COURS DE TECHNOLOGIE PROFESSIONNELLE, 4ÈME ANNÉE, OPTION MENUISERIE

Edition 2025 / Enseignement primaire, secondaire et technique en RDC

PRÉLIMINAIRES

0.1. Objectifs Généraux du Cours

Ce cours de 66 heures  a pour but de conférer à l’élève de 4ème année une maîtrise technologique approfondie des équipements de production en menuiserie. L’apprenant développera une expertise sur le fonctionnement, le réglage et la maintenance des machines-outils fixes et portatives, ainsi que sur les techniques d’usinage complexe utilisant des montages d’atelier ⚙️. Le programme vise à former des techniciens capables d’optimiser les processus de fabrication, d’assurer la longévité de l’outil de production et de réaliser les calculs professionnels inhérents à la gestion d’atelier.

0.2. Directives Méthodologiques

L’enseignement associe l’analyse théorique des mécanismes à l’observation pratique en atelier. L’enseignant exploitera les notices techniques des constructeurs pour familiariser les élèves avec les abaque de réglage et les normes de sécurité 📘. Les calculs de vitesse de coupe et d’aménage seront systématiquement appliqués à des cas réels de production, en tenant compte des essences locales (Wenge, Afrormosia) dont la densité influence les paramètres d’usinage.

0.3. Hygiène et Sécurité (HSE)

L’utilisation des machines-outils présente des risques mécaniques majeurs. Le respect strict des consignes de sécurité, notamment l’utilisation des protecteurs (capots, couteaux diviseurs) et des poussoirs, constitue un préalable absolu. L’élève apprendra à vérifier les organes de sécurité avant chaque démarrage et à adopter une posture ergonomique prévenant les troubles musculo-squelettiques lors des opérations de dégauchissage ou de sciage.

0.4. Matériel et Équipement Didactique

La formation s’appuie sur le parc machine de l’atelier (scie à ruban, dégauchisseuse, raboteuse, toupie) et l’outillage électroportatif standard. L’élève doit disposer d’instruments de mesure de précision (pied à coulisse, tachymètre) et de calculatrices pour les modules de calcul professionnel. Les abaques de vitesse et les gabarits de contrôle dimensionnel complètent l’équipement pédagogique.

PARTIE 1 : ANALYSE ET TECHNOLOGIE DES MACHINES À BOIS

Cette première partie dresse un inventaire technique détaillé des moyens de production mécaniques. Elle analyse l’anatomie des machines fixes lourdes et des outils portatifs, en définissant leurs fonctions, leurs capacités et leurs organes constitutifs. L’objectif est de permettre à l’élève de comprendre le fonctionnement intime de chaque équipement pour en tirer le meilleur rendement possible dans des contextes variés, des ateliers industriels de Kinshasa aux chantiers mobiles du Kongo Central.

Chapitre 1 : Les Machines-Outils Fixes (Stationnaires)

1.1. Machines de débit et de sciage

Ce sous-chapitre étudie les machines destinées à la première transformation du bois. L’élève analyse la scie à ruban (volants, guides-lames) pour le chantournement et le débit grossier, ainsi que la scie circulaire à format pour le débit précis des panneaux. L’accent est mis sur la stabilité du bâti et la précision des guides parallèles.

1.2. Machines de corroyage et de mise à épaisseur

Le dressage des faces est l’étape clé de la menuiserie. L’étude détaille le fonctionnement de la dégauchisseuse (tables d’entrée et de sortie, arbre porte-fers) et de la raboteuse. L’élève apprend à identifier les organes de réglage de la prise de passe et les systèmes d’entraînement du bois (rouleaux crantés ou lisses).

1.3. Machines de profilage et d’assemblage

La toupie est la machine la plus polyvalente et la plus complexe. L’élève examine l’arbre de toupie, le guide à lunette, et les chariots à tenonner. L’analyse s’étend aux mortaiseuses (à chaîne, à mèche ou à bédane) utilisées pour l’exécution des assemblages structurels.

1.4. Machines de finition

La qualité de surface finale dépend du ponçage. Ce point couvre les ponceuses à large bande (calibreuses) et les ponceuses à disque stationnaires. L’élève étudie les systèmes d’oscillation de la bande et les tables d’aspiration nécessaires à l’évacuation des poussières fines nocives.

Chapitre 2 : L’Outillage Mécanique Portatif

2.1. Scies et rabots portatifs

L’intervention sur chantier exige mobilité et puissance. L’élève étudie les caractéristiques de la scie circulaire portative (profondeur de coupe, rail de guidage) et de la scie sauteuse pour les découpes curvilignes. Le rabot électrique est analysé comme outil d’ajustage final lors de la pose des menuiseries à Lubumbashi ou ailleurs.

2.2. Défonceuses et affleureuses

La défonceuse est l’équivalent portatif de la toupie. Ce sous-chapitre détaille les pinces de serrage, les guides parallèles et les bagues de copiage. L’élève comprend le potentiel de cet outil pour le rainurage, le moulurage et l’incrustation de motifs décoratifs sur site.

2.3. Perceuses et visseuses

L’assemblage moderne repose sur le vissage. L’étude porte sur les couples de serrage, les variateurs de vitesse et les modes de percussion des perceuses. L’élève apprend à sélectionner la machine adaptée au matériau (bois dur, maçonnerie) et au type de fixation requis.

2.4. Ponceuses portatives

La finition manuelle est assistée mécaniquement. L’élève distingue les ponceuses à bande (dégrossissage), orbitales et excentriques (finition). Il analyse les mouvements du plateau (vibration, rotation) pour choisir l’outil minimisant les traces de ponçage circulaires.

Chapitre 3 : Caractéristiques Techniques et Organes

3.1. Aspect physique et dimensionnel

Chaque machine possède des capacités limites. L’élève apprend à interpréter les plaques signalétiques indiquant la puissance moteur, la largeur de table, ou la hauteur de coupe maximale. Ces données déterminent l’adéquation de la machine à l’ouvrage projeté.

3.2. Organes de coupe et porte-outils

L’outil tranchant est le cœur de l’usinage. Ce sous-chapitre classifie les lames de scie (denture, avoyage), les fers de dégauchisseuse (HSS, Carbure) et les porte-outils de toupie (à plaquettes jetables ou fers profilés). L’élève intègre les notions de diamètre et d’alésage.

3.3. Organes de réglage et d’aménage

La précision dépend des réglages. L’étude couvre les volants de montée/baisse, les verniers micrométriques et les inclinaisons d’arbres. L’élève analyse également les entraîneurs mécaniques (aménageurs) qui régulent la vitesse d’avance et sécurisent les mains de l’opérateur.

3.4. Accessoires de protection et sécurité

La sécurité est intégrée à la machine. L’élève identifie les fonctions des protecteurs de pont (dégauchisseuse), des capots d’aspiration, des couteaux diviseurs (scies) et des boutons d’arrêt d’urgence. Il comprend leur rôle crucial dans la prévention des rejets de bois et des contacts accidentels.

PARTIE 2 : PROCÉDÉS D’USINAGE ET OUTILLAGE DE PRODUCTION

Cette partie élève le niveau technique en abordant l’utilisation experte des machines. Elle traite des opérations d’usinage complexes nécessitant des montages spéciaux, des gabarits et une méthodologie rigoureuse. Elle intègre également la métrologie, indispensable pour garantir la conformité des pièces usinées aux tolérances industrielles, transformant l’opérateur en technicien de méthode capable de gérer des séries de production.

Chapitre 4 : Usinages Complexes et Spéciaux

4.1. Chantournement et travail au guide

La réalisation de formes courbes demande une technique spécifique. L’élève étudie le chantournement à la scie à ruban et le toupillage au guide (chantournage) ou à l’arbre. Il apprend à utiliser le « travail à la lunette » pour les pièces courbes, garantissant un appui constant lors de l’usinage.

4.2. Usinage des panneaux à pointe de diamant

Le panneau à pointe de diamant est un classique de l’ébénisterie. Ce sous-chapitre détaille la méthode de réalisation de ce relief pyramidal sur scie circulaire, en utilisant un guide d’angle incliné ou un montage spécifique pour obtenir des arêtes vives et centrées.

4.3. Tronçonnage et tenonnage angulaire

Les assemblages ne sont pas toujours à 90°. L’élève acquiert les techniques de réglage des chariots de tenonnage et des guides d’onglet pour réaliser des coupes angulaires précises, nécessaires aux ouvrages polygonaux ou aux charpentes complexes.

4.4. Rabotage des pièces minces et coniques

Le rabotage standard a ses limites. L’étude présente l’utilisation de plateaux-martyrs ou de gabarits à pente (boîtes à pente) pour passer des pièces très fines ou pour réaliser des pieds de meubles fuselés (coniques) à la raboteuse en toute sécurité.

Chapitre 5 : Montages d’Usinage et Gabarits

5.1. Conception des gabarits de traçage

La production en série exige la répétabilité. L’élève apprend à concevoir et fabriquer des gabarits de traçage en contreplaqué ou tôle, permettant de reporter rapidement et fidèlement les contours et les positions d’assemblage sur des lots de pièces.

5.2. Les montages d’usinage (Gabarits de forme)

Pour usiner des formes non rectilignes à la toupie, le montage est indispensable. Ce sous-chapitre détaille la fabrication de lunettes de copiage et de gabarits à sauterelles (presses rapides) qui maintiennent la pièce et glissent contre le roulement guide de l’outil, assurant sécurité et précision.

5.3. Gabarits de montage et d’assemblage

L’assemblage final gagne à être assisté. L’élève étudie les cadres de serrage et les gabarits de positionnement qui maintiennent les éléments (tiroirs, cadres de portes) d’équerre pendant le collage ou le vissage, optimisant le temps de production.

5.4. Délignage de forme

Le délignage consiste à dresser un chant brut. L’élève analyse l’utilisation de montages sur la scie circulaire pour déligner des plateaux bruts tords ou courbes, transformant une rive irrégulière en une surface de référence rectiligne exploitable.

Chapitre 6 : Métrologie et Contrôle Qualité

6.1. Outils de contrôle dimensionnel

La mesure valide l’usinage. L’élève maîtrise l’utilisation du pied à coulisse pour les cotes intérieures/extérieures, des jauges de profondeur pour les mortaises et des micromètres pour les épaisseurs de feuillures. Il apprend à lire les verniers au 1/10ème ou 1/50ème de millimètre.

6.2. Contrôle des angles et des formes

L’équerrage est fondamental. Ce point couvre l’usage des équerres de précision, des rapporteurs d’angle et des fausses équerres pour vérifier les coupes d’onglet. L’élève apprend également à utiliser des gabarits de profil pour contrôler la conformité des moulures.

6.3. Contrôle de planéité et de position

Une pièce gauchie compromet l’ouvrage. L’élève utilise les règles rectifiées et les marbres de contrôle pour vérifier la planéité des surfaces corroyées (bornoyage technique) et la position relative des usinages (centrage des mortaises).

6.4. Tolérances et ajustements

La précision absolue est impossible, la tolérance est la règle. L’étude introduit les notions de jeu fonctionnel (pour les parties mobiles) et de serrage (pour les assemblages collés). L’élève apprend à respecter les tolérances spécifiées sur les plans de fabrication.

PARTIE 3 : MAINTENANCE, CALCULS ET GESTION

La troisième partie assure la pérennité de l’activité. Elle couvre la maintenance préventive et curative des outils, garantissant leur performance. Elle développe ensuite les compétences mathématiques appliquées aux mécanismes (vitesses, transmissions) et à la gestion économique (devis, quantitatifs). C’est la dimension « gestionnaire » du technicien supérieur, capable de chiffrer un projet et d’entretenir son capital technique.

Chapitre 7 : Maintenance des Machines et Outils

7.1. Nettoyage et Lubrification

La poussière et la résine bloquent les mécanismes. L’élève apprend les protocoles de nettoyage des tables (solvants anti-résine), de dépoussiérage des moteurs et de graissage des organes mobiles (roulements, vis sans fin) selon les préconisations des constructeurs.

7.2. Affûtage et remplacement des outils

Un outil coupe mal est dangereux. Ce sous-chapitre traite de l’affûtage des fers de dégauchisseuse, des lames de scie circulaire (généralement sous-traité mais dont l’usure doit être diagnostiquée) et du remplacement sécurisé des outils usés ou ébréchés.

7.3. Entretien des lames de scie à ruban

La lame de scie à ruban demande des soins spécifiques. L’élève acquiert les compétences pour le soudage des lames (brasure), le tensionnage (planage) pour éviter les déviations de coupe, et l’avoyage des dents pour garantir le dégagement des copeaux.

7.4. Conservation des outils

Le stockage préserve le tranchant. L’étude porte sur l’organisation de l’armoire à outils, la protection des arêtes tranchantes par des vernis pelables ou des étuis, et la gestion des stocks de consommables (bandes abrasives, fers de rechange).

Chapitre 8 : Calculs Professionnels Mécaniques

8.1. Calcul des vitesses de coupe

La vitesse linéaire de l’outil détermine la qualité. L’élève applique la formule  pour calculer la vitesse périphérique des lames et fraises. Il apprend à ajuster la fréquence de rotation (N) en fonction du diamètre de l’outil et de la dureté du bois (ex: réduire la vitesse pour l’ébène).

8.2. Calcul des vitesses d’aménage

L’avance détermine l’état de surface (ondes d’usinage). L’élève calcule la vitesse d’aménage idéale en fonction du nombre de dents de l’outil et de la fréquence de rotation, visant un pas d’usinage qui réduit le besoin de ponçage ultérieur.

8.3. Transmission de mouvement

Les machines utilisent des poulies et courroies. L’étude couvre le calcul des rapports de transmission (diamètres des poulies menantes/menées) pour modifier les vitesses de rotation des arbres machines selon les besoins de la production.

8.4. Dimensionnement des outils

L’outil doit correspondre à la machine. L’élève apprend à vérifier la compatibilité des diamètres d’outils, des alésages et des longueurs utiles par rapport aux capacités de la machine, évitant les surcharges moteur ou les montages dangereux.

Chapitre 9 : Évaluations, Estimations et Devis

9.1. Calcul des surfaces et volumes

La base du devis est le métré. L’élève révise les calculs de surfaces (panneaux, parquets) et de volumes (bois massif) appliqués aux formes géométriques complexes rencontrées dans les ouvrages de menuiserie (escaliers, charpentes).

9.2. Établissement du devis quantitatif

Il faut lister la matière. L’élève apprend à élaborer une feuille de débit précise incluant les coefficients de perte (chutes, sciure) pour déterminer la quantité réelle de bois brut à acheter à Matadi ou Boma pour un projet donné.

9.3. Estimation des coûts de production

Le prix de revient inclut tout. Ce sous-chapitre détaille le calcul du coût matière, du coût main-d’œuvre (taux horaire), des frais généraux (électricité, amortissement machines) et de la marge bénéficiaire pour établir un prix de vente réaliste.

9.4. Rédaction du devis estimatif

Le devis est un contrat commercial. L’élève s’exerce à rédiger des devis clairs et détaillés pour le client, spécifiant les matériaux, les prestations, les délais et les conditions de validité de l’offre, compétence essentielle pour l’artisan entrepreneur.

ANNEXES

A.1. Abaque des vitesses de coupe

Graphique de référence permettant de déterminer rapidement la vitesse de rotation (tr/min) en fonction du diamètre de l’outil et de la nature du bois usiné.

A.2. Fiche de maintenance préventive

Modèle de tableau de suivi périodique pour une machine (graissage, tension courroie, vérification sécurité) à remplir par l’élève responsable.

A.3. Formulaire de devis type

Exemple structuré d’un devis client incluant les en-têtes administratifs, le descriptif des ouvrages, les quantités et les montants HT/TTC.

A.4. Pictogrammes de sécurité machines

Planche illustrée des symboles de sécurité obligatoires sur les machines (Port de lunettes, protection auditive, danger mains, sens de rotation).

A.5. Lexique technologique

Définitions des termes clés : Aménage, Avoyage, Corroyage, Flasque, Lumière (de table), Martyr, Chantournement.