailler Êicilement à frcrid. Ces différentes qualités se trouvent réunies i mi plii» haut degré dans les fontes grises que dans les finîtes blanches. Ce sont donc les premières que Ton nomacro généralement au travail de la fonderie, tandis que ]laa;= réserve les autres à la fabrication du fer. Il impcwce snt^ tout d'éviter Temploi des fontes sulfureuses; car se refroidissent rapidement et présentent par suite cavités intérieures et des soufflures à leur smfiice. La piifrsence du phosphore et du graphite rend les fontes jiaicwÉfisr et impropres à la fabrication des ouvrages dtiicats.

C'est en fonte grise que sont faits les chenets, |daqMi* de cheminées, marmites, fers à repasser, chanditam machines â vapeur, rails de chemins de fer, tojMV»

Le Fer, la Fonte et V Acier 8y

ponts, canons, bombes, boulets, et une foule d'autres objets. Ce qui rend la fonte blanche incapable d'être limée, soudée, c'est le laitier, le charbon et l'oxyde qu'elle renferme en plus grande proportion que la grise.

— 122. — On entend par moulage l'opération qui a pour but de former sur un objet donné une enveloppe ou un vase propre à reproduire exactement les formes de cet objet, en y versant une matière liquide susceptible de se solidifier; le modèle est l'objet sur lequel s'exécute l'enveloppe, et cette dernière prend le nom de moule. Dans le moulage, les saillies du modèle sont reproduites en creux dans le moule et les parties rentrantes en relief. Lorsque les moules sont convenablement préparés, on y verse le métal liquide, ce qui constitue la coulée.

Les modèles se font généralement en bois, et notamment en bois de sapin, chêne ou hêtre ; on n'emploie des modèles en métal (fonte, cuivre, zinc, etc.) que pour les objets destinés à être reproduits un très grand nombre de fois, comme les coussinets de chemins de fer, les pièces de vaisselle, les candélabres, etc. Les modèles doivent être établis avec beaucoup de soin et [de solidité ; car la bonté du moulage dépend en grande partie de kur perfection. Tous les modèles doivent présenter de la dépouille, c'est-à-dire un certain évasement qui convertit les parties cylindriques en partie légèrement coniques et Êicilite leur sortie du moule. Il faut en outre que leurs dimensions soient plus fortes que celles des dessins que l'on copie, à cause du retrait qui s'opère dans les fontes par leur refroidissement; on compte ordinairement sur i/iooo«; ce qui revient à prendre toutes les mesures avec une règle de loi centimètres, divfô^e t.T^%\x\x^ ^"^ ^V^^-»

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i/ioo et i/iooo. Le modeleur doit aussi tenir compte de la manière dont la pièce sera moolèe ; car il divise le modèle en conséquence, pour en réunir ensuite les difiérentes parties par des chevilles, des vis ou des boulons que l'on enlève pendant le moulage.

Les moules doivent pouvoir résister sans déformation à la chaleur et â la poussée de la fonte en fusion; on les fût en sable ou en terre aigileuse; dans certains cas on a même recours à des moules en métal.

Le sable dont on Ëdt usage doit être à la fois siliceux et. un peu argileux, doux, coulant et moelleux au toucher. On le fait d'abord sécher sur des plaques en fonte, afin de détruire toutes les substances altérables par la chaleur et capables de déformer le moule pendant la coulée ; puis il est broyé, tamisé et mouillé. Ordinairement on le mélange avec du poussier de houille, dans la proportion de i/s i i/io, pour l'empêcher d'adhérer aux modèles ou aux pièces coulées.

Le sol des fonderies est toujours formé de saUe-de moulage à une profondeur convenable; on l'ameublil es^P remuant avec une pelle, puis on le dresse horizontaleaMiDa. et l'on circonscrit, au moyen de règles que l'oa enfance dans le sable, l'espace nécessaire pour recevoir le modâOb On arase le sable dans ce plan horizontal,, et l'on y plflCSI le modèle, que l'on enfonce un peu à petits coupa • d^ marteau. Cela fait, on borde le modèle de sable légéjf^ ment battu. , .

Pour démouler, on arrose un peu les bords da iaoq|(^ afin d'humecter le sable et de lui donner plus de copjp^ tance, puis on dégage le modèle en l'enlevant hiea calement par les tire-fond, afin de ne pas ébréchfVr>

Le Fefy la Fonte et V Acier 8^

monle. On saupoudre celui-ci avec du poussier de charbon de bois très fin, qui, interposé entre la fonte et le sable humide, rend le refroidissement de la coulée plus lent et emp£che l'adhérence de la fonte au moule.

Le moule étant prêt, on verse la fonte simultanément dans 4eux ou plusieurs godets établis le long du moule et communiquant avec celui-ci par de peti tes rigoles qui se raccordent suivant le fond du moule.

Quoiqu'il se Êisse une énorme consommation de fonte, cependant l'emploi du fer est en cure bien plus considérable.

— 123. — Pour convertir la fonte en fer, il faut la purifier en la fondant de nouveau pour l'affiner. On place la fonte sur une forge et on l'entoure de charbon dont on exdte la combustion avec des soufflets. Quand la fonte entre en fusion pâteuse, on dirige le vent â sa surface pour brûler le charbon qu'elle contient, et on la remue. Ensuite on la porte sous un énorme marteau appelé martinet^ ordinairement levé par une machine motrice; ce martinet retombe sur la fonte; les coups répétés font suinter le laitier qui y est incorporé.

On répète encore l'opération en faisant prendre au fer, sous les coups du martinet, la forme qu'on lui destine. C'est alors qu'on l'appelle fer forgé, fer ductile, fer en barres. Cette triple opération tait perdre à la fonte le quart ou même le tiers de son poids.

— 124. — L'affinage à l'anglaise se fait à la houille et forme le complément ordinaire du travail des hauts fourneaux au coke; c'est le procédé le plus généralement employé aujourd'hui. L'affinage anglais porte le nom de puddlage.

^o Métiers Manuels

Le puddlage de la fonte s'exécute dans des fours à réverbère ou fours â puddler, ou dans des fours à gaz du système Siemens.

— 125. — I>ans ces derniers temps, des essais ont été faits pour en revenir i la Êibrication directe du fer avec ses minerais, afin de supprimer à la fois les hauts foomeaux et les fours de puddlage. C'est encore à M. Siemens, métallurgiste anglais, que Ton doit les meilleurs procédés dans ce genre. Il £aitu$age d'un fiooir à gaz tournant autour ii'un axe horizontal.

Après que le four a été chaufiè â une haute température, on y introduit une charge de minerai convenablement broyé auquel on ajoute de la chaux oatont autre fondant nécessaire, puis le rotateur est mis en mouvement. Lorsque le minerai est sur le point d'entrer en fusion, on introduit enfin du petit charbou' destiné à opérer la désorganisation. Le fer métallique se précipite bientôt au sein du minerai fondu, au-dessus duquel les laitiers coulent &cilemeQt; puis, en imprimant un mouvement plus accéléré aa JOtftteur, le hallage du fer s'opère. Une chai^ de 600 kilos de fer forgé peut être ainsi Ëibriquée en deux heurts.

Le travail mécanique du fer comprend deux opinliOQ$ successives, le cinglage et l'étirage.

Le cinglage des loupes de fer s'exécute â leur Jfirtie te fours d'affinage, en les exposant à l'action de lonnif JDiif* teaux ou autres appareils de compression, afin dfcfli expulser les scories liquides interposées dans les porcs de la masse spongieuse de fer brut, et de souder ensemble toutes les parties métalliques d'abord disjcHntea. Le glage donne au métal la densité et la ténacité.

U étirage y qui succède au cinglage, s'exécate aui

Le Fer, la Fonte et V Acier pi

marteaux on de laminoirs, il a pour but de transformer un lopin cinglé en une barre d'une certaine longueur et d'un rproûl déterminé. On donne souvent aux fers, dans le commerce, un numéro qui indique le nombre de laminages \xpk*ils ont subis; ainsi le fer u9 i est ébauché, le fer n^* 2 «st corroyé simple, le n° 3 est corroyé double.

Le corrûyagetm hallage consiste en un réchauffage et un bmiDage; on coupe à la cisaille, à des longueurs déterminées, les barres de fer ébauché, et l'on en fait des paquets on trousses que l'on chauffe au blanc soudant dans un four à réchauffer et qu'on lamine ensuite ; ces paquets son^ ainsi- convertis en barres méplates ou en barres carrées de différentes dimensions. Pour les fers de qualité exceptionnelle, le travail se fait au marteau. Quant à la tôle de fer, elle se Êdsait autrefois au marteau, aujourd'hui elle s'étire presque exclusivement avec des laminoirs à table unie.

Il y a des fers doux et des fers aigres ^ c'est-à-dire cassant ixhaud ou à froid. Ces qualités dépendent de l'espèce de minecais ou de la £gibrication : les fers anglais sont durs et cassants, ceux de France sont assez doux et liants ; ceux de Suéde sont les meilleurs qu'on connaisse. Les mauvais fers cassent à chaud, parce qu'ils renferment des matières étrangères, telles que du soufre, de l'arsenic ; on les repousse généralement, si ce n'est pour de grossiers usages. Il existe en Catalogne, dans les Pyrénées et dans d'autres pays, des minerais assez fusibles pour donner de suite du fer malléable sans avoir besoin d'épuration.

Ëcrouir, c'est frapper le fer à froid sur une enclume avec un marteau ; forger, c'est le frapper lorsqu'il est rougi au feu. La première opération donne au fer plus de nerf et ide densité, la deuxième lui fait prendre toutes les {oro^as

i)2 Métiers Manuels

qu'on veut. Le fer cassant à froid ne peat être écroni ni tiré à la filière.

— 126. — De toutes les combinaisons du fer, la plus remarquable est celle que ce métal £aiil avec le charbon : il suRit de 2 ou 3 millièmes de charbon pour changer le fer en acier; on comprend difficilement qu'une si petite proportion donne au fer des qualités si extraordinaires.

L'acier est brillant, prend un beau poli, est très dnctile et très malléable, d'un grain fin et serré, plus dur, pins élastique, plus cassant que le fer, se fond et se sonde i une température moins élevée. Sa propriété la plos remarquable est de devenir beaucoup plus dur et plus élastique par la trempe^ opération qui consiste à £ûre rougir Fader, puis à le refroidir subitement en le plongeant dans on liquide froid. En refroidissant lentement, il conserverait ses propriétés primitives ; plus le liquide est firoid et l'acier chauffé avant la trempe, et plus aussi la trempe lui donne d'élasticité ou de dureté, plus il est cassant et perd de sa ductilité, selon la température à laquelle il est soumis.

Le feu fait prendre successivement à l'acier les teintes jaune paille, jaune d'or, rouge violet, bleu foncé, gris, blanc, et enfin il fond. L'ouvrier est guidé par ces couleurs pour donner à Toutil qu'il fabrique le degré de trempe qui est nécessaire; plus l'acier a été chauffé, plus il devient dur et cassant; il ne faut qu'une température médiocre pour lui donner de l'élasticité. La trempe doit être poorpre ou violette pour les burins, les ressorts, les outils à conper le liège, le cuir, etc. ; le jaune paille convient aux cani£i, aux rasoirs, aux scalpels, etc. Quand la trempe est trop forte, l'acier est trop fragile, il faut le ramener au degré

Le Fefy la Fonte et VAcier 9^

voulu par le recuit^ qui consiste à le chaufTer convenablement et à le laisser ensuite refroidir lentement.

— 127. — Il y a trois manières de faire l'acier :

I® U acier naturel^ ainsi appelé parce que ce n'est que la fonte épurée d'une partie du laitier qu'elle contient, en la ramenant presque à l'état de fer. Il se soude très bien, mais sa trempe est mauvaise ; on en fait des sabres, des épées, des ressorts de voitures. Il faut, pour fabriquer de Tacier naturel, que le minerai se trouve composé de fer et de carbone dans les proportions voulues, ou qu'on produise CCS proportions par art.

2® Vacier cémenté. — La cémentation consiste à placer des barres de fer forgé de peu d'épaisseur dans des caisses de tôle, où on les enveloppe d'un mélange de poudre de charbon, de suie, de cendres et de sel marin. On soumet la caisse à une haute température pendant plusieurs jours, pour que le charbon se combine avec le fer rougi. Faute d'air, le charbon, ne pouvant brûler, entre en combinaison. Cet acier est le plus commun et le plus employé : on en fait des faux, des couteaux, des outils de tout genre.

La plupart des outils sont en fer qu'on cémente pour en durcir les tranchants et donner un beau poli à la surface. Souvent on se contente de revêtir la pièce d'une couche d'acier qu'on trempe. Le dos et les parties robustes de l'outil sont en fer et le tranchant en acier.

30 U acier fondu se fait soit en fondant Tun des aciers précédents dans des creusets et le moulant dans des lingotiéres, soit en fondant des copeaux de fer doux dans des creusets avec un cément composé de poudre de verre, de sable, de chaux et de potasse. Cet acier est le plus estimé; celui que font les ^ti^V^^ «?^^^ ^xi>.^ ^^

Suéde est le meDleur. Tous les outils tranchants fins se font avec de l'acier fondu : tels que les rasoirs, cani&, burins; ceux dont se servent les graveurs, les bijoutiers. L'acier fondu a un grain très fin ; il prend, par la trempe, une extrême dureté et peut entamer presque tous les corps.

— 128. — Qjaant aux '^diflSSrents liquides dont on se sert pour la trempe de l'acier, et dont beaucoup de gens font un secret, employant pour liquide refiîgéranr tantôt l'urine, tantôt la graisse, l'eau salée ou acidulée, etc., on peut regarder ces prétendus secrets comme un pur charlatanisme. L'opération se réduit à chauSier l'acier au degré convenable à l'objet qu'on fabrique, à le refi-oidir subitement, et à le faire revenir par le recuit à la dureté voulue.

— ^129. — V aimant est un o^yde de fer qu'on tronte en couches dans divers lieux, en Suéde, en Norvège, jen Angleterre, etc. Cette pierre jouit de la propriété d'attirer le fer, qui s'y fixe avec plus ou moins de force et peat 6n porter des poids assez considérables. En fi'ottant l*tckr avec un aimant, on peut lui faire acquérir la même Terta magnétique, et cet acier aimanté peut à son tonr h communiquer à un autre acier. On construit des.aignilks.de boussoles avec cette substance.

L'acier conserve très longtemps la propriété pmgdttique, et une aiguille reste aimantée pendant plnsicitts années sans recevoir une nouvelle aimantation. Le fer, ta contraire, ne s'aimante que momentanément ta ;présetoc6 d'un aimant ou d'un acier aimanté, et perd sabitemâît cette propriété en Tabsence de la cause ^ui l*a L'attraction magnétique est un excellent moyen de naître h présence du fer dans un corps.

Le Fer, la Fonte et V Acier pj

— 130. — V acier Bessemer^ obtenu par la décarburation de la fonte est aujourd'hui généralement adopté. Sa méthode, beaucoup plus rapide et plus économique que les autres, fournit un acier liquide dont les scories se séparent complètement par leur différence de densité, de telle sorte que k masse métallique peut être coulée, martelée et employée immédiatement sans raffinage ultérieur.

Le procédé Bessemer consiste à faire passer à travers la fonte en fusion un fort courant d'air qui affine et décarbure le métal sans le concours d'aucun combustible. L'appareil dans lequel on opère est une sorte de cubilot ayant la forme d'une grande cornue et se composant d'une petite enveloppe en tôle, garnie intérieurement d'une chemise en pisé réfractaire : il est mobile autour de deux tourillons et peut être plus ou moins renversé en avant ou en arrière. La tôle du cubilot est traversée par un grand nombre de tubes en terre réfractaire, de 35 à 50, qui reçoivent le vent d'une chambre en fonte fixée sous le cubilot et en communication avec une machine soufflante. Le plus souvent on opère sur 5 et 7 tonnes de métal à la fois. Voici comment on procède :

On refond d'abord la fonte dans un cubilot ou dans un four à réverbère, et, pendant ce temps, on chauffe au rouge vif l'appareil Bessemer en le remplissant de coke ou de charbon de bois. On le renverse ensuite pour le nettoyer avec soin et on le place dans la position horizontale pour y amener la fonte en fusion. On le redresse alors et on y dirige le vent au maximum de pression. Le métal liquide se trouve dès lors soumis à une action oxydante des plus intenses qui l'affine et le décarbure en très peu de temps; 20 à 25 minutes suffisent habituellement.^

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Lorsque le métal.est entièrement décarboré, on le ramène au degré de carburation votdue en ajoutant au bain métallique environ lo o/o de fonte liquide. Celte opération terminée, on renverse la cornue, et l'acier liquide est déversé dans une grande poche qui le distribue dans un certain nombre de moules en fonte disposés en arc de cercle.

Un cinglage plus ou moins prolongé, suivant le volume des lingots, accroît la densité et par suite la ténacité du produit. Il s'exécute ordinairement au marteau-pilon, après avoir réchauffé les lingots dans un four à réverbère. Il ne reste plus ensuite qu'à donner à ces lingots leur forme définitive, travail qui se fiut également à chaud par le forgeage ou le laminage.

L'acier est employé à la coutellerie, la taillanderie,Ja quincaillerie, ainsi qu'à la confection des outils et instni* ments divers. Pour ces usages, l'acier doit posséder toatts les bonnes qualités de ce métal, c'est-à-dire la finesse, la dureté, l'élasticité, qui le rendent propre à la trempe. Le& aciers cémentés fondus, dont She£6ield a surtout la r^Hitation, forment la majeure partie des aciers fins livrés ta commerce.

Les aciers communs s'emploient aujourd'hui sur lUB; grande échelle pour la construction des machines et da matériel des chemins de fer, tels que grosses tâlcfl, nili^. bandages, ressorts, etc.

L'acier s'allie facilement par fusion avec de £dUes dotesde plusieurs autres corps, qui, souvent, lui communiquent . une partie de leurs qualités. Parmi les divers aUiages .{ffi^ conisés tour à tour, Vacier de tungstène semUe soitôOt.. posséder des propriétés remarquables; bien qu'aussi: imIi^

Travail du Forgeron ^7

lèable et aussi soudable que l'acier fondu ordinaire, il est en effet plus tenace et acquiert par la trempe une dureté extraordinaire, ce qui le rend très propre à la fabrication des outils. On fabrique aujourd'hui cet acier en Allemagne et dans plusieurs usines du bassin de la Loire.