Ce travail 6u métal

A. — Le forgeage du fer et de Vacier. — Vatelier. — Loulillage. — Les trcmaux.

Dans quelques anciennes écoles secondaires techniques, les ateliers de forge et d'ajustage sont encore installés dans des sous-sols, privés d'air et de lumière, ou dans quelque aile dérobée des bâtiments. Au début du mouvement qui entraina les travaux du métal dans le cycle des études secondaires, ils durent se faire modestes pour se faire admettre sans gêner. Leur outillage aussi était pauvre ; encore maintenant, on ne trouve dans ces écoles que la forge traditionnelle en maçonnerie surmontée d'une hotte en tôle ; le feu du foyer est activé par un soufflet à main ; autour de la forge rustique sont disposés l'enclume et les outils nécessaires pour le travail simultané d'un petit nombre d'élèves.

Depuis, les temps sont changés ; les travaux manuels sont montés dans l'estime publique et dans la considération pédagogique ; ils se sont taillé une part excessivement large et belle dans les locaux que la munificence des villes met à la disposition des écoles techniques secondaires ; ils sont maintenant confortablement et h^^giéniquement installés aux beaux étages et disposent d'un outillage d'une grande richesse. La figure 160 donne l'image de l'atelier de forgeage de l'école secondaire Mac Kinley à Chicago. L'outil le plus intéressant de ces ateliers est la forge ou le fourneau, type créé spécialement pour les écoles par la lUiffalo Forge G°, à Buflalo et que l'on trouve dans toutes les -Manual training high schools», dans les ateliers des écoles industrielles et des instituts de technologie. L'air, propulsé par une soufflerie mécanique, placée dans les sous-sols, est amené par une canalisation dans le foyer ; les gaz de combustion sont entraînés vers le bas par aspiration et vont par la hotte et une canalisation vers l'air libre.

Les souffleries et les ventilateurs d'aspiration sont actionnés

P:NSEIGNEMENT secondaire TECIINIOI'E

électriquement. Leur effet est tel que, au moment où la forge bat son plein et que vingt-cinq, trente élèves y travaillent avec la fougue que les Américains mettent dans leur activité physique, on n'y perçoit ni odeur ni fumée ; 1 atmosphère de la salle reste fraiche ; c'est l'idéal de l'hygiène et du confort.

(lonime dans la i)lupai't îles ateliers, on trouve dans les forges un auditoire, en amphithéâtre ou ordinaire, d'où les élèves commodéinent assis dans dos fauteuils, assistent aux

Fig. i6i. — Une leçon de démonstration à Boston

démonstra.tions faites i)ar l'instructeur (tig. 161) ; ils s'y réunissent sous sa direction pour faire le projet raisonné et la discussion des mérites ou défauts d'un travail. Seul le soutliet de la forge de l'instructeur e.st actionné à la main.

Une salle garnie de lavabos et de petites garde-robes, une par élève, est régulièrement attenante à la forge comme aux autres ateliers.

Dans les ateliers de l'école secondaire technique de Boston, où trente six élèves peuvent travailler simultanément, chaque forge est accompagnée d'un meuhle à trois tiroirs (flg. 1(32), un par groupe d'élèves qui y sont admis le jour ; une armoire, à septante-deux tiroirs pour les élèves des cours industriels du soir, est placée au fond de l'atelier. Chaque tiroir renferme le petit outillage : les marteaux, tenailles, tranches, étampes, burins, griffes, châssis, dégorgeoirs, équerres, gouges, compas, poinçons et barres de fer coupées à longueur, que l'école met gratuitement à la disposition

Fig 162.

Meuble i^our le petit outillage, Ecole de Boston

de chaque élève pour son usage exclusif. Les outils plus grands : pelles, tisonnier, pique-feu, brosse, enclumes de soixante-cinq kilogrammes, sont à la disposition de tous. Dans de spacieuses armoires, nous voyons des séries graduées de travaux modèles réunissant l'ensemble des procédés à faire réaliser par les élèves dans le cours ainsi que les travaux types faits par l'instructeur.

KNSKKiNKMKNT SKCONDAIRK 'IKCUNIOIK 'M)7

Dnns ratelioi", nous i'oin;irquons encore un marteau-pilon de ({uarante kilos, une cisaille el une poinçonneuse mécanicpies^ une meule à {'('mmcmm J)()U1' rafïiitajjj-e des outils.

Les travaux de forge sont systématiquement guidés par une succession de procédés et de rnanipulations des outils qui se suivent dans un ordre logique en vue de provoquer le développement harmonieux et l'iiabilelf' manuelle et de l'intelligence technique.

Les modèles mômes, qui incorporent la série des opérations» varient heaucouj) d'école à école, d'année à année ; tantôt, ils prennent une forme professionnelle prononcée, comme s'ils étaient empruntés à lu petite construction; est. le cas à l'école secondaire technique de Boston (flg. le;:}) ville dé|)ourvue d'ateliers de grosses constructions mécaniques et métalliques, mais où l'industrie du bâtiment est très développée. Dans d'autres écoles, les modèles, tout en représentant des principes similaires, se rapportent plus à la grosse construction (St-Louis) ; d'autres encore introduisent dans leurs travaux le facteur décoratif et ornemental.

Quel que soit l'habit que prennent les travaux de forge, leur but uniforme est le développement de l'esprit d'observation, de l'habileté de la main, de la sûreté de l'œil, du jugement dans ses rapports avec les phénomènes naturels, dans les relations de cause à effet.

La forge est le prototj'pe des travaux manuels éducatifs. Malgré le milieu poussiéreux, les inconvénients de la chaleur, la rudesse de l'effort, rien n'est plus attachant que le travail du fer. Ceux qui ont été élevés au village se souviennent des ruses employées par les jeunes gens pour se faire admettre chez le vieux maréchal-ferrant. Pendant de longues soirées, on lui servit de manreuvre de soufflet pour pouvoir enfin, connue récompense, forger et limer un pivot de toupie, un crochet, des i)ointes de traîneau. Le goût pris, la forge devient une passion ; aucune jouissance d'adolescent fort et actif n'égale celle de voir le fer se plier à ses caprices et à son imagination sous les chaudes suintantes et les vigoureux coups martelant l'enclume.

Rien d'étonnant que dans les écoles de travaux manuels, la forge soit l'atelier de prédilection des élèves.

KNSEIGNEMRNT SFXONDAIRK TECHNIQUE

Il y a une vingtaine d'année, M. Woodward a fixé avec une grande rigueur la méthode d'enseignement de la forge; malgré les variantes el les poussées nouvelles, son système reste le fond de la doclrine dans la majorité des écoles.

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rig. i63. — Les objets forgés au cours des études de l'Ecole secondaire technique de Boston

EiNSEIGNEMENT SKCONDAIRK TECHNIQUE oO'.»

Plus quo (hms les autres li'avaux, le forgeage exige la connaissance exacte des opérations fondamentales ([ue les écoles enseignent avec un soin méticuleux, savoii- : la façon de chauffer la pièce à foi-ger, de la tenir et de la frapper. Les carnets d'atelier, que les élèves de toutes les écoles tiennent soigneusement, renferment les connaissances technologiques du travail du métal à chaud. La préparation du feu, pour arriver au degré de température et chauffer à point la partie de la pièce à forger, pour éviter l'oxydation, économiser le combustible et connaître le degré de la température nécessaire à chaque opération : telles sont les notions essentielles en ce qui cencerne le chauffage des pièces. La connaissance de l'effet du marteau et de l'enclume, la structure fibreuse ou granulée du métal et les modifications de ses propriétés sous le marteau aux diverses températures, l'idée claire et exacte de ce qui peut être fait d'une pièce rendue malléable par la chaleur et sous la compression du martelage, la tension et les qualités de cohésion du métal : toutes ces notions que les élèves acquièrent pratiquement leur servent de guide dans la tenue de la pièce à marteler.

Enfin, les essais et la démonstration pratique faits par l'instructeur, l'expérience personnelle acquise par l'élève dans les travaux progressifs et méthodiquement gradués, lui enseignent l'art de frapper du marteau en coups secs ou longs, durs ou légers et l'usage des outils particuliers, d'après le l)ut à atteindre.

Les aptitudes initiales étant acquises, l'élève forge une série d'objets dans lesquels il applique les principes fondamentaux, qui seuls ont de l'importance dans des écoles d'éducation générale du genre des "Manual training schools".

Ces principes fondamentaux se classent généralement comme suit dans la méthode de forge des écoles américaines et spécialement à St-Louis :

1° L'allongement d'une pièce : le martelage appliqué sur le corps d'une pièce équivaut à un elfort de tension appliqué aux bouts, opération qu'on voit figurer dans le 2""" modèle de Boston (pi. 163).

2° Le refoulement est l'opération inverse, réalisée en

frappant sur les bouts ; il amène à un endroit choisi d'une pièce le métal nécessaire pour faire un bourrelet, une bague. 3" La transformation de la section : de fer rond en fer carré, en ovale et réciproquement.

4° Courber le fer ; les élèves appliquent ce procédé à des pièces de section ronde, carrée ou aux tôles. Ils y voient une double opération d'allono-ement et de refoulement, de tension et de compression du métal. Ils mènent rondement ces travaux qui ne peuvent se faire que dans certaines limites de température.

5° Continuant l'étude patiente des procédés fondamentaux, ils s'exercent à percer le métal, à le couper, à le caser et ils arrivent au

6° Soudage qui est de pratique courante et constitue l'opération la plus importante de la forge; les élèves l'appliquent généralement à un anneau tiré d'une pièce, courbée d'abord circulairement, puis amorcée, chauffée, soudée ; ils mettent ensuite ces procédés en pratique dans des pièces d'équerre.

Tout l'art de la forge se résume dans ces procédés fondamentaux. Leur amplification, par l'application à des cas variés, est l'œuvre des travaux manuels subséquents dans les instituts de technologie et dans les écoles industrielles.

Pour éviter le gàcliage du matériel, les instructeurs initient souvent les élèves à la manipulation préliminaire des outils, en faisant travailler à froid des métaux très malléables tels que le i)lomb ; le facteur chaleur étant supprimé, les premières opérations d'apprentissage en sont simplifiées et facilitées.

La marche dans les travaux est généralement la suivante : tantôt le ])lan de la pièce à forger a été projeté par l'élève dans le cours de dessin ; tantôt il est fourni grandeur d'exécution par le professeur sous fyrme de bleus, faits à l'école.

Dés que de nouveaux procédés et de nouveaux outils interviennent, ils sont étudiés pratiquement dans leur rôle, leur forme, leur mode d'emploi ; le professeur fait devant les élèves, réunis momentanément dans l'auditoire, la démonstration pratique de chaque opération, indique les précautions

KNSKKJNKMKNT SKCONDAIRP] TKCHMori': 31 î

;i prendre, les défauts usuels à éviter, et montre la nécessilé d'avoir la forme clairement en tête et d'analyser promptement le i)rol)lème [)osé dans chaque i)liase du travail.

Lorsf[u'il s'a<'it de l'exécution d'un objet, celui-ci est étudié dans sa fonction et sa construction. L'image du modèle doit être nette dans l'esprit des élèves : là se trouve la vertu éducative des travaux. Pour préparer rexécution de Vcqueire marquée septième sur la photographie des travaux de Boston (flg. 163), le professeur réunit les élèves, montre l'objet fabriqué, attire leur attention sur les points délicats du problème : tenir le métal sain aux angles intérieur et extérieur, le peu de résistance de la pièce, etc ; il l'exécute ensuite dans le plomb, tiré d'une barre de dimensions requises ; il le fait ensuite en fer.

Dans les crochets de chaîne, placés à la S""" rangée des travaux de Boston, se trouvent combinées les opérations de la soudure, la transformation des sections, la réduction et l'élargissement. Pour diviser les difficultés que présente l'exécution de cette pièce, l'élève la confectionne encore en plomb ; il se rend ainsi compte du genre et des dimensions des matériaux nécessaires ainsi que des effets de la courbure du métal.

La tenaille du forgeron, que le lecteur trouvera de même sur la photographie des objets types de Boston, suppose un travail d'apprentissage plus avancé. La forme des deux branches est d'abord esquissée dans des barres de plomb. Au cours de l'exécution de l'objet à la forge, l'élève récapitule les opérations d'allongement dans le martelage des branches, de refoulement dans les mâchoires, de perçage dans la charnière. En guise d'exercice supplémentaire, certains élèves soudent les mâchoires sur les branches,, afin de réaliser une économie de main-d'(euvre.

Au bas de la même photographie sont figurés des aciers à outils dont les écoles 'enseignent le forgeage et la trempe. Le professeur fait la démonstration technologique de l'opération ; il expose les précautions à prendre pour ne pas brûler l'acier, la façon de forger le corps et le bec, etc. Celte opération de forgeage est suivie de la trempe, dont les procédés ont été expérimentalement démontrés.

B. Coût des iiistallations. — Entretien. Suivant les chiffres qui nous ont été donnés dans diverses écoles, le coût de l'outillage, abondant et riche, d'un atelier pour 24 élèves se chiffre approximativement ainsi : (prix américains).

24 forges à tirage par le has ■ . . . 4500 francs

24 enclumes 1000

6 étaux de forgeron 125 »

24 étagères pour outils .... 100

24 séries d'outils à main .... 1200

Installation d'un ventilateur par compression

et aspiration ...... 1500

Tuyauterie ....... 750

Forerie à manivelle ...... 100

Etau 25 «

Cisaille 125

9425 francs

Le coût du fonctionnement d'un atelier de forge (cent -cinquante heures en tout) et des matières premières : charbon, fer, acier à outils, tôles, ressort approximativement à une dizaine de francs par élève, non compris l'amortissement du matériel. Les outils à main ne sont comptés qu'au prix du poids des matériaux bruts, vu que les élèves et les instructeurs les confectionnent au cours des travaux.

G. — But atteint.

La variété et la qualité des travaux que les élèves, âgés de 16 à 15 ans 1/2, entraînés par les travaux antérieurs, accomplissent pendant la durée moyenne de 150 heures consacrées à la forge dans la plupart des écoles, sont étonnantes.

Rares sont les élèves qui n'y prennent un intérêt passionné. Ce n'est pas la force, mais le jugement et l'adresse qui triomphent dans ces travaux ; ce stimulant les rend attentifs et tend leurs efforts.

Saurait-on aussi évaluer les notions de vraie science et technologique pure acquises par la manipulation de la matière, par l'observation de ses qualités et propriétés dans

les diverses conditions de température ? Ouelle science de la résistance des matériaux, de leurs qualités et propriétés fondamentales : porosité, homogénéité, dureté, cohésion, |)eut être plus vivante ({ue celle acquise par l'ohservatioii dans des conditions d'attention pénétrante que mettent les élèves, entraînés passionnément au travail.