- Affutage
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Aiguisage
L'aiguisage consiste à donner ou rendre à une lame un tranchant utile. Il doit être effectué une fois à la fabrication de l'outil, puis régulièrement par l'utilisateur, afin de la garder tranchante.
Synonymes : émoulage, rémoulage, affûtage (ou affutage)
Sommaire
Importance de l'aiguisage
Une lame mal aiguisée est facile à reconnaître : elle coupe mal, déchire, détruit les fibres, voire ne sectionne pas du tout la matière, et demande des efforts à l'utilisation. Il y a par contre plusieurs manières d'être « bien aiguisée ». Selon la façon dont on va aiguiser, on peut donner à la lame un comportement spécifique qui la rendra plus efficace pour une application donnée. Ainsi, on peut améliorer une lame pour une coupe sans mouvement de sciage (rasage, sculptage du bois) ou avec (coupe de matériaux fibreux, comme une corde).
L'aiguisage est un compromis, en fonction des utilisations prévues et de la durée de vie du tranchant avant l'aiguisage suivant.
Caractéristiques microscopiques du fil d'une lame
Une lame tranchante comporte une arête vive appelée « fil ». Le fil est la partie qui pénètre en premier dans la matière que l'on coupe ; c'est lui qui va supporter la pression de coupe et effectivement rompre la matière à couper.
Vu au microscope, ce fil ne présente pas un angle vif, mais un très petit arrondi. Le but de l'aiguisage est de réduire au minimum le rayon de cet arrondi, afin d'augmenter la pression de contact entre la lame et la matière à couper (La pression est inversement proportionnelle à la surface de contact pour une même force appliquée).
De plus, le fil n'est pas régulier. Il comporte des oscillations latérales ou verticales, des endroits où la matière manque (criques, écaillements...), ou encore des stries ou des dents plus ou moins visibles à l'œil nu ou au microscope. Ces défauts ou irrégularités peuvent contribuer positivement ou négativement au tranchant.
Un fil bien aiguisé devra réunir les propriétés suivantes :
- avoir un rayon de courbure aussi faible que possible (c'est-à-dire ressembler le plus possible à l'arête vive théorique parfaite) ;
- ne pas être désaligné ou tordu ;
- un fil pour coupe avec mouvement de sciage devra comporter des stries de quelques dizaines ou centaines de micromètres qui agiront comme des dents
- un fil pour coupe sans sciage (rasoir ou hache) devra être aussi poli que possible
Importance de l'acier et du traitement thermique
Une lame s'émousse par frottement et par corrosion. Plus dure sera la lame, plus longtemps tiendra-t-elle le fil.
Frottement
À chaque utilisation de la lame, la matière coupée exerce des frottements contre l'acier qui auront tendance à arrondir le fil. Le contact de points durs dans la matière peut aussi le déformer latéralement (le tordre), voire lui arracher des écailles petites ou grosses.
La facilité avec laquelle une lame s'émoussera à l'utilisation dépend pricipalement de la dureté de l'acier et de l'angle formé par le tranchant. Un acier dur s'émoussera moins vite, et un angle plus aigu, bien que coupant plus facilement, s'usera plus vite.
La dureté des aciers de coutellerie se mesure généralement sur l'échelle C de Rockwell, notée HRC ou RC. Cette dureté s'étend de 54 RC pour les aciers plus doux, mais plus résilients utilisés sur les pièces massives (haches, couteaux de survie) à plus de 61 RC sur les meilleurs couteaux de poche ou de cuisine. Au delà de 61 RC, il devient très difficile d’affûter le couteau soi-même.
L'acier tient sa dureté de deux facteurs : sa composition, et le traitement thermique qu'il a subi lors de la fabrication (trempe, trempe cryogénique).
- La composition
Elle correspond au nom de l'acier, généralement revendiqué par une inscription sur la lame.
Comme aciers de coutellerie très durs, on peut citer : M-2, S30V, BG-42, ATS-34, VG-10, D2, SR-101, INFI...
Des aciers moins durs, mais de qualité honorable sont : 440C, 12C27...
Des aciers peu adaptés à la coutellerie, généralement retrouvés sur des couteaux bas de gamme ou à vocation décorative : 420, 440, « Stainless », « Acier chirurgical » (un scalpel ne coupe qu'une fois), etc.
Il est à remarquer que certains aciers relativement mous se laissent très bien aiguiser, mais perdront rapidement leur tranchant. D'autres ne s'aiguisent jamais (imaginez du beurre chaud : il ne prendra jamais d'arête vive).
- Le traitement thermique
Le traitement thermique n'est généralement pas communiqué comme la composition, et ici on ne peut compter que sur la confiance qu'on accorde à tel ou tel fabricant. Néanmoins, en général il s'agit d'une trempe (la lame est chauffée plus ou moins, puis trempée dans l'eau pour la refroidir rapidement: action sur le réseau cristallin), parfois partielle dans le cas d'armes blanches (katana et sabres japonais en particulier)
Le rôle du traitement thermique est de réduire la taille des grains de l'acier, et de choisir une conformation cristalline appropriée à l'utilisation de l'outil (chocs ? frottements ? hache ou rasoir ?). Ce traitement thermique, parfois effectué avec beaucoup de soins (un traitement de qualité peut durer plus de 60 heures), peut être réduit à néant par un et un seul échauffement accidentel de la lame. Aussi, il ne faut jamais porter une lame d'un couteau de qualité à plus de 150°C, même brièvement, et ne jamais maintenir de lame à plus de 90°C plus de quelques minutes.
Corrosion
La corrosion est un ensemble de réactions chimiques entre le métal et son environnement. Elle est facilitée par la présence d'eau, et spontanée en milieu acide.
Nous ne traiterons pas ici de son aspect esthétique (tâches de rouille ou de patine grises sur les flancs des lames), mais nous concentrerons sur le fait que la corrosion touche le fil tout autant que le reste des parties métalliques. Or, le fil étant de dimensions très réduites, il faut très peu de temps (quelques minutes dans certains cas) pour que la corrosion réduise à néant ses qualités tranchantes et oblige l'utilisateur à procéder à un nouvel aiguisage. Il est donc important de se prémunir contre ce phénomène.
La première mesure est de rendre l'acier « inoxydable ». Un acier est qualifié comme tel lorsque sa teneur massique en chrome est supérieure à la valeur conventionnelle de 13%. Cependant, même un acier à 13% de chrome peut être sujet à la corrosion. Seulement, elle sera moins rapide que sur les aciers non-inoxydables, dits « au carbone ».
La seconde mesure de prévention consiste rincer la lame après avoir tranché en milieu acide (fruits...), et sécher une lame mouillée après utilisation.
En se tenant à ces règles simples et peu contraignantes, on augmentera la durée de vie du tranchant et donc indirectement celle du couteau.
La pratique de l'aiguisage
L'aiguisage se fait essentiellement par enlèvement de matière. Nous reviendrons plus tard sur le réalignement du fil avec un fusil, couramment pratiqué par les bouchers devant leurs clients, et sur le polissage au cuir effectué par les coiffeurs sur les rasoirs droits non-jetables.
Les types de pierres
L'enlèvement de matière se fait en frottant la lame contre un matériau à structure granulaire, couramment appelé « pierre à aiguiser », qui peut être une pierre naturelle ou un objet synthétique, comme les pierres de céramique ou les pierres au diamant.
Toutes les pierres naturelles ne sont pas appropriées, et seules de rares pierres aiguisent correctement, par leur dureté, la forme de leurs grains, leur résistance à l'abrasion... On peut ainsi citer les pierres blanches de l'Arkansas formées de fossiles de coquillages compactés depuis des millions d'années, les pierres de Pyrénées, la coticule belge, les pierres scandinaves et japonaises.
Une pierre sera caractérisée par la taille de son grain, et par la forme que le fabricant lui aura donnée. On donne souvent un nombre (le même que pour le papier émeri) caractéristique de la finesse du grain. Plus le chiffre est élevé, plus le grain est fin. Certaines pierres naturelles japonaises atteignent une finesse de 8000. Les appellations parfois rencontrées de « fine », « moyenne » ou « grossière » sont très subjectives et changent d'un fabricant à l'autre pour une même taille physique des grains.
La taille du grain influe sur la rapidité de l'enlèvement de matière et sur la qualité de celui-ci. Plus le grain de pierre est gros, plus vite on enlève du métal de la lame. Les pierres à gros grains (80 à 200) sont ainsi utilisées comme première passe pour restaurer un tranchant très abîmé. Par contre, un grain fin laissera moins de marques dans le métal, et l'état de surface à proximité du fil sera plus lisse. Les pierres fines ou très fines sont utilisées en phase de demi-finition lors des aiguisages très fins (rasoirs). (La finition et l'entretien des lames de grande finesse ont lieu sur un cuir, dont il est question plus loin).
Forme pratique des dispositifs d'aiguisage
Les pierres peuvent se présenter sous plusieurs formes.
- La plus traditionnelle est la pierre plate. La pierre a simplement été taillée et aplanie, et l'affûtage se fait en déplaçant à la main la lame sur la surface de la pierre. Cette technique permet toutes les fantaisies et peut se faire n'importe où (en voyage, sur le terrain) mais demande un certain tour de main.
- Une autre forme traditionnelle est la pierre taillée en cylindre : la meule. Ici, c'est la pierre qui tourne, et l'utilisateur n'a qu'à maintenir la lame fermement en place contre la meule pour procéder à l'aiguisage. La meule est moins utilisée pour les couteaux de petits calibres du genre couteau de poche. La meule va brûler le trempage et endommager la lame. On peut limiter ce risque en installant un système d'arrosage continuel sur la meule.
- Récemment, on a vu apparaître des assistances à l'aiguisage manuel, sous forme de dispositifs guidant la lame contre la pierre avec un angle prédéterminé.
- En lieu et place de pierre naturelle ou synthétique, on dispose aujourd'hui d'une vaste panoplie d'ustensiles fonctionnant selon le même principe : papier de verre, cartes diamant, etc.
- Typiquement, toute surface plate, légèrement rugueuse et dure peut convenir: même le fond d'un bol en terre cuite (l'arrière, non émaillé) peut donner un aiguisage tout à fait satisfaisant.
- Enfin, il existe des systèmes d'aiguisage "en un geste", vendus souvent dans des catalogues de "gadgets de luxe" et consistant souvent en deux lames d'un métal très dur, souvent du tungstène ou un alliage a base de titane, qui arrachent des copeaux de métal le long du tranchant. Ce type d'aiguiseur donne un aiguisage en général correct, mais peu durable, et la quantité de matière arrachée et la nécessité d'aiguiser fréquemment le couteau réduisent sérieusement la durée de vie de la lame.
Lubrification
La plupart des pierres naturelles demandent une lubrification. Le lubrifiant assure deux rôles distincts : assurer le refroidissement et la suspension des particules.
- Refroidissement
Les frottements qui sont à la base de l'aiguisage engendrent un échauffement du métal de la lame. Or on sait qu'un tel échauffement est préjudiciable en ce qu'il peut annuler le traitement thermique. Sur une pierre plate où l'énergie est fournie par l'utilisateur, une simple « flaque d'eau » sur la pierre suffit au refroidissement, mais les meules montées sur un touret électrique requièrent un bain en pied de meule, voire un arrosage avec un débit élevé pour évacuer la chaleur.
- Suspension des particules
L'abrasion du métal et de la pierre crée de fines particules métalliques et minérales. Sur une pierre naturelle, si aucun liquide ne baigne la pierre, ces particules s'immiscent dans les pores de la pierre et en lissent la surface, la rendant incapable d'attaquer le métal. Le nettoyage d'une pierre ainsi abîmée passe par un décapage de la surface au jet d'eau. Si la pierre est suffisamment mouillée, les particules restent en suspension dans le liquide et sont évacuées par simple rinçage en fin d'aiguisage. Garder une pierre propre est indispensable à sa longévité.
En lieu et place d'eau, certaines pierres requièrent de l'huile. C'est une question d'affinité chimique, et aussi d'habitude de l'utilisateur.
Les pierres céramiques ou au diamant ne s'encrassent pas, et ne nécessitent donc pas d'eau, mais un refroidissement est toujours indispensable dès lors que la puissance de coupe devient élevée, comme sur une meule.
Modification : pierre à huile, en fait il s'agit d'une mauvaise traduction de « oil-stone », le terme « oil » est en fait à traduire par « pétrole » ( Cf. « gas-oil »). L'aiguisage à la pierre à « huile » est à proscrire. L'huile bouche les « pores » de la pierre et au bout de quelque temps la pierre est poisseuse et n'aiguise plus correctement.
Seconde modification : S'il est vrai que l'huile bouche les pores de la pierre, en rendant impossible par la suite son usage avec l'eau, elle est un bon lubrifiant, notamment pour les pierres les plus fines. La pierre d'Arkansas, par exemple, peut aussi bien s'employer à l'eau qu'à l'huile. Si on choisit l'huile, cependant, on ne peut plus revenir à l'eau. Divers producteurs de pierres ou d'outils tranchants proposent dans leur gamme des huiles d'aiguisage.
La question de l'angle
On choisit l'angle en fonction de l'usage que l'on veut faire de l'outil. Un angle faible donne un fil très coupant, mais fragile ; un angle obtus donne un fil moins coupant, mais plus robuste. Le choix de l'angle dépend aussi du matériau que l'on travaille. Pour un ciseau, par exemple, on choisira un angle plus faible pour du bois tendre et plus important pour des essences dures. Un angle important est aussi préférable si on utilise le ciseau avec un maillet. Pour le travail de précision, un angle fin est requis. Les couteaux japonais appartiennent à cette catégorie.
Certaines meuleuses permettent d'ajuster l'angle d'affûtage en changeant l'inclinaison du gabarit.
Les gestes de l'aiguisage
Dégrossissage
La première partie de l'aiguisage consistera à redonner à un tranchant abîmé la géométrie voulue. Cette phase peut être évitée lors de l'aiguisage d'un couteau bien entretenu.
On utilise pour cela une pierre plutôt grossière. Poser la lame sur la pierre, inclinée selon l'angle voulu. Respecter l'angle et le maintenir au cours de l'aiguisage est le plus difficile pour un débutant et requiert attention et habitude, d'où l'intérêt de commencer par s'entraîner sur une lame sans valeur.
Maintenir avec une main le manche du couteau, et poser les doigts de l'autre main sur le flanc et le dos de la lame. Ce sont ces doigts qui exerceront la pression et maintiendront l'angle. La main qui tient le manche sert à fournir le mouvement et guider l'ensemble.
Commence alors l'aiguisage. Effectuer des mouvements circulaires de la lame sur la pierre, en s'appliquant à maintenir l'angle et en exerçant une pression adéquate. La difficulté augmente lorsqu'on aiguise les parties arrondies du couteau (ventre de la lame). Arrêter de temps en temps le mouvement et toucher (typiquement avec le dessus des doigts, près de l'emplanture de l'ongle) le côté du tranchant, du côté opposé à celui qui vient d'être en contact avec la pierre. Lorsqu'on y sent un bourrelet de métal (nommé « morfil »), sensiblement constant sur toute la longueur, on peut retourner le couteau et effectuer le même mouvement d'aiguisage sur l'autre face.
Répéter en diminuant progressivement la pression et la durée de chaque passe.
S'arrêter lorsqu'à vue d'œil la géométrie est satisfaisante, et que le couteau commence à couper.
Affinage
Arrive alors la deuxième phase, celle où la lame va acquérir le tranchant recherché. Utiliser alors si possible une pierre plus fine. Cependant, faute de pierre fine, on peut utiliser en second choix la pierre grossière de dégrossissage. Le mouvement de cette seconde phase est différent. Reposer le couteau dans la même position que précédemment, mais en lieu et place de mouvements circulaires, tirer le couteau en diagonale sur la pierre, en appliquant une pression beaucoup plus faible que pour le dégrossissage. Si le dégrossissage a été correctement effectué, le morfil doit apparaître très rapidement (trois ou quatre passes) mais par la finesse de la pierre il sera beaucoup plus petit.
Il existe deux écoles d'affutage: certains "poussent" la lame tranchant en avant (comme pour couper une fine tranche de pierre) tout en suivant le long du fil, quand d'autres tirent la lame avec le tranchant qui "fuit" la pierre. Selon la dureté de l'acier, l'une ou l'autre méthode sera plus ou moins efficace, mais en général c'est en poussant qu'on obtient le meilleur résultat. Cependant cette méthode est plus difficile à mettre en œuvre.
Lorsque le morfil est sensible, retourner la lame et répéter. Diminuer progressivement la pression.
Lorsque le morfil change de côté au bout d'une seule passe, la finesse maximale réalisable avec la pierre est atteinte. Reste alors à procéder au retrait du morfil.
Élimination du morfil
Le cuir
Pour terminer l'aiguisage il faut utiliser un cuir. Une bande de 4 cm sur 25cm, de cuir lisse de première qualité : croupon sera collée, côté chair sur une planche de bois, (le système de cuir tendu des coiffeurs est parfait pour les rasoirs droits car l'angle de coupe est déterminé par l'épaisseur du talon du rasoir, mais inadapté aux couteaux dont l'angle est plus important). Cette opération est délicate, il ne faut pas insister, une dizaine de passes légères de chaque côté sont suffisantes. Certains frottent préalablement leur cuir avec une pâte abrasive à granulométrie faible.
A noter qu'on peut également obtenir un affilage très satisfaisant avec un simple morceau de carton, qui va aplanir le fil car il est en surface légèrement granuleux. Tout carton non ondulé convient, cependant il ne sert qu'une fois.
Le fusil
La fonction principale d’un fusil est différente suivant son « taillage »:
- Taillage standard : outil qui permet d’aiguiser le taillant d’un couteau
- Taillage fin : outil qui permet un aiguisage doux du couteau
- Taillage extra-fin : outil qui permet d’affiler le taillant d’un couteau
L’ AFFILAGE est l’opération qui consiste à frotter d’une main légère la lame d’un couteau préalablement aiguisée sur la mèche d’un fusil suivant un angle constant (environ 30°) afin d’obtenir une micro denture sur le fil redressé du couteau.
Pour atteindre le résultat voulu un fusil doit avoir :
- une dureté superficielle qui doit être supérieure à celle du fil d’un couteau : elle est apportée par la propriété fondamentale du chrome dur déposé par électrolyse sur la mèche du fusil, sa grande dureté est de l'ordre de 900 à 1000 Vickers, ce qui équivaut à environ 70 Rockwell C ou 800 Brinell.
- un coefficient de frottement (glissement) qui doit être faible, il est dépendant de l’indice de rugosité, de la nature des matériaux mis en frottement et de la géométrie de surface.
- une géométrie de surface adéquat obtenue par différents types de taillants et de finitions suivant le résultat attendu
- un indice de Taber (résistance à l’abrasion) proche de 2
En outre il doit :
- avoir la capacité de retenir les particules de métal par aimantation
- être non incrustant : les particules de métal et autres corps étrangers ne doivent pas « graisser » par incrustation la surface de la mèche
- être résistant à la corrosion : La résistance à la corrosion du dépôt électrolytique du chrome dépend d'une part de la résistance à la corrosion du chrome métal et, d'autre part, des caractéristiques du même dépôt : épaisseur, structure, etc...
Histoire
Apulée écrit au chapitre 7 d'À propos du dieu de Socrate que les propriétés de la pierre à aiguiser sont révélées à Attus Navius par les augures.[1]
Liens externes
Notes et références
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