Manuel de Reconstruction

Construire une scierie mécanique

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Construire une scierie mécanique

La scierie mécanique est le premier pas de l'industrialisation du travail du bois. Là où un scieur de long mettait une journée à débiter un tronc en planches, la scierie produit le même résultat en quelques minutes. Alimentée par la force de l'eau, elle transforme le mouvement rotatif d'une roue à aubes en un mouvement alternatif de va-et-vient qui anime une lame de scie. Avec elle, les charpentes deviennent régulières, les planches deviennent abondantes, et le bois cesse d'être un matériau de luxe.

Principe de fonctionnement

Une scierie mécanique comporte cinq éléments :

  1. La roue hydraulique : transforme l’énergie de l’eau en mouvement rotatif (voir Construire un moulin à eau).
  2. Le système de transmission : engrenages et arbres qui transmettent et adaptent le mouvement de la roue à la scie (voir Fabriquer des engrenages).
  3. Le mécanisme bielle-manivelle : transforme le mouvement rotatif en mouvement alternatif (va-et-vient) de la lame.
  4. Le cadre de scie :支持 la lame et guide son mouvement vertical.
  5. Le chariot d’avance : pousse la grume (le tronc) contre la lame de manière progressive et réglée.

Choisir le site

La scierie nécessite un cours d’eau avec les caractéristiques suivantes :

  • Débit : minimum 200 litres par seconde pour faire tourner une roue de 3 mètres de diamètre.
  • Dénivellation : au moins 1,5 mètre de chute pour une roue par-dessus, ou un courant rapide pour une roue en dessous.
  • Accès : le site doit être accessible par un chemin pour amener les grumes et évacuer les planches.
  • Fondation : le sol doit être suffisamment stable pour supporter le poids de la scierie. Un sol rocheux est idéal, un sol argileux compact acceptable, un sol sableux ou marécageux à éviter.

La roue hydraulique

Dimensionnement

Pour une scierie moyenne (lame de 1,2 mètre de long) :

  • Roue de 3 à 4 mètres de diamètre
  • Largeur de 0,6 à 0,8 mètre
  • 12 à 16 augets (godets)
  • Vitesse de rotation : 6 à 10 tours par minute

La puissance obtenue est d’environ 2 à 5 chevaux, suffisante pour actionner une scie à une cadence de 200 à 300 coups par minute.

Construction

Reportez-vous à Construire un moulin à eau pour la construction détaillée de la roue. Les points spécifiques à la scierie :

  • La roue doit être montée sur un arbre en bois dur (chêne) de 20 centimètres de diamètre minimum.
  • L’arbre est supporté par deux paliers en pierre ou en fer graissés.
  • Le barrage et le canal d’amenée doivent pouvoir être vidangés pour les réparations.

Le système de transmission

L’arbre principal

L’arbre de la roue porte une roue dentée en bois (lanterneau) qui entraîne un pignon sur un arbre secondaire horizontal.

  1. Le lanterneau : un cylindre de bois dur de 30 centimètres de diamètre et 20 centimètres de long, portant 12 à 16 dents en bois de cornouiller ou de chêne fichées dans le cylindre. Le cornouiller est le meilleur bois pour les dents d’engrenage car il est extrêmement dur et résistant à l’usure.
  2. Le pignon : un cylindre plus petit de 15 centimètres de diamètre, portant 8 à 10 dents, monté sur l’arbre secondaire vertical.
  3. Le rapport de transmission : le lanterneau a 16 dents, le pignon a 8 dents. La vitesse de l’arbre secondaire est donc le double de celle de la roue. Si la roue tourne à 8 tours par minute, l’arbre secondaire tourne à 16 tours par minute.

L’arbre secondaire et la manivelle

L’arbre secondaire porte la manivelle qui convertit le mouvement rotatif en mouvement alternatif.

  1. L’arbre secondaire est un cylindre de bois dur de 15 centimètres de diamètre.
  2. La manivelle est un bras en fer forgé (voir Forger des outils en fer) fixé perpendiculairement à l’arbre secondaire. Le bras a un rayon de 15 à 20 centimètres (course de la scie = 2 fois ce rayon, soit 30 à 40 centimètres).
  3. L’extrémité de la manivelle porte un tenon en fer sur lequel vient s’emboîter la bielle.

La bielle

La bielle est le bras qui relie la manivelle au cadre de la scie.

  1. Fabriquez un bras en bois dur de 1,5 à 2 mètres de long, 8 centimètres de large et 5 centimètres d’épaisseur.
  2. À chaque extrémité, percez un trou pour une roulette en fer (bague cylindrique) qui pivote sur le tenon de la manivelle d’un côté et sur le tenon du cadre de scie de l’autre.
  3. Les roulettes en fer sont forgées à partir d’un anneau de fer de 3 centimètres de diamètre intérieur.
  4. La bielle doit avoir exactement la bonne longueur pour que le cadre de scie descende de 15 à 20 centimètres et remonte de la même quantité à chaque tour de manivelle.

Le cadre de scie

Le cadre de scie est la structure qui支持 la lame et la guide dans son mouvement vertical.

Structure

  1. Deux montants verticaux : en chêne, 15 x 15 centimètres de section, de 2 mètres de haut. Enfoncés dans le sol ou fixés sur une fondation en pierre.
  2. La traverse supérieure : relie les deux montants en haut, 15 x 15 centimètres.
  3. La traverse inférieure : relie les deux montants en bas, au niveau du plancher de la scierie.
  4. Le guidage : deux glissières en chêne très dur, fixées sur les montants, dans lesquelles coulisse le châssis mobile de la scie.

Le châssis mobile

  1. Le châssis est un cadre rectangulaire en bois dur de 1,30 mètre de haut et 15 centimètres de large.
  2. Il est guidé par les glissières et ne peut monter ou descendre que verticalement.
  3. La lame de scie est fixée en haut du châssis, tendue entre deux étriers métalliques.
  4. Un système de tension (coin en bois ou boulon en fer) maintient la lame sous tension.

La lame de scie

La lame est la pièce critique. Elle doit être :

  • En acier à haute teneur en carbone (0,7 à 1 % de carbone, voir Produire de l’acier).
  • Longue de 1,00 à 1,20 mètre pour une scierie moyenne.
  • Large de 10 à 15 centimètres.
  • Épaisse de 2 à 3 millimètres au centre, amincie aux bords.
  • Portant 25 à 35 dents, taillées pour la coupe de long (dents triangulaires inclinées à 60 degrés).

La fabrication de la lame est détaillée dans Fabriquer une scie en fer. Les dents doivent être affûtées et venées (inclinées alternativement à gauche et à droite) comme pour une scie à main.

Le chariot d’avance

Le chariot d’avance porte la grume et la pousse progressivement contre la lame. C’est ce qui rend la coupe continue et régulière.

Structure du chariot

  1. Un cadre en bois de 3 mètres de long et 0,6 mètre de large, sur quatre roues en bois dur avec des bandages en fer.
  2. Les roues roulent sur deux rails en bois dur fixés au sol.
  3. La grume est fixée sur le chariot par des taquets en fer (gros clous) enfoncés dans le bois de la grume et reposant dans des trous du chariot.
  4. Le chariot est relié par un câble ou une chaîne au mécanisme d’avance.

Mécanisme d’avance

Le mouvement d’avance doit être synchronisé avec le mouvement de la scie. La scie descend, coupe un copeau, et le chariot avance pendant la remontée de la scie.

  1. L’avance est obtenue par un rochet et une crémaillère. La bielle de la scie porte un cliquet qui actionne un rochet à chaque remontée.
  2. Le rochet tourne d’une dent à chaque course, et entraîne un pignon qui tire le câble du chariot.
  3. L’avance par course est réglable en changeant le nombre de dents du rochet ou le levier du cliquet.

Avance alternative

Une méthode plus simple mais moins précise : l’avance par gravité. Le chariot est sur un plan légèrement incliné et avance sous son propre poids, freiné par un cordage enroulé autour d’un cylindre. Le cordage est relâché à chaque course de la scie. Cette méthode fonctionne mais donne des planches d’épaisseur variable.

Le bâtiment

La scierie doit être abritée des intempéries.

  1. Fondation : murs en pierre ou en brique (voir Fabriquer des briques) jusqu’à 50 centimètres au-dessus du niveau de l’eau maximale.
  2. Sol : plancher en madriers (planches épaisses) de 8 centimètres d’épaisseur, fixés sur des poutres de chêne. Le plancher doit être solide car il supporte les grumes.
  3. Toiture : charpente couverte de chaume (voir Couvrir un toit en chaume) ou de bardeaux.
  4. Murailles : panneaux en torchis (voir Construire un mur en torchis) ou planches.
  5. Ouvertures : une grande ouverture côté amont pour amener les grumes, une ouverture côté aval pour évacuer les planches et les copeaux.

La scierie doit mesurer au moins 6 mètres de long sur 4 mètres de large pour permettre la manipulation des grumes.

Réglage et mise en service

  1. Vérifiez que la roue tourne librement et que l’eau arrive correctement.
  2. Faites tourner le mécanisme sans scie pour vérifier que tout est bien aligné.
  3. Installez la lame de scie et tendez-la modérément.
  4. Actionnez la roue à faible débit et vérifiez le mouvement de la scie. La lame doit descendre et monter sans à-coups.
  5. Réglez l’avance du chariot pour une avance de 2 à 3 millimètres par course.
  6. Placez une grume de bois tendre (pin, sapin) sur le chariot et lancez la première coupe.
  7. Si la scie coince, reculez le chariot, ajustez la tension de la lame et l’avance, puis recommencez.
  8. Les premières coupes seront imparfaites. Ajustez progressivement les réglages.

Entretien

  • Quotidiennement : graissez les paliers avec du suif ou de la graisse animale. Vérifiez la tension de la lame. Nettoyez les copeaux.
  • Hebdomadairement : vérifiez l’usure des dents d’engrenage. Remplacez les dents en bois usées (cornouiller). Affûtez la lame de scie.
  • Mensuellement : inspectez la roue hydraulique, les paliers, la fondation. Remplacez les pièces en bois qui montrent des signes de pourriture ou de fatigue.
  • Annuellement : videz le canal, nettoyez la roue, remplacez les augets usés, repegrez les engrenages.

Voir aussi

Ressources externes

Vue Graphique

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