Le marteau
L’outil, dialogue de l’homme avec la matière
Par Paul Feller et Fernand Touret, éditions Albert de Visscher, 226 p. 1987. Reédit. EPA Hachette, 312 p. 2004.
Fondateur du Musée de l’outil et de la pensée ouvrière à Troyes, le Jésuite-forgeron Paul Feller est un grand spécialiste de l’outil et du travail manuel. Voici le chapitre sur le marteau extrait de son ouvrage majeur.
Enclume de la collection de Pierre Wegmüller exposée au musée du fer à Vallorbe durant l'été 2012. Enclume forgée, sanglier à cinq pattes. Métier: maréchalerie. Originaire du centre de la France. Datation: XVIIe siècle. Poids: 130 kg environ.
Généralités
Nous n’insisterons pas sur l’importance exceptionnelle des outils de frappe, tant à l’origine de l’outillage que dans leur rapport avec l’évolution de toutes les techniques. Parmi tous ces outils, le marteau se présente d’une façon particulière : absolument parfait, totalement adapté au travail qui lui est demandé ; à partir du moment où il fut emmanché, il a évolué en spécialisant ses formes, en les adaptant à tous les travaux sans que l’idée en soit modifiée.
Il est devenu impossible de faire la nomenclature de tous les marteaux existants. Non seulement l’arsenal ouvrier n’a perdu aucun des marteaux utilisés depuis l’antiquité, mais il s’en crée chaque jour de nouveaux pour les besoins de travaux où les matériaux récents exigent des techniques nouvelles. Un premier perfectionnement, toutefois, mérite d’être constaté dans les origines préhistoriques. Les haches-marteaux de pierre, déjà emmanchées comme les nôtres au néolithique, ne pouvaient frapper qu’un matériau d’une certaine plasticité (bois, os, corne), et se brisaient rapidement au choc d’une matière dure. Il faut arriver à l’âge du bronze pour rencontrer le marteau métallique dont la frappe sur tout objet (ou autre outil dur) ne met pas en danger la tête devenue résistante. Le marteau de fer amène la mutation définitive de la tête percutante et nous avons alors déjà notre marteau de forge, à partir duquel l’évolution se fera par des différenciations successives. Ce marteau existait sans doute à la fin de l’époque de Hallstatt. La fabrication d’armes en fer de ce temps impliquent la différenciation de la tête (frappant largement d=sur un plat) et de la panne (frappant linéairement, de biais et en travers du fer). A
la Tène III, l’outil présente d »jà des modèles nombreux adaptés à des travaux raffinés (marteaux de Celles, de Karlstein et de Stradonitz).
Voici donc l’ancêtre générique de nos marteaux, la panne qui lui est opposée s’aplatit transversalement pour présenter en bout une surface étroite presque linéaire. L’œil qui traverse la tête est ovale. Le manche a trois pu quatre fois la longueur du corps métallique. Il s’insère exactement dans l’ovale de l’œil.
L’époque gallo-romaine nous présente des marteaux de dinandiers, d’orfèvres, de monnayeurs, de cordonniers (à battre le cuir), de charpentiers, de menuisiers, de tailleurs de pierre, et même déjà des marteaux dont la panne est ouverte en «pied de biche» pour arracher les clous, outre un grand nombre de marteaux dont les formes sont difficiles à rapporter aux métiers du temps, mais que rappellent certains des nôtres. Un grand nombre de masses lourdes peuvent avoir été utilisées pour la forge, l’enfoncement des pieux, l’écrasement des pierres et bien d’autres travaux. Tous ces marteaux ont traversé le Moye Age sans grandes modifications. Mais à partir du XIIIe siècle (nous avons constaté cela pour bien d’autres outils), l’évolution et la différenciation reprend. Dans ce qui suit, nous ne pourrons insister que sur certains marteaux, les plus caractéristiques.
L’usage du marteau
Le travail du marteau, dit le physiologiste Demeny, est proportionnelle au produit de sas masse par le carré de sa vitesse. Aussi son effet utile provient-il du bras qui ait le manier. Il peut se mesurer par l’effet nécessaire à enfoncer un clou et par la longueur dont ce clou a pénétré dans la planche… On lui fait acquérir sa vitesse par une trajectoire qui lui donne le temps de s’incliner sans trop de dépense de force. La masse de ce marteau agit dans le même sens et augmente l’intensité du choc. Il ne suffit pas de faire décrire au marteau un long chemin ; il faut surtout toujours accélérer le mouvement et ne jamais le retenir. La main doit constamment aller plus vite que lui et exercer ainsi une pression sur le manche dans la direction du trajet. Tous les éléments du bras, de l’avant-bras, du poignet et des doigts y contribuent. (Demeny, « Mécanisme et éducation des mouvements »).
Un autre point important st d’éviter les déviations soit au moment du choc, soit dans le moment instantané qui suit le choc, par l’effet de la réaction. Ces conditions posent un problème que les premiers ouvriers, dès la préhistoire, ont résolu par sélection et fixation des formes rationnelles que la théorie mécanique ne viendra justifier que bien longtemps après.
Théorie du marteau
Les conditions de la bonne utilisation di marteau sont :
1° que le choc soit net, bien contrôlé, et qu’à l’instant où il se produit, la tête du marteau ne soit pas le siège de mouvements discordants qui affecteraient l’outil ou l’objet frappé ;
2° que la main et le bras ne subissent pas des déviations latérales et ne soient pas entraînés vers le haut.
C’est à ces conditions que répond la forme du marteau ; c’est-à-dire sa symétrie longitudinale qui lui permet de s’opposer aux mouvements transversaux.
La disposition de la panne (P) se dégage en retrait vers le manche et ramène ainsi le centre de gravité (G) de la masse métallique en arrière du centre de percussion R’ et un peu vers le bas. Le couple développé par le choc a donc un rayon de giration (GR’) très petit, qui tente de relever le marteau et d’appuyer la main vers le bas, ce qui est une bonne condition d’utilisation. Si le centre de gravité G était au contraire en avant de R4, le marteau tendrait à descendre et la main à se relever, l’ouvrier serait donc dans de mauvaises conditions.
Dans certains marteaux anciens, où la panne est plus longue que la tête, il n’est pas rare de rencontrer des dégorgements dans le profil de la tête. Ces dispositifs accentuant la façon large de la tête ont, de même que l’amenuisement de la panne, pour effet de ramener le centre de gravité en arrière du centre de percussion.
Ce n’est qu’au début du XVIIe siècle que les savants Wren, Huyghens et Wallis s’efforcèrent d’étudier la force considérable (au regard des masses mises en jeu) développées par le choc du marteau. Leur propos n’était pas de rendre compte du travail du marteau (c’était peut-être dommage) mais des effets des projectiles, et des sonnettes des constructeurs de pilotis. A l’intérieur de la Société Royale de Londres (1668) des formules satisfaisantes furent publiées. Les marteaux, on le comprendra aisément, ne furent pas pour autant modifiés. On ne put alors que constater leur perfection.
Enclume de la collection de Pierre Wegmüller exposée au musée du fer à Vallorbe durant l'été 2012. Enclume forgée, croix latine, fleurs, initiales du propriétaire et marques du forgeur. Métier: maréchalerie. Originaire de France. Datée de 1708. Poids: 84 kg.
Quelques formes générales de marteaux
Les marteaux lourds ont besoin soit d’un manche droit, dans le cas où l’effort, qui ne sera pas répété très souvent, nécessite une grande levée pour être transformé en puissance au bout de la chute, soit d’un manche court et courbé vers la tête (c’est-à-dire « fermé »), dans le cas d’un effort fréquemment renouvelé, mais d’une faible amplitude de levée.
Dans le premier cas, nous rencontrons les marteaux à frapper devant de la forge, les merlins de bouchers ou de casseurs de cailloux. Dans le second cas, se trouvent les marteaux des cloutiers, des chaudronniers des tailleurs de limes, tous marteaux qui n’ont pas de panne. Les marteaux moyens se rapprochent de la forme classique du marteau dit rivoir. Ils ont toujours une panne qui peut être utilisée dans une frappe particulière linéaire, ou bien si elle est ouverte en «pied-de-biche», servir d’arrache-clou.
Certains marteaux dont on doit obtenir un choc très sec et peu de puissance, et qui ont à fournir un travail continu et rythmique, sont montés dur un manche émincé derrière la tête. Ce manche est donc d’une certaine élasticité. Tels sont les marteaux de tapissiers, les marteaux de graveurs, d’orfèvres et d’horlogers.
Les marteaux destinés à travailler les métaux à froid ont souvent deux têtes opposées l’une à l’autre, de formes un peu différentes, dont la surface frappante est en demi-sphère ou tout autre forme qui permet de pousser le métal dans la direction voulue.
Marteaux et massettes
Mes marteaux acérés faits pour porter un coup sec, dur et dont la puissance est totalement transportée à l’objet qui est frappé, ne conviennent pas à certains travaux où cet objet doit être ménagé. Dans le cas où la pièce est fragile, résisterait mal au choc, ou au contraire lorsque sa dureté est très grande, il est nécessaire d’amortir ce choc et d’en rapporter l’effet sur le marteau lui-même. D’où il nous est venu deux autres catégories de marteaux : ceux à tête métallique en métal mou et ceux à tête en matériaux plastiques (corne de buffle, bois cerclé, fibre, etc.).
Nous rencontrons donc des massettes en cuivre rouge (serrurerie, armurerie, tournerie, mécanique) en cuivre jaune ou laiton, d’autres en plomb (soit coulé d’un seul bloc, soit localisé dans un logement de la tête).
