Lorsque vous intervenez sur la restauration d’un bâtiment historique classé, les menuiseries ne se conçoivent pas à partir de zéro : elles se reconstruisent. Chaque fenêtre devient une pièce unique à insérer dans le dessin d’origine et le risque de devoir recourir à des reprises manuelles n’est jamais loin.

C’est le défi qu’a relevé Stuyts en produisant les nouvelles fenêtres en bois de l’ancienne caserne de pompiers de la Halenstraat, à Anvers (Belgique), sur un centre d’usinage Weinig Vario MC 50. Nous vous racontons dans cet article comment cela s’est passé.

Le bâtiment de la Halenstraat est l’œuvre de l’architecte Emiel Van Averbeke. Sa construction, commencée en 1911, s’est achevée en 1913. Jusqu’en 1947, les locaux ont servi de caserne de pompiers, avant d’être reconvertis en logements sociaux. Il s’agit aujourd’hui d’un bâtiment historique protégé : chaque intervention doit préserver intact son caractère historique et singulier.

Aujourd’hui encore, la façade a conservé son identité. Au-dessus des deux grandes arcades d’entrée par lesquelles sortaient autrefois les véhicules des pompiers figure l’inscription gravée dans la pierre Brandweer, « pompiers » en néerlandais. Les grandes menuiseries en bois en plein cintre qui forment le portail principal au rez-de-chaussée sont divisées en carreaux. Aux étages, les fenêtres s’inscrivent entre les colonnettes de pierre qui ornent la façade du bâtiment. La tour présente une grande verrière cintrée.

Les nouvelles menuiseries en bois ont été réalisées par Stuyts, une menuiserie belge active depuis 1892 et implantée à Zoersel, à quelques kilomètres d’Anvers. L’entreprise travaille sur deux fronts :

• les aménagements intérieurs sur mesure, comme les cuisines et les bibliothèques ;
• les menuiseries et les ouvrages extérieurs : fenêtres en bois, portes d’entrée, bardages de façade et portails.

Pour une entreprise qui allie depuis plus d’un siècle tradition artisanale et nouvelles technologies, la caserne de la Halenstraat était un banc d’essai naturel. Il fallait reproduire des géométries du début du XXe siècle avec un processus de production moderne.

Une menuiserie rectangulaire suit des règles répétables. Montants et traverses se rejoignent à 90°, les profils sont droits et les assemblages se paramètrent une fois pour toutes. Dans les fenêtres de l’ancienne caserne, presque aucune de ces règles ne s’applique.

La production de ces menuiseries présente trois types de complexité :

• les arcs sont composés de plusieurs segments réunis par un assemblage positionné le long de la courbe. Un arc de ces dimensions ne peut en effet pas être tiré d’une seule pièce de bois ;
• les traverses et les montants viennent se greffer sur l’arc avec un angle différent à chaque point de contact ;
• les cadres présentent des côtés inclinés ou cintrés, qui forment des carreaux trapézoïdaux ou en éventail.

Pour le bureau d’études, cela signifie que chaque pièce possède sa propre géométrie. Le profilage doit suivre la courbe, les assemblages doivent coïncider sur des angles non standard et les perçages d’assemblage doivent rester alignés entre éléments cintrés et droits. Une erreur sur un segment d’arc ne se découvre souvent qu’au montage, lorsque le cadre ne ferme pas.

C’est pourquoi, pour automatiser un travail de ce niveau, une machine puissante et un bon logiciel ne suffisent pas. Il faut une stratégie de programmation définie avant de générer le premier programme :

• comment décomposer l’arc ;
• dans quel ordre usiner les pièces ;
• comment les brider sur la table ;
• avec quels outils profiler le long de la courbe.

Stuyts a produit les éléments sur une Weinig Vario MC 50, un centre d’usinage compact conçu pour les portes et fenêtres en bois massif.

Trois caractéristiques de cette machine CNC comptent dans un projet aussi délicat :

• la technologie 5 axes : l’outil peut s’incliner par rapport à la pièce, ce qui est essentiel pour profiler le long d’un arc et usiner des assemblages qui ne sont pas à angle droit ;
• les nombreuses possibilités pour les assemblages d’angle : c’est exactement ce qu’il faut lorsque traverses et montants se greffent sur l’arc avec des angles différents d’un nœud à l’autre ;
• le bridage PowerGrip Motion : il associe des brides individuelles et un pont de serrage continu. Grâce au serrage dans la rainure, les brides peuvent être positionnées en 2D et, avec l’axe Z supplémentaire, également en 3D. On trouve ainsi des points de préhension stables même pour des segments cintrés et des pièces de forme irrégulière.

Weinig mentionne également les arcs en plein cintre parmi les applications de la machine. Disposer de la machine adaptée n’est toutefois que le point de départ. Le projet est allé bien au-delà de l’installation d’un logiciel : il a exigé des compétences spécialisées, de l’expérience et un accompagnement constant.

Dans le cadre du projet, EPW (Efficient Processing Wood), représentant DDX pour la Belgique et les Pays-Bas, a suivi le travail de près et a développé la stratégie de programmation des éléments les plus complexes. Dans les faits, EPW a fait le pont entre deux mondes : d’un côté le savoir-faire artisanal de Stuyts, de l’autre la logique de la machine CNC, un outil qui a besoin de géométries, de séquences et de paramètres précis.

C’est une étape souvent sous-estimée. Dans les menuiseries spéciales, qu’une pièce sorte prête de la machine ou qu’elle doive être retouchée à la main dépend avant tout de la stratégie, et non de la puissance de la machine.

Vous travaillez en Belgique ou aux Pays-Bas ? Votre interlocuteur DDX sur le territoire, c’est EPW.

Le logiciel DDX utilisé dans le projet est PowerWIN, la solution CAO/FAO spécialisée dans la conception et la production de portes et fenêtres.

Les fonctionnalités de PowerWIN permettent de :

• créer un projet à partir d’un nouveau modèle avec des paramètres personnalisés ou en important un dessin dans l’un des formats compatibles, y compris pour des fenêtres spéciales hors catalogue ;
• générer des programmes machine pour la gestion des angles qui, sur des cadres cintrés et inclinés, changent d’un nœud à l’autre ;
• simuler en aperçu les usinages sur un modèle 3D du centre d’usinage ;
• vérifier l’absence de collisions entre les outils, les organes de la machine et les pièces avant d’envoyer le programme en production ;
• générer automatiquement le code ISO pour usiner une ou plusieurs pièces sur des machines à 3, 4 et 5 axes.

Résultat : la maîtrise artisanale qu’exigent les menuiseries historiques est devenue un processus de production automatisé et fiable. Les éléments cintrés et inclinés sortent de la machine, sont assemblés sur les tréteaux à l’atelier et, après finition, arrivent sur le chantier, prêts à être posés dans les arcs de la Halenstraat.

Stuyts, EPW et PowerWIN démontrent qu’artisanat historique, technologie CNC et savoir-faire peuvent travailler ensemble, y compris sur des arcs et des angles qui semblaient voués au travail manuel. Avec la bonne stratégie, une Weinig Vario MC 50 peut produire de façon automatisée même les menuiseries d’un bâtiment classé de 1913.

Vous aussi, vous produisez des menuiseries hors standard et souhaitez les usiner sur votre centre d’usinage CNC ?