COURS DE TECHNOLOGIE GÉNÉRALE (MATÉRIAUX), 1ÈRE ANNÉE, OPTION MENUISERIE

Edition 2025 / Enseignement primaire, secondaire et technique en RDC

PRÉLIMINAIRES

0.1. Identité et Vision du Cours

Ce manuel concrétise le programme national de la première année du tronc commun pour les spécialités du Génie Civil et du Génie du Bois. Il établit les fondements théoriques nécessaires à la compréhension de la matière, en liant directement la connaissance des matériaux à leur mise en œuvre technique. L’approche pédagogique privilégie l’acquisition de compétences observables, définissant clairement ce que l’apprenant doit être capable de réaliser au terme de la formation.

0.2. Objectifs Pédagogiques

L’enseignement vise l’appropriation des notions relatives aux matériaux et aux matériels utilisés dans la construction et la menuiserie. L’apprenant développe la capacité à identifier, classifier et sélectionner les ressources naturelles et artificielles en fonction de leurs propriétés physiques et mécaniques. Le programme impose une maîtrise terminologique précise et une compréhension des processus de transformation de la matière brute en ouvrage fini.

0.3. Consignes de Sécurité et Hygiène

La manipulation des matériaux et l’usage des outillages exigent une rigueur absolue en matière de sécurité, intégrée transversalement dans chaque module. L’élève apprend à identifier les risques inhérents aux matériaux (poussières, toxicité) et adopte les postures ergonomiques requises pour prévenir les lésions musculo-squelettiques décrites dans le module de santé et sécurité. Le respect de l’environnement de travail et la gestion des déchets de chantier constituent des préalables à toute activité pratique.

0.4. Méthodologie et Évaluation

L’évaluation se fonde sur des indicateurs de performance précis, tels que la capacité à définir les termes techniques, à citer les classes de matériaux et à décrire les étapes de fabrication. Les recommandations pédagogiques orientent vers une alternance entre théorie et observation concrète, favorisant l’analyse d’échantillons et l’étude de cas réels tirés de l’environnement local.

PREMIÈRE PARTIE : GÉOLOGIE ET MATÉRIAUX MINÉRAUX 🪨

Cette première partie ancre les connaissances techniques dans l’étude de l’écorce terrestre et des ressources minérales primaires. Elle explore la genèse des formations rocheuses et leur transformation en matériaux de construction, fournissant à l’élève les clés pour distinguer les pierres naturelles des granulats utilisés dans les mortiers. L’étude détaillée de la lithologie permet de comprendre les contraintes d’extraction et de mise en œuvre des roches en RDC.

CHAPITRE 1 : NOTIONS FONDAMENTALES DE GÉOLOGIE

1.1. Formation de l’écorce terrestre

L’étude débute par l’analyse structurelle de la formation de l’écorce terrestre, permettant à l’élève de situer l’origine géologique des matériaux. Ce module examine les processus dynamiques internes et externes qui ont façonné les ressources minérales disponibles sur le territoire national. L’apprenant acquiert le vocabulaire géologique indispensable pour décrire l’environnement naturel des chantiers.

1.2. Classification des roches ignées

Le cours détaille la catégorie des roches ignées, issues du refroidissement du magma, en insistant sur leur dureté et leur structure cristalline. L’élève apprend à identifier ces roches magmatiques souvent utilisées pour les fondations ou les ouvrages nécessitant une haute résistance. L’indicateur d’évaluation exige la capacité de citer et classer correctement ces formations géologiques spécifiques.

1.3. Caractéristiques des roches sédimentaires

L’analyse se porte sur les roches sédimentaires, formées par l’accumulation et la consolidation de dépôts minéraux ou organiques. Le programme met en évidence leur stratification et leur importance économique majeure dans la construction en RDC (calcaire, grès). L’élève doit être capable de différencier ces roches par leurs propriétés physiques et leur genèse.

1.4. Spécificités des roches métamorphiques

Ce sous-chapitre traite des roches métamorphiques, résultant de la transformation de roches préexistantes sous l’effet de la température et de la pression. L’enseignement focalise sur les modifications structurelles qui confèrent à ces matériaux, comme le marbre ou l’ardoise, des qualités esthétiques et mécaniques particulières. La compétence visée est la classification exacte de ces roches au sein du cycle géologique.

CHAPITRE 2 : ÉTUDE TECHNOLOGIQUE DE LA PIERRE

2.1. Terminologie et nomenclature

La maîtrise du lexique technique constitue le socle de ce chapitre, où l’élève apprend à définir les termes spécifiques liés à la pierre de taille et à la maçonnerie. Cette section normalise le langage professionnel utilisé sur les chantiers pour désigner les éléments lithiques. L’évaluation vérifie la précision des définitions fournies par l’apprenant.

2.2. Techniques de débitage

Le programme aborde les méthodes d’extraction et de découpe des blocs de pierre, processus essentiel pour transformer la roche brute en matériau de construction. L’élève étudie les plans de clivage et les outils nécessaires pour obtenir des formats utilisables. La compréhension de ces techniques permet d’optimiser le rendement matière et de minimiser les pertes lors du façonnage.

2.3. Appareillage et parement

Cette section technique détaille les différents modes d’agencement des pierres dans une maçonnerie, définis comme l’appareillage. L’élève apprend à décrire les types d’appareillages et à identifier les critères de choix pour le parement des moellons, c’est-à-dire la finition de la face visible. L’objectif est de savoir prescrire une disposition esthétique et structurelle cohérente.

2.4. Pose et liaisonnement

L’étude se conclut par les techniques de mise en œuvre, focalisant sur la pose et le liaisonnement des éléments en pierre. L’apprenant examine les règles de l’art pour assurer la stabilité et la durabilité des ouvrages en pierre, en tenant compte des contraintes de charge. Le cours insiste sur l’importance d’une liaison correcte pour garantir la cohésion de l’ensemble.

CHAPITRE 3 : ÉTUDE DES GRANULATS

3.1. Propriétés des sables

Le cours analyse les caractéristiques physiques et chimiques des sables, composants essentiels des mortiers et bétons. L’élève étudie la granulométrie, la propreté et la forme des grains, apprenant à distinguer les sables de rivière des sables de carrière. L’évaluation porte sur l’énumération précise des propriétés déterminant la qualité du sable pour la construction.

3.2. Caractéristiques des graviers

L’enseignement se penche sur les graviers, examinant leur dureté, leur résistance à l’usure et leur calibre. L’apprenant identifie les rôles structurels des graviers dans la composition du béton armé et non armé. La capacité à citer les propriétés spécifiques des graviers constitue un indicateur de compétence clé.

3.3. Classification et classes granulaires

Ce sous-chapitre structure la classification des granulats selon leurs dimensions et leurs origines. L’élève apprend à catégoriser les matériaux en différentes classes granulaires normalisées, indispensables pour la formulation des mélanges. La compétence évaluée est la citation correcte des différentes classes de sables et de graviers disponibles.

3.4. Critères de choix selon les travaux

La sélection adéquate des granulats en fonction de la nature de l’ouvrage clôture ce chapitre. L’élève développe l’aptitude à choisir le type de sable ou de gravier approprié pour des travaux spécifiques (maçonnerie, enduit, béton de fondation). L’indicateur de performance est la pertinence du choix du matériau face à une situation de travail donnée.

DEUXIÈME PARTIE : TECHNOLOGIE DU BOIS ET MATÉRIAUX NATURELS 🪵

Cette partie centrale pour l’option menuiserie focalise sur le bois, matériau noble et renouvelable, abondant en RDC. Elle dissèque la matière ligneuse sous tous ses aspects, de sa structure microscopique à ses comportements macroscopiques face à l’environnement. L’objectif est de doter le futur menuisier d’une compréhension intime de la matière qu’il façonnera, lui permettant d’anticiper les réactions du bois et d’optimiser son utilisation dans des ouvrages durables.

CHAPITRE 4 : PROPRIÉTÉS PHYSIQUES DU BOIS

4.1. Masse volumique et densité

L’étude des propriétés physiques débute par l’analyse de la masse volumique et de la densité des différentes essences. L’élève apprend à distinguer les bois lourds des bois légers et comprend l’influence de la densité sur la flottabilité et la dureté. La définition exacte de ces termes physiques est requise lors des évaluations.

4.2. Hygroscopie et retrait

Ce module crucial traite de l’interaction entre le bois et l’eau, définissant l’hygroscopie comme la capacité du bois à absorber ou perdre de l’humidité. L’apprenant étudie les phénomènes de retrait et de gonflement qui en découlent, causes fréquentes de déformations. Le programme exige la maîtrise du concept de taux d’hygrométricité.

4.3. Couleur, odeur et texture

L’analyse sensorielle du bois permet son identification et sa valorisation esthétique. L’élève examine les variations de couleur, de grain et de texture qui caractérisent les essences locales. Bien que subjectives, ces propriétés physiques jouent un rôle déterminant dans le choix du bois pour la menuiserie fine et l’ébénisterie.

4.4. Conductibilité et résonance

Le cours aborde les propriétés thermiques, électriques et acoustiques du bois. L’élève découvre les qualités isolantes du matériau ainsi que sa capacité à transmettre les sons, essentielle pour la lutherie ou les parquets. L’évaluation porte sur la définition correcte de ces propriétés physiques secondaires mais fonctionnelles.

CHAPITRE 5 : PROPRIÉTÉS MÉCANIQUES DU BOIS

5.1. Résistance à la compression

L’élève étudie le comportement du bois soumis à des forces d’écrasement, distinguant la compression axiale (fil du bois) de la compression transversale. Cette notion est fondamentale pour le dimensionnement des pièces de charpente et des pieds de meubles. La définition des limites de résistance est un attendu de la formation.

5.2. Résistance à la traction et flexion

Ce sous-chapitre analyse la capacité du bois à résister à l’étirement et à la courbure sous charge. L’apprenant comprend les mécanismes de rupture des fibres et l’importance de l’orientation du fil dans la résistance mécanique. Le programme impose l’énumération précise de ces propriétés mécaniques vitales pour la structure.

5.3. Élasticité et plasticité

Le cours différencie la capacité du bois à reprendre sa forme initiale (élasticité) de sa capacité à conserver une déformation (plasticité). Ces concepts sont appliqués aux techniques de cintrage et à la fabrication d’éléments courbes. L’évaluation vérifie la compréhension théorique de ces comportements mécaniques.

5.4. Dureté et résilience

L’étude de la dureté, ou résistance à la pénétration, permet de classer les bois selon leur usinabilité et leur résistance aux chocs (résilience). L’élève apprend à choisir les essences adaptées aux surfaces d’usure comme les planchers ou les établis. La définition rigoureuse de ces termes mécaniques est exigée.

CHAPITRE 6 : PROPRIÉTÉS CHIMIQUES ET DURABILITÉ

6.1. Composition chimique élémentaire

L’analyse chimique du bois révèle ses constituants de base : carbone, oxygène, hydrogène et azote. L’élève acquiert une vision moléculaire de la matière, comprenant que le bois est un complexe organique combustible. Cette section introduit les notions nécessaires pour appréhender la réaction du bois au feu et aux agents chimiques.

6.2. Cellulose et lignine

Le cours détaille les polymères naturels structurants du bois : la cellulose, qui forme l’armature, et la lignine, qui assure la rigidité. La compréhension de ces composants chimiques éclaire l’élève sur la stabilité dimensionnelle et la résistance naturelle aux agressions. L’évaluation porte sur la citation de ces propriétés chimiques intrinsèques.

6.3. Taux d’hygrométricité et eau dans le bois

Ce point approfondit la chimie de l’eau dans le bois, distinguant l’eau libre de l’eau de saturation. L’élève apprend à mesurer et interpréter le taux d’hygrométricité, paramètre critique pour le séchage et la mise en œuvre. La maîtrise de ce concept est indispensable pour prévenir les pathologies du bois.

6.4. Résistance aux agents biologiques

Bien que classée sous les propriétés chimiques, cette section aborde la durabilité naturelle du bois face aux insectes et champignons, souvent liée à la présence de tanins ou de résines. L’apprenant identifie les facteurs chimiques qui protègent ou exposent le bois à la biodégradation. Le programme demande de définir ces interactions chimiques et biologiques.

TROISIÈME PARTIE : MATÉRIAUX ARTIFICIELS, LIANTS ET OUTILLAGE 🏗️

La dernière partie élargit le spectre technique de l’élève aux matériaux transformés et aux équipements de mise en œuvre. Elle couvre la chimie des liants hydrauliques et aériens, la technologie du béton et des mortiers, ainsi que la connaissance des éléments préfabriqués. Un accent particulier est mis sur la technologie de l’outillage, indispensable pour opérer la transformation de tous les matériaux étudiés précédemment.

CHAPITRE 7 : LES LIANTS DANS LA CONSTRUCTION

7.1. Le plâtre et la chaux

L’étude des liants commence par les matériaux traditionnels : le plâtre et la chaux. L’élève examine leurs processus de fabrication, de la cuisson à l’extinction, ainsi que leurs prises aériennes. La capacité à citer ces différents liants et leurs applications en finition ou en assemblage est évaluée.

7.2. Les ciments artificiels

Le cours analyse en profondeur le ciment, liant hydraulique prédominant dans la construction moderne. L’apprenant découvre les étapes de fabrication du clinker et les différentes catégories de ciments disponibles sur le marché congolais. L’évaluation exige l’énumération des types de ciments et de leurs propriétés spécifiques.

7.3. Propriétés des liants

Ce sous-chapitre synthétise les caractéristiques techniques communes et divergentes des liants : temps de prise, résistance, finesse et conservation. L’élève apprend à comparer les performances pour sélectionner le liant adéquat. L’indicateur de compétence est l’énumération correcte des propriétés physico-chimiques des liants étudiés.

7.4. Domaines d’utilisation

L’application pratique des connaissances théoriques se traduit par l’étude des domaines d’utilisation. L’élève associe chaque type de liant (aérien ou hydraulique) à ses usages spécifiques : enduits intérieurs, maçonneries exposées, fondations immergées. La pertinence de l’association entre le liant et son usage est vérifiée.

CHAPITRE 8 : MORTIERS ET BÉTONS

8.1. Composition et fabrication des mortiers

L’élève étudie la formulation des mortiers, mélanges de liant, de sable et d’eau. Le cours détaille les dosages et les étapes de fabrication manuelle ou mécanique pour obtenir une pâte homogène. La description des étapes de fabrication constitue un critère d’évaluation central.

8.2. Technologie du béton

Ce module aborde le béton comme un matériau composite, intégrant des graviers à la matrice de mortier. L’apprenant analyse le rôle du squelette granulaire et l’importance du rapport eau/ciment sur la résistance finale. Le programme demande de citer les composants et les étapes de mise en œuvre du béton.

8.3. Propriétés des matériaux composites

L’analyse des propriétés à l’état frais (ouvrabilité) et à l’état durci (résistance, durabilité) des mortiers et bétons est essentielle. L’élève comprend les phénomènes de prise et de durcissement. L’énumération des propriétés mécaniques et physiques de ces composites est attendue lors des contrôles.

8.4. Matériaux composites spécifiques

Le cours introduit d’autres matériaux composites utilisés dans le bâtiment, au-delà du béton standard. L’élève explore les innovations et les adaptations locales des mélanges pour des usages spécifiques. La compétence visée est la capacité à identifier et définir ces matériaux complexes issus de l’association de plusieurs composants.

CHAPITRE 9 : ÉLÉMENTS DE MAÇONNERIE ET OUTILLAGE

9.1. Briques et blocs manufacturés

L’étude porte sur les éléments de maçonnerie : briques de terre (cuite ou stabilisée), briquettes et agglomérés de ciment (blocs). L’élève examine leurs procédés de fabrication industrielle ou artisanale et leurs caractéristiques dimensionnelles. L’évaluation requiert l’énumération de tous les types de briques et agglomérés utilisés en maçonnerie.

9.2. Outillage manuel du menuisier et du maçon

Ce sous-chapitre inventorie l’outillage manuel indispensable aux métiers du bois et de la construction. L’élève apprend à nommer, décrire et classifier les outils selon leur fonction (tracage, coupe, frappe, finition). La description correcte du matériel et de son usage est un indicateur de performance fondamental.

9.3. Outillage mécanique et équipements

Le cours présente l’outillage mécanique portatif et les machines fixes, ainsi que les équipements de chantier. L’apprenant identifie les caractéristiques techniques des machines et leurs dispositifs de sécurité. La capacité à citer les caractéristiques et les domaines d’utilisation des différents matériels motorisés est évaluée.

9.4. Entretien et domaines d’utilisation

La formation se clôture sur la gestion du matériel, incluant les procédures d’entretien préventif et de stockage. L’élève comprend que la longévité de l’outil dépend de sa maintenance et de son utilisation conforme aux prescriptions. L’énumération des domaines d’utilisation et des règles de maintenance valide l’acquisition de la compétence.

ANNEXES

A.1. Glossaire Technique

Un répertoire alphabétique des termes techniques définis dans le cours (ex: hygroscopie, ignée, clinker, parement) est fourni pour consolider le vocabulaire professionnel de l’élève.

A.2. Fiches de Sécurité

Des fiches synthétiques résument les équipements de protection individuelle (EPI) obligatoires pour la manipulation des ciments, la coupe des pierres et l’usinage des bois, en lien avec le module de sécurité.

A.3. Tableau des Dosages

Un guide pratique présente les dosages standards pour les mortiers et bétons usuels (dosages pour fondations, élévations, enduits) adaptés aux matériaux locaux étudiés dans la troisième partie.

A.4. Classification des Essences (Référence)

Un tableau classifie les essences de bois mentionnées selon leur densité et leur utilisation recommandée (menuiserie, charpente