La perceuse
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Une perceuse est une machine qui sert à percer des trous dans toutes sortes de matériaux.
On parle de chignole ou de vilebrequin pour désigner une perceuse à main. Aujourd'hui, la quasi-totalité des perceuses sont équipées de moteurs électriques ou pneumatiques. On distingue les perceuses portatives et les machines-outils utilisées dans les ateliers d'usinage, comme les perforateurs.
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chignole à vilebrequin
chignole à vilebrequin
Le besoin de forer a vu le jour à l’époque néolithique. L’homme apprit à utiliser les éclats pointus de silex comme burins pour percer l’os, le cuir ou le bois. Il découvrit ainsi qu’il peut percer des pierres très dures en faisant tourner longuement une baguette de bois avec du sable siliceux comme abrasif. Le premier outil conçu pour percer, désigné par les archéologues sous le terme de perçoir, était constitué de pointes de silex qu’on utilisait par rotation et pression simultanées. Avec le burin, on creusait dans le bois la rainure dans laquelle sera collée à la bétuline la lame de silex ou d’obsidienne du premier couteau. À l’avènement du métal, on utilisera les mêmes formes d’outil mais avec une plus grande efficacité.
LES TECHNIQUES DE PERÇAGE
Les techniques de forage dépendent de la dureté du matériau à percer. Aménager un pertuis dans un tissu de fibres, une pièce de cuir, de bois tendre ou dense, de l’os ou de la pierre, exige la mise en œuvre de différents moyens. Aujourd’hui, les techniques utilisées sont les mêmes, mais la force mobilisée diffère, ainsi que la nature ou la dureté de la mèche.
La technique par déformation :
La première technique pour créer un trou fut d’enfoncer une pointe aigüe. L’outil devait être suffisamment résistant pour ne pas se briser sous l’effort. Lorsque le perçage est laborieux, le réflexe consiste à opérer un mouvement rotatif de va-et-vient du poignet. Cette technique est applicable à des matériaux relativement tendres et minces.
La technique de l’emporte-pièce :
La technique consiste à enlever en un coup la partie indésirable. Elle était limitée, à l’origine au travail des matériaux relativement tendres. Elle a pris une importance grandissante avec les machines-outils modernes, emboutisseuses et défonceuses. Ces machines sont capables de découper sans bavures des pertuis de formes très variables dans les métaux et les matériaux de synthèse.
La technique de l’enlèvement de matière par rotation :
Cette technique qui consiste à enlever de la matière sous forme de copeaux plus ou moins fins, est la plus fréquente et la plus commode. Elle s’adapte pratiquement à tous les matériaux qui offrent une certaine résistance. Elle procède par l’usure de la pièce à perforer sous l’effet de la rotation d’un élément plus ou moins pointu. Les premiers outils utilisant ce principe imposaient à la baguette foreuse une rotation alternative, tantôt dans une sens, tantôt dans l’autre. Par la suite, on découvrit le moyen de s’affranchir de ce mouvement alternatif pour assurer un forage avec une mèche tournant dans un seul sens. Des interruptions dans le travail permettent de vider la poche ou éjecter le déchet. Ce n’est que très tardivement que l’on réussit à réaliser le forage sans interruption par une évacuation automatique du copeau.
Les perçoirs :
Les perçoirs préhistoriques sont des silex travaillés en pointe saillante sur une face, le corps du nodule servant de poignée pour exercer la pression nécessaire. L’outil trouve sa véritable efficacité avec la découverte du fer. La pointe s’allonge sans perdre sa force, un manche de bois remplace avantageusement le corps du silex pour exercer la pression utile.
Le poinçon :
Le poinçon comporte une aiguille d’acier de 3 à 8 mm de diamètre, à pointe effilée, parfois aplatie pour faciliter la pénétration entre les fibres. La soie qui pénètre dans le manche est de section carrée, elle évite ainsi de tourner pendant le travail. Cet outil très simple permet des perforations de faible diamètre dans des matériaux relativement tendres comme le cuir ou l’écorce. Mais aussi des pré-perforations peu profondes dans des matériaux plus durs comme le bois, préparant la loge du clou ou de la vis. L’écrasement latéral des fibres contribue à garantir l’assise du clou.
Les coups de poing :
Ce sont des poinçons particuliers utilisés par les tonneliers et par les marchands de vin qui devaient pouvoir goûter le contenu des tonneaux qu’ils achetaient sans avoir à les ouvrir. La pointe est le plus souvent munie d’un court pas de vis qui s’apparente aux forets. La poignée, en bronze, est cintrée pour bien épouser la main et creuse afin de contenir une petite réserve de chevilles en bois. On enfonçait celles-ci dans le trou de la barrique après prélèvement de l’échantillon. La lourde poignée servait de marteau pour la mise en place des chevilles.
Les emporte-pièce :
La distinction entre le couteau circulaire et l’emporte-pièce à percer est assez floue. On définit comme « couteau » tout outil qui permet d’éliminer ce qui est extérieur à la forme afin de conserver la découpe intérieure. On qualifie d’emporte-pièce à percer tout outil qui élimine ce qui est à l’intérieur du cercle ou de la forme.
Typologie des mèches Pour percer la pierre, on utilisait des « mèches » de bois avec sable abrasif interposé. Pour percer le bois ou la corne, on utilisait des mèches à pointes de silex taillé. Le bout actif de la mèche pouvait être appointé, droit ou encore en demi-lune. La découverte des métaux, notamment celle du cuivre, permit de remplacer le sureau évidé par une mèche tubulaire fonctionnant comme son aînée par sable abrasif interposé. L’usage particulier du fer, devait révolutionner l’artisanat en dotant l’ouvrier de moyens d’action beaucoup plus efficaces. La mèche à pointe en forme de losange des débuts allait se diversifier grâce aux progrès de la technologie.
L'ancêtre est surement la drille :
La drille ou perceuse est un outil utilisé pour faire des trous dans des matériaux divers : ciment, bois, métaux. Elle comporte un mandrin pour utiliser des forets (mèches) de différents diamètres et adaptées à chaque type de matériau.
A l'origine, on utilisait cette technique pour faire du feu. La friction produisant de la chaleur qui enflammait les agglomérats finement fibreux accumulés dans une encoche. Cette braise peut ensuite amorcer un feu de feuilles sèches ou autres produits végétaux très inflammables.
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La drille de type chignole ou drille va-et-vient s'utilise en faisant aller et venir la navette (partie mobile) avec une main et, en appuyant sur la tête de la drille avec une autre main ou toute autre partie du corps : le mouvement linéaire de va-et-vient est converti en un mouvement de rotation, grâce à la vis sans fin.
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En 1957, le célèbre catalogue de la société Manufrance consacrait sa page 501 aux « Drilles tous modèles » : il s'agit de drilles utilisant un système d'engrenages actionné par une petite manivelle à mi-hauteur de l'outil, l'autre main tenant une poignée plus proche du mandrin, une autre partie du corps appuyant sur l'extrémité opposée à la mèche.
Quatre modèles sont proposés avec diverses fonctionnalités : axe du mandrin orientable ; deux vitesses ; enfermement de l'engrenage dans un carter. Leurs poids varient de 500 gr à 2,3 kg. Trois batis porte-drille sont également proposés permettant de « transformer instantanément la drille en perceuse d'établi. »
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Les drilles et bâtis "Grenade" Manufrance en 1937 (je n'ai pas trouvé de page de 1957).
Les drilles et bâtis "Grenade" Manufrance en 1937 (je n'ai pas trouvé de page de 1957).
Albert D. Goodell est probablement l'inventeur de l'ancêtre de nos perceuses électriques.
En effet non seulement il a inventé, amélioré, des outils de forage manuel mais aussi les machoires à ressort et à vis bloquée, qui permettait dans un simple mouvement de rotation de bloquer le foret dans le manche.
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Les frères Albert et Henry Goodell vont révolutionner l'histoire du petit outillage.
Albert D. Goodell (1846-1915) va déposer des dizaines de brevets entre 1868 et 1905 pour la création et l'amélioration d'articles de quincaillerie.
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Leur usine installée dans le Massachusetts en 1866 va produire un grand nombre de petits outillages inventés par Albert :
-tours à main et à pédale
-mandrins
-tournevis à tête interchangeable
-râpe pour retirer les chevilles...
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Les premières perceuses électriques portatives sont apparues en 1895 en Allemagne et n'ont cessé d'évoluer depuis. La perceuse est indispensable dans toutes les boîtes à outils des bricoleurs, qu'ils soient débutants ou aguerris. Elle est faite pour les travaux demandant de l'autonomie et de la puissance.
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Le petit "atelier de mécanique" que Wilhelm Emil Fein, ayant à peine 25 ans, avait fondé en 1867 avec son frère Carl, fait également partie de ces entreprises. Les années suivantes, Wilhelm Emil Fein se fait rapidement une éminente réputation en tant que maître en électronique et auteur d'ouvrages professionels très appréciés. Ses inventions ont contribué de façon significative aux succès de l'électronique. En 1873, FEIN fabrique le premier appareil électromécanique à induction. En 1875, il invente le premier avertisseur d'incendie électrique. Dix ans plus tard, il met au point, après différents moteurs électriques et systèmes d'éclairage, le premier téléphone portatif. Et encore 10 ans plus tard, en 1895, il construit la première perceuse électrique portative du monde, l'ancêtre de tous les outils électriques à hautes performances FEIN.
La perceuse visseuse
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Perceuse visseuse BOSCH GBM450RE - 1 Vitesse - 450 W
La perceuse visseuse est un outil très pratique puisqu'elle permet aussi bien de percer différents matériaux que de visser et de dévisser. Elle peut aussi être une perceuse à percussion pour un usage polyvalent comme le perçage dans la brique ou la pierre tendre. Pour le béton vibré et les travaux lourds, il faut utiliser un perforateur. Plus difficile à monter sur une colonne que la perceuse filaire principalement à cause de sa batterie, la perceuse visseuse peut malgré tout être utilisable en perceuse à colonne à condition de bien la fixer sur votre établie. Les petits travaux et les travaux de précision sont réservées à la mini perceuse.
Le sélecteur de couple de cette perceuse : C'est un point essentiel à vérifier et surtout à comprendre pour utiliser au mieux votre perceuse en mode visseuse : -Le couple est la force de pénétration de votre vis dans la matière. -Le sélecteur de couple va donc permettre de sélectionner la force de pénétration de la vis qu'il faut en fonction de la matière à visser.
Réglage de couple de serrage :
-La position n° 1 correspond au couple le plus bas. Vous pouvez avoir plus de 30 positions de couple sur votre perceuse visseuse. -Quand le serrage est atteint, votre perceuse visseuse se débraye, n'insistez pas. -En général, pour des petites vis et des matériaux tendres vous utilisez les couples bas alors que pour les grosses vis et les matériaux plus durs, vous utilisez les couples hauts.
Le choix de la vitesse sur votre perceuse visseuse : Vous pouvez avoir un sélecteur de vitesse sur votre perceuse visseuse, généralement deux :
-Une vitesse lente pour le vissage. -Une vitesse rapide pour le perçage.
La percussion de cette perceuse :
La percussion sur la perceuse visseuse ne doit pas être utilisée pour le vissage. En revanche, la percussion est utile pour le perçage des matériaux même si ses performances restent inférieures à une perceuse à percussion classique. La percussion n'est enclenchée que pour les matériaux type brique, plâtre et béton et pierre tendre.
Le mandrin pour la perceuse visseuse :
Pour les travaux courants, un mandrin de 10 mm est suffisant. La meilleure solution est de disposer aussi d'un mandrin de 13 mm pour les perceuses visseuses plus puissantes et pour les travaux plus importants. Choisissez-le auto-serrant pour l'installation d'une main des embouts de vissage ou de perçage.
L'utilisation d'une perceuse demande des précautions d'usages, respectez-les pour éviter les accidents :
- Lors de l'utilisation d'une perceuse électrique, portez des lunettes de protection. Les lunettes évitent les projections dans les yeux d'éclats et de poussières. -En particulier en mode percussion, portez des protections auditives en utilisant la perceuse électrique. Le nombre de décibels étant très élevé, vous pouvez endommager vos oreilles définitivement. Les risques d'acouphènes sont importants.
-Portez une paire de gants pour les gros travaux et ceux de longue haleine pour éviter, en particulier, les ampoules ou bien les petits éclats lors du perçage. -Attachez vos cheveux et ne portez pas de vêtements amples lors de l'utilisation de la perceuse. -Sécurisez votre chantier, vos enfants et animaux domestiques ne doivent pas avoir accès à votre perceuse électrique.
La perceuse accu :
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La perceuse accu (pour accumulateur) est une perceuse sans fil dont la source d'énergie est une batterie (un accu) qui se branche et s'enclenche sur le manche de la perceuse. L'accu se retire généralement à l'aide d'une pression sur ses côtés. Les perceuses utilisant cette technologie sont principalement utilisées pour leur mobilité mais elles sont moins puissantes que les perceuses électriques et les perceuses pneumatiques.
La perceuse pneumatique:
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La perceuse pneumatique fait partie d'une catégorie d'outillage fonctionnant à l'air comprimé. Pour utiliser un outil à air comprimé, il vous faut :
- de l'outillage pneumatique : perceuse, visseuse, burineur... et un compresseur adapté au travail que vous désirez faire.
- Vous devez donc raccorder, à l'aide d'un flexible, votre outillage à votre compresseur. Ce dernier doit être chargé en air avant utilisation et doit être de bonne qualité en particulier pour l'utilisation d'une perceuse.
La perceuse à percussion:
L'activation de la percussion permet la libération de deux « roues à dents » qui, en frottant l'une contre l'autre, vont transmettre une vibration au foret. La cadence de frappe pour être efficace doit être élevée : 48 000 coups par minute. Bon nombre de perceuses n'ont pas cette cadence mais cela est suffisant pour percer des trous jusqu'à 13 mm. Il y a néanmoins quelques difficultés possibles pour maintenir le forêt en ligne vu la lenteur de perçage. Il est inutile d'essayer d'accélérer la vitesse de votre perceuse et/ou de forcer. La percussion n'est utile que pour les matériaux minéraux et n'a pas d'utilité pour les métaux ou le bois.
Le perforateur:
Le perforateur est une machine qui allie les qualités d'une perceuse et celles d'une perceuse à percussion. Les perforateurs sont apparus sur le marché dans le courant des années 1980. Le perforateur est un outil polyvalent puisqu'il peut faire office de perceuse visseuse, de burineur et peut percer les bétons les plus résistants tout autant que la pierre dure. Si vous désirez travailler en précision, le perforateur ne vous sera pas utile, c'est un outil à privilégier pour les travaux de maçonnerie.
Choisissez votre perceuse en fonction de votre utilisation :
-Si vous utilisez une perceuse de façon occasionnelle, choisissez une perceuse à bas prix. Attention tout de même aux perceuses premier prix, elles risquent de s’essouffler rapidement.
-Si vous utilisez régulièrement une perceuse, choisissez une perceuse plus chère, mais qui dans le temps restera performante.
Il existe plusieurs types de perceuses, chacune répondant à un usage particulier :
La perceuse visseuse : sa multifonction en fait la meilleure alliée du bricoleur du dimanche.
La perceuse à percussion : idéale pour percer des matériaux plus durs, comme le béton.
La perceuse d’angle : elle permet d’accéder à des recoins difficiles d’accès.
La perceuse sans fil : offre une grande mobilité et facilité d’utilisation.
Le perforateur : il allie les fonctions de perceuse visseuse, de perceuse à percussion, de burineur… Il s’avérera utile dans les travaux de maçonnerie.
Si votre usage est régulier, posez-vous les bonnes questions :
-Avez-vous besoin d’avoir une grande mobilité ? Sans fil ou filaire ?
-Vous en servirez-vous longuement ?
-Quel poids supporterez-vous ?
-Si perceuse filaire, quelle autonomie ?
-Quelle puissance de perceuse avez-vous besoin ?
Sachez que plus le voltage est grand, plus la perceuse est lourde et puissante et plus elle sera chère.
Pour pouvoir percer des matériaux « durs », optez pour une perceuse à percussion.
Repérez les différentes fonctionnalités de chaque perceuse : la fonction visseuse-dévisseuse et un embout mélangeur rentabiliseront votre achat en multipliant les usages !
Prêtez également attention :
à la vitesse (tours/minute) : plus la vitesse est grande, plus elle dégage de chaleur, ce qui peut abîmer les forets.
au diamètre du mandrin, auquel vos forets doivent être adaptés.
Marche à suivre pour percer
Avant de percer:
- Si vous avez un étau, utilisez-le pour maintenir parfaitement la pièce à percer. Sinon, veillez à pouvoir travailler sur un espace plat, solide et stable.
- Avant la mise en route de l'engin, contrôlez la fixation du foret ou de la mèche et le serrage du mandrin.
- Attention au foret utilisé ! Il existe de nombreux types de forets, qu'il convient d'adapter au matériau que vous souhaitez percer : mèche à bois, foret acier rapide, foret à béton ou au carbure pour la céramique, etc...
- Indiquez au crayon l'emplacement du futur trou sur votre pièce. Vous pouvez aussi le marquer à l'aide pointe dure et d'un marteau, exceptions faites de la céramique et du verre.
- Réglez la profondeur à laquelle vous souhaitez percer sur votre matériel, ou directement sur le foret grâce à l'emploi d'un adhésif.
Pour réussir votre travail proprement, il faut impérativement que vous gardiez la perceuse dans l'axe de perçage, en ne bougeant le moins possible. Pour vous y aider et si votre entreprise se situe sur un plan vertical, essayer d'appuyer votre coude. Un tasseau de bois sur lequel vous aurez matérialisé l'axe de perçage sur son côté et plaqué près du trou peut aussi s'avérer être un guide précieux...
Astuces pour percer
Réglage de la vitesse :
La petite molette permet de bien régler la vitesse de perçage, ce qui est une condition à la réussite de vos travaux. Certains modèles proposent simplement une position "lente" ou "rapide", ce qui est largement suffisant pour les bricoleurs occasionnels.
Ainsi :
- pour un matériau tendre tel que le bois, choisissez une vitesse élevée, environ 3000 tours/min. Notez que plus le diamètre de la mèche est important, plus la vitesse doit diminuer ;
- pour des matériaux durs, le béton, choisissez une vitesse lente, autour de 1000 tours/min.
Dans les murs ou cloisons :
- Si vous comptez utiliser une cheville, le diamètre du trou devra justement être identique à celui de la cheville. Cette indication se situe sur l'emballage, ou directement sur la cheville.
-Si vous entreprenez de percer des matériaux durs comme le béton, et pour des trous assez gros (supérieurs à 7 mm de diamètre), nous vous conseillons de réaliser d'abord un trou d'un diamètre inférieur (4 mm). Ceci vous pourrez ensuite percer à plus gros diamètre plus aisément et proprement.
--->Inutile de débuter le perçage à forte vitesse, cela pourrait endommager votre ouvrage. Débutez à vitesse réduite.
-Pour un travail propre et éviter les mauvaises surprises, stoppez régulièrement le perçage pour dépoussiérer le foret et enlever les morceaux qui se sont effrités.
-Pour ne pas bloquer le foret lorsque vous souhaiterez le retirer, accélérez légèrement.
Percer du bois :
-Même si certains forets à métaux peuvent être utilisés, nous préconisons l'utilisation de mèches à bois spécifiques.
-Pour faciliter votre travail et vous assurez un bon résultat, essayez de placer une pièce de bois entre ce que vous désirez percer et l'établi. Ceci permettra de limiter les éclats en sortie de trou.
Les mèches à hélice rapide sont destinées à tous les perçages sur bois à trou débouchant ou non, que l'essence soit dure ou tendre.
Les mèches hélicoïdales à spire unique sont destinées au perçage très précis de trous débouchant, même dans une très grande épaisseur de matériau (360 mm de perçage utile). Utilisation unique en vilebrequin.
En charpente, on utilise les tarières à simple ou double torsade. Le résultat obtenu n'est pas d'une grande finition et ne se justifie que pour des gros travaux.
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Une tarière est un outil permettant de percer le sol ou des matériaux comme le bois. Manuelle ou mécanique, sa configuration hélicoïdale (vis sans fin) permet de percer des trous étroits et profonds.
C'était à l'origine un outil à main destiné à percer des trous dans le bois, permettant une plus grande puissance que la chignole et donc apte à des percements plus longs. Elle a été adaptée à d'autres matériaux, et notamment au sol, par exemple pour en sortir des échantillons à fins d'analyses pédologiques.
On distingue les tarières à main, généralement utilisées pour le bois, des tarières mécaniques, utilisées le plus souvent pour un perçage du sol.
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Dans les cas pratiques et pour le bois on fera appel a des forets spécifiques.
Exemple :
Le perçage du stratifié
N'utilisez plus que des forets, et non des mèches à bois. Pour de petits diamètres, il est possible d'employer des forets à métaux (jusqu'à 6-7 mm). Au-delà, utiliser un forêt à bois avec une pointe de centrage. Pour les grands diamètres, opérer avec un outil-trépan. La vitesse de travail peut varier de 500 à 1000 T/min. Afin d'obtenir un travail propre à la partie inférieure de la pièce, doubler toujours celle-ci d'un « martyr », une pièce de bois qui évitera les éclats. En règle générale, le stratifié est plus facile à percer lorsqu'il est déjà collé sur son support.
Le perçage avec une visseuse-dévisseuse
C'est un travail occasionnel qui évite le changement d'outil en cours d'avancement. Utiliser alors un foret à bois avec queue à 6 pans adaptable sur le mandrin spécial de cette machine. Ce type de foret existe dans les diamètres standard de 3 à 6 mm (ne demandant pas un effort considérable à cette visseuse dont la puissance est limitée).
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Les mèches plates sont destinées à l'usinage de trous non débouchant. Par exemple, pour confectionner des rainures, saignées...
Pour les travaux particuliers :
logements de vis à tête fraisée : employer une fraise conique.
Encastrement de pièces de quincaillerie moderne : mèche à fraiser et mèche à façonner (s'emploient également pour faire « sauter les noeuds »).
Percer du métal :
-Comme indiqué dans la marche à suivre, indiquez l'emplacement du trou à l'aide d'une pointe ou d'un foret auto-centrant (cas où votre perceuse ne serait pas montée sur une colonne).
-Pour travailler avec minutie des trous de gros diamètre (6 mm et plus), là encore, débutez par un avant-trou de diamètre deux fois inférieur.
-En fin de perçage traversant, relâchez progressivement votre pression pour éviter le blocage du foret à sa sortie du matériau.
Prévention
En raison des risques de blessures graves associés à l’utilisation de perceuse, on doit s’assurer que les travailleurs utilisent les méthodes sécuritaires suivantes lorsqu’ils effectuent un travail impliquant l’utilisation de cet outil :
-Toujours porter des lunettes protectrices et des gants de sécurité.
-Respecter les recommandations du fabricant concernant les capacités maximales de la perceuse.
-N’utiliser que des perceuses à double isolation.
-Contrôler l’outil à deux mains en utilisant la poignée auxiliaire et prévenir ainsi les accidents si l’outil se bloque dans la pièce.
-Ne pas exercer une force excessive pour percer un matériau dur. Réduire plutôt la vitesse de la perceuse.
-Débrancher l’alimentation électrique avant de changer de mèche ou d’accessoire et avant de faire des réglages.
-Ne pas tenter de dégager une mèche coincée en donnant des coups de gâchette, débrancher la perceuse, puis dégager la mèche de la pièce.
-Ne jamais utiliser une mèche gauchie.
-Ne pas placer la main libre sous la pièce ou autour de la pièce qu’on perce.
-Quand on travaille avec de petites pièces, assujettir la pièce avec une pince pour l’empêcher de tordre ou de tourner. Ne pas tenir la perceuse d’une main et la pièce de l’autre.
-Lors de perçage à partir d’une échelle ou d’un escabeau, toujours s’assurer de demeurer en position d’équilibre, les deux pieds stables sur les barreaux. Éviter de travailler à bout de bras.
-Ne pas soulever ou manipuler la perceuse par le cordon.
Certains modèles de perceuses sont munis de dispositifs d’arrêt d’embrayage (slip-clutch) qui réduisent considérablement le risque de fractures de la main ou du poignet. En effet, lorsque la mèche de la perceuse entre en contact avec un obstacle dans le matériau à percer (clou, vis, etc.), l’embrayage arrête instantanément.
D’autres modèles sont aussi disponibles sur le marché. Notez toutefois que toutes les perceuses ne sont pas équipées du dispositif de débrayage de sécurité. Recherchez cette caractéristique lors du renouvellement de vos équipements. Plus onéreux à l’achat qu’une perceuse de type conventionnel, il s’agit pour l’entrepreneur d’un investissement rentable en prévention d’accidents graves et coûteux !
Sources :
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Dernière édition par Speedou le Jeu 5 Juil - 13:43, édité 3 fois