Assemblage tenon-mortaise : cotes, tracé, usinage à la défonceuse et à la scie circulaire

Le tenon-mortaise est l'assemblage des cadres : un pied et une traverse, une ceinture de table, un châssis. Il a trois mille ans et rien ne l'a remplacé pour ce qui travaille en cisaillement. Il se fait sans mortaiseuse et sans scie sur table, avec une défonceuse, un gabarit en contreplaqué et une scie circulaire. Voici les cotes, le tracé, l'usinage, l'ajustage.

Avertissement : les opérations décrites utilisent une défonceuse et une scie circulaire portative. Lunettes, protection auditive, masque FFP2, pièce bridée, carter en place, aspiration. Lisez les notices de vos machines ; vous êtes seul responsable de la mise en œuvre dans votre atelier.

Vocabulaire

Le tenon est la languette taillée à l'about de la traverse. Ses faces larges sont les joues ; ses faces étroites, les épaulements ; la ligne où il naît, l'arasement. La mortaise est le logement creusé dans le pied, avec un fond.

Les trois règles de cotes

Épaisseur du tenon ≈ 1/3 de l'épaisseur de la traverse, arrondie au diamètre de fraise disponible. Traverse de 34 mm → tenon de 12 mm (fraise de 12). Traverse de 27 → tenon de 9 (fraise de 8 ou 10). Traverse de 20 → tenon de 8. Plus épais, la mortaise affaiblit le pied ; plus fin, le tenon casse.

Hauteur du tenon = largeur de la traverse – 2 épaulements de 8 à 10 mm. Traverse de 90 → tenon de 70. Les épaulements cachent la mortaise et empêchent la traverse de pivoter.

Longueur du tenon ≈ 2/3 de l'épaisseur de la pièce mortaisée, sans déboucher ; profondeur de mortaise = longueur + 1 mm. Pied de 70 → tenon de 36, mortaise de 37. Le millimètre reçoit l'excédent de colle.

Quand deux traverses arrivent à angle droit dans un pied, leurs mortaises se croisent au cœur. Dans un pied de 70, on raccourcit l'un des tenons de 2 mm (34 et 36) : ils se frôlent sans se toucher. Dans un pied de 40, on coupe les deux en onglet à 45°.

Le jeu

Un assemblage collé a besoin de 0,1 à 0,2 mm sur les surfaces de collage. La sensation correcte : le tenon entre à la main, avec une résistance franche, sans maillet. Trop serré, on chasse la colle et on fend la mortaise ; trop lâche, seule la colle tient, et elle ne tient pas seule.

La mortaise à la défonceuse

Le gabarit

Une plaque de contreplaqué de 10 mm, 300 × 200, avec une fenêtre rectangulaire au centre, et deux butées vissées dessous qui s'appuient sur les faces du pied pour centrer la fenêtre. La défonceuse est équipée d'une bague de copiage (Ø 17 mm, par exemple) qui longe les bords de la fenêtre ; la fraise (Ø 12) reproduit la fenêtre en plus petit.

Formule : fenêtre = cote de la mortaise + (Ø bague – Ø fraise). Pour une mortaise de 12 × 70 avec bague de 17 et fraise de 12 : fenêtre de 17 × 75.

Une version réglable (deux règles en contreplaqué coulissantes, bloquées par vis à oreilles) permet de passer à 9 × 60 pour un autre projet. Voir la défonceuse pour débutant pour le copiage à bague.

L'usinage

1. Pied bridé à plat. Trait de centre de la mortaise tracé à l'équerre.
2. Gabarit posé, butées en appui, repère de centre sur le trait, bridé par deux serre-joints hors du passage de la défonceuse. Vérifier qu'il n'a pas bougé au serrage.
3. Fraise droite de 12, bague de 17. Profondeur réglée à 37 mm dans le bois — soit 47 mm depuis la semelle, qui repose sur le gabarit de 10. Tourelle à crans de 6 mm.
4. Plonger moteur en vitesse, au centre de la fenêtre. Faire le tour dans le sens horaire (travail en opposition à l'intérieur d'une fenêtre), bague contre le bord. Remonter, cran suivant. Six passes de 6, une de 1, une passe de nettoyage au fond.
5. Contrôler : une chute rabotée à 12 mm entre glissante-serrée ; jauge de profondeur à 37.

La mortaise a des angles arrondis (rayon 6). On arrondit les arêtes du tenon à la râpe plutôt que d'équarrir la mortaise au ciseau : plus rapide, aussi solide.

Une minute trente par mortaise une fois le geste acquis. Une fois la première contrôlée, on ne touche plus à aucun réglage.

Le tenon à la scie circulaire et au ciseau

Le tracé

• Arasement : équerre combinée réglée à 36 mm, un trait sur les quatre faces de la traverse.
• Joues : trusquin réglé à 11 mm (pour 34 – 12 = 22, soit 11 de chaque côté), un trait depuis chaque face. Pas un trait à 11 et un à 23 depuis la même face : en traçant depuis chaque face, le tenon est centré quelle que soit l'épaisseur réelle de la planche.
• Épaulements : trusquin à 10 mm depuis chaque chant.
• Hachurer le déchet.

La coupe

1. Scie circulaire réglée à 11 mm de profondeur, mesurée sur une chute, pas lue sur la graduation.
2. Traverse bridée à plat, guide perpendiculaire bridé sur le trait d'arasement, côté tenon. Couper l'arasement. Retourner, seconde joue.
3. Traverse sur chant, scie à 10 : les deux épaulements.
4. Toujours à 11 : passes parallèles à l'arasement tous les 3 mm jusqu'à l'about. Casser les lamelles au ciseau.
5. Ciseau de 20 à plat sur la joue, biseau en l'air, poussé à la main dans le fil, jusqu'au trait de trusquin. Contrôler la planéité au réglet.
6. Arrondir les quatre arêtes du tenon à la râpe (R6).

Pour une série (seize tenons d'un établi), faire tous les arasements de joue à 11, puis tous les épaulements à 10, puis toutes les passes : un réglage par opération.

Une scie plongeante sur rail fait le même travail avec plus de confort ; voir scie plongeante ou circulaire.

L'ajustage

Chaque tenon dans sa mortaise. Il entre à la main avec une résistance franche et l'arasement touche le pied tout autour.

• Trop serré : une passe fine de ciseau sur une joue, un essai, une passe, un essai.
• Trop lâche : une cale de placage de 0,6 mm collée sur une joue, réajustée le lendemain.
• Arasement qui baille d'un côté : le défaut est sur l'arasement, pas sur le tenon ; le reprendre au ciseau.

Numéroter tenon et mortaise.

Le collage

Colle vinylique D3 en film fin sur les deux joues du tenon et les deux parois de la mortaise, pas au fond. Enfoncer au maillet avec une cale. Un serre-joint perpendiculaire à l'arasement. Équerre. Éponge humide tout de suite sur l'excédent. Une heure sous presse, 24 heures avant contrainte.

Pour un cadre, coller par sous-ensembles (les deux cadres courts, puis la liaison) et vérifier les diagonales à chaque serrage.

Trois variantes

• Tenon traversant : il ressort de l'autre côté, arasé ou laissé dépasser et chanfreiné. Décoratif, très solide.
• Tenon chevillé : une cheville de 8 mm traverse pied et tenon, percée dans le tenon avec 1 mm de décalage vers l'épaulement : en l'enfonçant, elle tire le tenon et ferme l'arasement. C'est l'assemblage des charpentes, démontable si on ne colle pas.
• Tenon à épaulement unique : pour une traverse qui affleure une face du pied.

Où l'utiliser, où ne pas l'utiliser

Le tenon-mortaise est l'assemblage de tout ce qui travaille : piètements, ceintures, châssis, lits, chaises. Il n'est pas adapté aux pièces de moins de 18 mm d'épaisseur (le tenon serait trop fin) : là, tourillons ou lamellos. Il est surdimensionné pour un caisson de meuble.

Le meilleur exercice pour l'apprendre : un établi, seize fois le même assemblage, dans un résineux tendre, sur un plan coté. C'est le premier projet de l'Atelier Tenon, et son plan est en accès libre.