Serrure & clé

Une serrure retient un pêne jusqu'à ce qu'une clé de la bonne forme le libère. Les serrures en bois à chevilles existaient déjà dans le Proche-Orient ancien, et le même principe, perfectionné au XIXe siècle, fait fonctionner la plupart des cylindres de porte actuels.

Ce que c’est

Une serrure maintient fermés une porte, un couvercle ou une chaîne, et une serrure à clé est conçue pour ne s’ouvrir qu’avec la clé correspondante. Toute serrure à clé comporte un pêne qui assure la fermeture, un obstacle qui bloque ce pêne, et une clé dont la forme lève l’obstacle.

La planche montre la serrure en bois à chevilles, souvent appelée serrure égyptienne. Elle ne demande ni métal ni ressort, et fonctionne pourtant déjà comme un cylindre moderne à goupilles.

Comment ça marche

Le boîtier est un bloc de bois fixé à l’intérieur de la porte. Un pêne carré coulisse dans un tunnel percé dans sa partie basse, et son extrémité entre dans une gâche creusée dans le montant. Le pêne est creux, et sa paroi supérieure est percée d’une rangée de trous. Au-dessus, des chevilles de bois libres pendent dans des trous verticaux du boîtier. Quand on pousse le pêne en place, les chevilles tombent par leur propre poids dans les trous et le bloquent.

La clé est une longue barre plate portant des dents disposées comme les trous. On la glisse dans le creux du pêne, puis on la soulève. Les dents repoussent les chevilles jusqu’à ce que leur extrémité inférieure affleure le dessus du pêne, et l’on peut alors tirer le pêne, la clé toujours engagée dedans. Avec une dent mal placée, une cheville au moins reste dans son trou.

Dans une serrure à gardes, les entailles du panneton permettent à la clé de tourner sans heurter les gardes fixes et de pousser le pêne.

Les serrures plus tardives ont employé d’autres organes de blocage. Une serrure à gardes comporte des obstacles fixes, les gardes, sur le trajet de la clé qui tourne, et seule une clé entaillée aux bons endroits peut tourner assez loin pour pousser le pêne. Une serrure à gorges possède une pile de leviers pivotants qu’il faut tous soulever exactement à la bonne hauteur avant que le pêne puisse passer.

Le cylindre moderne à goupilles garde l’idée de chevilles que la clé doit soulever à une hauteur précise. Un rotor de laiton tourne dans un stator fixe. Cinq ou six paires de goupilles, poussées vers le bas par de petits ressorts, traversent la limite entre les deux pièces et empêchent le rotor de tourner. Les crans de la clé soulèvent chaque paire de sorte que la jonction entre goupille inférieure et goupille supérieure tombe exactement sur cette limite, la ligne de cisaillement, et le rotor tourne.

Comment la construire

Une serrure en bois à chevilles est un bon projet de week-end pour une boîte ou un placard. On l’ouvre sans clé avec un peu de patience : c’est une pièce de démonstration.

Faire le pêne. Prenez une barre de bois dur de 40 mm de large, 45 mm de haut et 40 cm de long. Creusez sous la barre une rainure de 20 mm de large et 30 mm de profondeur, depuis l’extrémité intérieure jusqu’au-delà du milieu, puis collez dessous une baguette mince pour en faire un tunnel. Les 15 mm de bois qui restent au-dessus de la rainure forment la paroi supérieure. Percez-y trois ou quatre trous de 10 mm, à intervalles irréguliers.

Faire le boîtier. Façonnez un bloc autour d’un tunnel carré où le pêne puisse coulisser, en le perçant puis en l’équarrissant au ciseau, ou en collant quatre planches autour du pêne. Le pêne en position fermée, percez le bloc à la verticale jusqu’aux trous du pêne pour que tout soit bien aligné. Coupez une cheville de 10 mm pour chaque trou et collez près de son sommet une courte collerette de tourillon plus gros, de façon qu’elle traverse la paroi supérieure du pêne sans aller plus loin : son extrémité doit s’arrêter au ras du plafond de la rainure, sinon la clé n’entrera pas. Élargissez le haut de chaque trou du boîtier pour loger la collerette, puis collez un couvercle sur le bloc afin que les chevilles restent prisonnières.

Faire la clé. Rabotez une barre plate d’environ 10 mm d’épaisseur qui coulisse librement dans la rainure. Collez-y des tourillons aux mêmes intervalles que les trous, hauts chacun de 15 mm, soit exactement l’épaisseur de la paroi supérieure ; barre et dents laissent ainsi 5 mm de jeu sous le plafond quand on glisse la clé. Lorsqu’on soulève la barre de la clé contre le plafond, les dents remplissent les trous et remontent les chevilles juste au-dessus du pêne. Laissez assez de place au-dessus des collerettes pour qu’elles puissent monter d’autant.

Monter et essayer. Les chevilles tombent par gravité : fixez donc le boîtier sur une surface verticale, par exemple l’intérieur d’une porte de placard, chevilles pendantes, et creusez la gâche dans le cadre. Manœuvrez la serrure de l’intérieur ou découpez à côté une ouverture pour passer la main. Poncez les chevilles jusqu’à ce qu’elles tombent librement et cirez le pêne.

Sécurité. Serrez la pièce dans un serre-joint avant de scier ou de percer, gardez les deux mains derrière le tranchant des ciseaux à bois et portez des lunettes de protection avec une perceuse ou une défonceuse. N’installez jamais une serrure artisanale sur une porte qu’il faut pouvoir ouvrir en urgence, comme une issue de secours ou une salle de bains.

Histoire et évolution

Les serrures sont difficiles à dater, car le bois se conserve mal. L’archéologue français Paul-Émile Botta trouva à Khorsabad, dans le palais du roi assyrien Sargon II, une porte fermée par une grande serrure en bois à chevilles, et Austen Henry Layard rapporta de Ninive une clé de bronze de même forme. On lit souvent que la serrure de Khorsabad aurait 4 000 ans, mais le palais date du VIIIe siècle av. J.-C., et l’archéologue D. T. Potts a montré que ce chiffre venait d’un catalogue mal lu. Il estime aussi que des textes de présages mésopotamiens plus anciens nomment déjà le pêne, les chevilles et la serrure, ce qui rendrait le dispositif plus ancien que tous les exemplaires conservés. Le nom de « serrure égyptienne » vient de son long usage en Égypte, où elle servait encore couramment au XIXe siècle.

Les bagues-clés romaines ouvraient de petits coffrets ; les fentes du panneton laissaient passer les gardes de la serrure.

Les auteurs grecs connaissaient des clés à plusieurs dents, et les forgerons romains firent la serrure en fer et la clé en bronze, ajoutèrent les gardes et fabriquèrent des cadenas. Les petites clés romaines prenaient souvent la forme de bagues, sans doute pour ouvrir des coffrets et des boîtes à bijoux plutôt que des portes ; les vêtements romains n’avaient pas de poches, et une clé portée au doigt restait à la fois sûre et à portée de main. À Colchester, un coffret de bois a été enterré dans une tombe avec sa bague-clé encore engagée dans la serrure. Les serrures médiévales étaient surtout à gardes, souvent très ornées, et un outil fin suffisait à les franchir.

Dans un cylindre à goupilles, la clé amène chaque jonction entre goupilles sur la ligne de cisaillement.

En Angleterre, Robert Barron breveta en 1778 la serrure à gorges à double effet. Joseph Bramah fit breveter en 1784 une serrure cylindrique à lamelles coulissantes, puis promit une récompense à quiconque crochèterait celle de sa vitrine londonienne ; on date souvent ce défi de 1790, mais le panneau conservé au Science Museum porte la date de 1801. Le serrurier américain Alfred Hobbs l’ouvrit pendant l’Exposition universelle de Londres, en 1851, après environ 51 heures de travail réparties sur 16 jours. En 1818, Jeremiah Chubb ajouta un détecteur à la serrure à gorges : un levier soulevé trop haut bloquait le mécanisme et révélait une tentative d’effraction. Abraham Stansbury obtint en Angleterre un brevet de serrure à goupilles en 1805, et Linus Yale père fit breveter ses propres modèles aux États-Unis dans les années 1840. Son fils, Linus Yale, breveta en 1861 une serrure à goupilles à clé ronde, puis en 1865 une serrure ouverte par une clé plate et mince en acier, entaillée sur la tranche. La plupart des cylindres de porte actuels descendent de ce modèle.