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ESUP-JEUNESSE

COURS DE MATERIELS DE CONSTRUCTION

1ere Année/ GCBTP 

CHARGE DU COURS : Seydou SAKANDE Ingénieur GC / BTP Tel : 70 57 47 94 / 78 42 44 33

Année Académique 2017-2018

 

Tables des matières Chapitre1 : présentation du matériel de génie civil  1.1

Les différents types et matériels de chantiers

1.2

Rappel sommaire de la technologie des engins de terrassement

1.3

Caractéristiqu Caractéristiques es de de base d’un engin de génie civil

Chapitre 2 : performance, rendement et consommation des engins de génie civil 2.1 Performances 2.2 Rendements 2.3 Consommation en carburant

Chapitre 3 : choix et utilisation du matériel 3.1 Critères généra généraux ux pour le choix d d’un ’un matériel 3.2 Facteur économique 3.3 Facteur technique 3.4 Principales caractéristiques d’emploi

3.5 Utilisation du matériel Chapitre 4 : maintenance du matériel 4.1 Définition de la maintenance 4.2 Les différents éléments de ll’entretien ’entretien Chapitre 5 : fiches fi ches techniques de quelques matériels 5.1 Le Bulldozer ou Bouteur 5.2 La chargeuse 5.3 La Niveleuse ou Grader 5.4 Le Compacteur 5.5 La pelle Hydraulique 5.6 Le Scraper 5.7 Les engins de transport

5.8 Autres matérie matériels ls de chantiers de construc construction tion 

 

CHAPITRE 1 : PRESENTATION DU MATERIEL DE GENIE CIVIL 1-1

Introduction

Le matériel est devenu le moyen principal de construction et d’entretien des ouvrages de génie civil et génie rural, mais non plus l’auxiliaire du travail manuel. La mécanisation des travaux a commencé au début du XIXème siècle avec l’apparition du moteur à vapeur, suivi d de e celle du moteur à diésel. Cette motorisation a permis la réalisation des grands travaux et engendré la production de matériels de plus en plus performants. Ce fut d’abord les pelles sur chenilles, puis vers 1904 les premiers tracteurs sur chenilles à moteur Diésel. Aujourd’hui la pu issance des engins approche et dépasse même pour quelques machines les 2 000 CV. On distingue trois grandes familles ou groupes de matériels de génie civil : - Le matériel de terrassement - Le matériel de transport - Le matériel d’appui ou divers 1-2 Les différents types d’engins et matériels de chantiers 1-2.1 Le matériel de terrassement a) Les engins de chargement - Les chargeuses - Les pelles hydrauliques - Les pelles mécaniques à câbles (dragline) b) Les engins de transport - La brouette - Les camions-bennes, citernes, à bitume, etc. - Les dumpers - Les moto-basculeurs - Les tombereaux - Les véhicules utilitaires c) Les engins effectuant à la fois les opérations de chargement et de transport - Les scrapers d) Les bulldozers ou bouteurs

 

- Les engins de mise en place des matériaux - Les niveleuses ou graders - Les compacteurs - Les finisseurs 1-2.2 les matériels d’appui divers -

Les bétonnières

- Les grues - Les camions-toupies - Les motopompes - Les compresseurs d’air (marteaux piqueurs, aiguilles vibrantes, ...) - Les groupes électrogènes, les groupes de soudure - Les dames sauteuses ou pilonneuses - Les remorques diverses - Etc. 1-3

Rappel s sommaire ommaire de la technologie des engins de terrassement

1.3.1 Généralités Tout matériel de terrassement, a pour base, un châssis articulé ou rigide sur lequel sont montés les différents organes qui leur permettent de se déplacer ou de travailler grâce aux équipements qui sont spécifiques à chaque type d’engins. Quelque soit le type d’engin, la constitution de la machine est réalisée suivant des techniques de base d’une chaîne cinématique du véhicule automobile. La seule différence relève le plus souvent du mode de déplaceme déplacement nt sur le sol : sur roues ou sur chenilles.  Toutefois, on retrouve la même chaîne cinématique comprenant presque les mêmes organes : - Moteur diésel - Transmission : mécanique ou hydrodynamique - Commandes finales - Direction et freinage - Equipements de travail commandés soit par câble ou hydrauliquement

1.3.2 Moteurs diésel

 

Le moteur diésel s’est imposé aux autres  systèmes de transformation d’énergie thermique en énergie mécanique pour plusieurs raisons: puissance, coût du carburant utilisé moins élevé, rendement thermique meilleur, etc. D’autre part, le moteur diesel à cycle 4 temps t emps refroidi par eau s’adapte mieux au climat des zones tropicales. 1.3.3 Transmission

La transmission de la puissance du moteur jusqu’aux roues ou aux chenilles passe par un certain nombre d’organes qui constituent la transmission. Actuellement, trois grands systèmes de transmission sont utilisés : - Transmission

mécanique

classique avec embrayage et boîte de vitesses

- Transmission hydrocinétique avec convertisseur de couple et boîte Power-schift - Transmission hydrostatique avec pompe et moteur hydraulique. Pour une machine sur chenilles, la puissance est transmise aux deux

barbotins latéraux qui entraînent les chenilles par un couple et deux réducteurs latéraux appelés commandes finales. 1.3.4 Direction

Le système de direction qui équipe les engins est hydraulique ou assuré par débrayage. 1.3.5 Equipements

Chaque catégorie d’engin est livrée avec des équipements standards ou en option. Les principaux équipements de travail sont : - Godets - Lames - Rippers - Scarificateurs - Grues - Bennes - Treuils - Fourches - Potences - Etc.

 

Tous ces équipements équipements sont co commandés mmandés soit par câbles ou hydrauliq hydrauliquement. uement. 1-4

Caractéristiques de base d’un engin de génie civil

Les caractéristiqu caractéristiques es de base servant à déterminer les performances d’un engin mobile de chantier sont : - La puissance - Le poids : à vide, charge utile, poids total à charge (PTC), répartition sur les essieux ; - Capacité (en volume) de l’engin ; - La vitesse de déplacement :

  La vitesse maximum de déplace déplacement ment d’un élément moteur monté sur des chaînes de roulement est de l’ordre de 11 km par heure ;   La vitesse maximum de déplacement d’un élément moteur monté sur pneumatiques dépend de son utilisation opérationnelle : elle est de l’ordre de 30 km/h pour un tracteur réfouleur, et de 40





km/h pour un scraper automoteur ou un tombereau de chantier. - Les dimensions des équipements : bulldozer, godet, ripper, benne, etc. - La relation poids / puissance : les engins de génie civil sont définis et classés suivant ce rapport qui permet de déterminer les performances et les possibilités d’accélération. Il existe un rapport idéal pour chaque type de matériel. Un rapport trop faible pour un tracteur par exemple se traduira par du gaspillage du c carburant arburant et un pati patinage nage des chaînes ; un rapport tro trop p élevé dans le cas d’un camion par exemple, signifie que les accéléra accélérations tions seront mauvaises. Il se calcule en divisant le poids en ordre de marche par la puissance au volant. Exemple : CAT D3 :11 304 kg ; 105 CV ; la relation poids / puissance = 107,65/1, ce qui signifie que la machine d ispose d’une puissance d’un cheval par 107,65 Kg de poids en ordre de marche.

 

CHAPITRE 2 : PERFORMANCE, RENDEMENT ET CONSOMMATION DES ENGINS DE GENIE CIVIL 2.1

Performance

Connaître les performances d’un engin suivant des conditions de travail déterminées, permet de vérifier son aptitude à ce travail. C’est l’ensemble des données techniques qui indiquent les possibilités d’un  véhicule ou d’un engin (accélération, relation poids / puissance, vitesse, consommation spécifique, rayon d’action, capacité capacité,, etc.) En fonction de sa puissance, un engin mobile de terrassement sera plus ou moins capable de vaincre les résistances qui s’opposent à ces performances. De plus, la puissance est en relation directe avec le rendement : plus un engin est puissant, plus son rendement est meilleur.

La puissance d’un engin s’exprime en chevaux-vapeur ou en kilowatt :1CV = 0,746 kw. Elle peut également s’exprimer en Horse-Power : 1 H.P. = 1 C.V. -

En effort à la barre pour les engins sur chenilles

-

En effort à la jante pour les engins sur roues munies de pneumatiques.

2.2

Rendements

Connaître le rendement d’un engin à effectuer un travail déterminé, permet le calcul de son coût d’exploitation. Il se mesure en comparant la production horaire d’une machine et son coût horaire d’exploitation et s’exprime suivant cette formule :  Rendement maximal de la machine

Les éléments permettant de calculer la production sont : - Le volume - La densité et les différents diff érents coefficients de foisonnement - Le temps de trav travail ail : le ttemps emps chronométrique de fonctionnement effectif correspond au temps relevé sur le compteur horomètre de l’élément moteur, avec une erreur généralement inférieure à 10% - Les résistances - Définition du rendement de production

Le rendement de production d’un matériel peut se définir comme la quantité de travaux qu’ilpossible. est capable de produire pendant un certain nombre d’heures de travail

 

Rendement de production

Notion de terme du parcours économique Le terme du parcours économique se définit comme la limite du parcours cumulé au-delà de laquelle l’exploitation du matériel ne devient plus rentable. Ce terme exprimé en heu heures res dépend du type de matériel utilisé ainsi que des conditions de travail de la machine selon la nature des opérations effectuées. Ces conditions sont généralement répertoriées en 3 catégories. Cas de tracteur à chaînes de roulement Catégorie A : - La plupart des travaux agricoles avec équipements tractés - Travail intermittent à plein régime - Pas de chocs

Catégorie B : - Travail au bulldozer dans l’argile, le sable et les graviers - Défonçage d’une zone d’emprunt et sous-solage au ripper en terrain meuble - Défrichement en savane arbustive ou arborée - Débardage en terrain peu ou moyennement accidenté - Chocs modérés

Catégorie C : - Défonçage et sous-solage au ripper en terrain dur - Débardage en terrain très accidenté - Défrichement en forêt - Chocs continus et sévères. Le terme du parcours économique qui peut être retenu, pour différents types de matériels et en fonction des catégories d’utilisation, est indiqué dans le tableau suivant.

 

Notons que les termes de parcours économique indiqués dans le tableau ci-dessus peuvent varier, en plus ou en moins, selon la qualité de l’entretien pratiqué sur les matériels, et la manière de conduire des opérateurs. 2.3 Consommation en carburant

Le carburant utilisé pour les matériels de production est généralement du gasoil. La consommation en carburant d’un matériel  dépend de l’utilisation de la machine, et, plus précisément, du rapport  entre la puissance de fonctionnement et la puissance nominale du moteur. Cette consommation peut donc être exprimée en litres de carburant par kilowatt de puissance nominale du moteu moteur, r, et varie en foncti fonction on de se ses s conditions d’utilisation, selon les 3 catégories suivantes : -

Catégorie A : fréquente marche au ralenti et sans charge ;

-

Catégorie B : fonctionnement alterné à plein régime et au ralenti ;

-

Catégorie C :

Le

tableau

fonctionnement

ci-après

indique,

pratiquement

pour

différents

constant types

à

de

plein régime. matériels,

la

consommation en litre de gas-oil par kilowatt de puissance nominale, en fonction des 3 catégories d’utilisation précisées : 

La consommation en carburant des véhicules est généralement exprimée en litres pour 100 kilomètres parcourus. En fait, la consommation de carburant dépend également du degré d’usure du moteur et du soin apporté à son   réglage. Pour un matériel ayant atteint le terme de son parcours économique, il conviendra de majorer d’environ 18% la consommation théorique de carburant. Dans la pratique, la consommation des engins est donnée beaucoup plus en litres de gas-oil par heure de travail. Le tableau ci-dessous donne la consommation de quelques engins en litres de gas-oil par heure :

 

 

Lors de l’élaboration d’un budget, o n n’oubliera pas de consommations en lubrifiant : huile et graisse. La détermination de la consommation délicate. Cependant, Cependant, on pourra retenir :

des

tenir compte des

graisses

s’avère

très

- 0,04 kg/heure pour les tracteurs à chaînes de roulement, les chargeurs sur pneus, les scrapers automoteurs ; - 0,02 kg / heure pour les niveleuses - 0,08 kg/heure pour les tracteurs débardeurs et les camions de chantier. 

CHAPITRE 3 : CHOIX ET UTILISATION DU MATERIEL

3.1 Critères généraux pour le choix d’un matériel Pour le choix d’un matériel, les premières questions qu’on se pose sont :

 

- Quels travaux doit assurer la machine ? - En fonction de ces travaux, quelles car actéristiques doit avoir la machine ?

La détermination des travaux à effectuer dépend principalement des activités de l’utilisateur, et suivant le cas, la machine devra assurer un travail nettement défini ou être apte à effectuer différentes tâches, pas toujours connues à l’avance. En général, on établit un tableau des caractéristiqu caractéristiques es d’emploi que doit avoir le matériel, et on recherche ensuite les différents types d’engins répondant le mieux à ces caractéristiques. C’est  parmi ces matériels qu’il faut ensuite faire le choix. Dans ce choix, deux facteurs principaux vont intervenir : - Le facteur économique - Le facteur technique.

3.2 Facteur économique Ce facteur est très déterminant dans le choix du matériel et concerne : - Le prix d’achat (un appel à la concurrence permet par fois de faire baisser ce prix) - Les conditions de vente (dépendant surtout de la crédibilité l’entreprise ; le matériel peut être acquis par achat, location leasing)

de

- La reprise : pour d de e nombreux utilisateurs, la valeur de rreprise eprise du matériel est une considération essentielle dans le choix de la machine.

En effet, ceci permet de réduire l’importance du capital à recouvrir par amortissement. La très forte reprise de certaines machines de terrassement peut permettre une réduction des charges d’amortissement, ce qui contribue à réduire le total des frais d’exploitation et, par conséquent améliorer la position de l’entreprise vis-à-vis de la concurrence. La reprise est surtout liée à la fiabilité de la marque. - Les frais d’exploitation : chaque type de l’exploitation qui varie d’une marque à une autre.

matériel

a

un

3.3 Facteur technique Ce facteur prend en compte : - La fiabilité de la marque - Les caractéristiques techniques de base de la machine :

  Puissance   Poids (à vide, charge utile, PTC, répartition sur les essieux, …)

 

coup

à

 

       

   

Gabarit (longueur, hauteur, empattement) Taille des équipements (benne, godet, lame, …) Relation poids / puissance. Rapports de vitesse (nombre en MAR et en MAV)

- La performance - Le rendement - La qualité du service après-vente : il est inutile d’avoir une machine satisfaisante si, à sa première indisponibilité, même mineure, elle se trouve immobilisée faute d’un service après-vente efficace.

3.4 Principales caractéristiques d’emploi 3.4.1 Caractéristiques d’emploi de quelques machines i. Bouteur a. En fonction des travaux à  effectuer, il est à choisir entre la chenille et le pneumatique. La puissance nécessaire est à déterminer et elle servira comme élément de base avec le type de boîte dans le choix. b. Suivant la nature du sol, il est également nécessaire de choisir entre les différentes largeurs des patins pour les engins sur chenilles.

c. Les équipements : déterminer le type de pelle (angledozer, tiltdozer, …) et l’équipement arrière (treuil ou défonceur). ii. Chargeur

Après avoir déterminé, en fonction des travaux à exécuter, le genre de chargeur nécessaire, sur chenilles ou sur roues, rigides ou articulés, ainsi que les équipements à adopter, il faut tenir compte des éléments suivants : - Capacité et charge utile du godet ; - Puissance du moteur (en fonction de la résistance du terrain, de l’adhérence) - Hauteur du déversement et portée du godet. iii. Niveleuse La puissance du moteur et la largeur de la lame sont les deux principales caractéristiques d’une niveleuse. Les autres caractéristiques concernent principalement les différentes possibilités du mouvement de la lame (report latéral, inclinaison dans le plan vertical, angle d’attaque, angle de talutage, levée au-dessus du sol, orientation). iv. Camions

 

Suivant le volume des travaux et la nature du terrain, les premières caractéristiques à considérer sont la capacité et la charge utile nécessaire. Ensuite, il est utile de calculer la puissance nécessaire en fonction du terrain ou l’engin doit circuler. Il est également important de connaître le type d’engin q qui ui sera employé pour le chargement, en particu particulier lier la capacité du godet et la hauteur de déchargement qui doivent être adaptés au modèle du camion.

3.4.2 Exemple de constitution d’un échelon de terrassement La constitution d’un échelon de terrassement dépend essentiellement des deux critères suivants : - La quantité des matériaux à déplacer ; - Le délai d’exécution des travaux

Ces deux critères permettent de définir l’engin primordial de l’échelon de terrassement : l’engin de chargement. C’est en fonction des caractéristiques et rendements de cette machine que l’on choisira le matériel qui constituera la brigade de terrassement. Exemple : soit un déblai de tranchée d’ancrage de 8 000 m3  in-situ à exécuter en 6 jours. L’entreprise qui doit réaliser le terrassement dispose d’une pelle hydraulique équipée d’un godet standard d’une capacité de 1 300 litres en retro. - Rendement journalier de la pelle : 1350 m3  in-situ, soit 1600 m3  foisonnés. - Temps de travail admis : 10 h / jour à raiso n de 50 mn de travail effectif à l’heure (83% du rendement horaire demandé). - La pelle devra avoir un rendement de 1 195m 95m3 / heure foisonnés, soit un

cycle de rotation de 24 secondes, et 2 2,5 ,5 cycles à la minute, ce qui 14  correspond à 60% des possibilités de la machine dans les conditions normales d’utilisation. Si l’on admet que la zone de dépôt des déblais de la tranchée d’ancrage se situe en moyenne à 200 m, il faudra adjoindre à la pelle hydraulique 4 camions 6X4 de 12 m3. - Durée du cycle : 15 mn, soit 4 rotations / heure / camion, et 192m 3  transportés par heure. Sur une distance de transport aussi courte, il serait dangereux de mettre plus de 4 camions de capacité de benne inférieure à 12 m 3. Il y aurait d’une part

risque d’accidents dépôt des déblais. et d’autre part attente au chargement et à la zone de

 

A : ECHELON CHARGEUR A PNEUS OU A CHAINES

A1 : échelon chargeur à pneus 105 HP - 1 bouteur 120 HP, lame S, ripper 3 dents ; - 1 grader 125 HP, lame normal normale e - 1 compacteur pieds de mouton vibrant 115 HP ; - 3 camions benne entrepreneur 8m3, 160 à 180 CV - 2 camions benne entrepreneur 8 m3, 160 à 180 CV, équipés de citerne à eau de 12 000 litres.

Rendement de l’échelon : 8 20 m 3 en place par jour de 8 heures. A2 : échelon chargeur à pneus 125 HP - 1 bouteur 165 HP, lame S, ripper 3 dents ; - 1 grader 135 HP, lame normal normale e - 1 compacteur pieds de mouton vibrant 115 à 135 HP ;  - 4 camions benne 8m3, 160 à 180CV - 2 camions benne 8 m3, 160 à 180 CV, équipés de citerne à eau de 12 000 litres. Rendement de l’échelon : 1 050 m 3  en place par jour de 8 heures.

A3 : échelon chargeur à chaînes 110 HP - 1 bouteur 120 HP, lame S, ripper 3 dents ; - 1 grader 125 HP, lame normal normale e - 1 compacteur pieds de mouton vibrant 115 HP ; 15 - 3 camions benne 8 m3, 160 à 180 CV - 2 camions benne 8 m3, 160 à 180 CV, équipés de citerne à eau de 12 000 litres.

Rendement de l’échelon : 7 50 m3 en place par jour de 8 heures. B : ECHELON PELLES HYDRAULIQUES

B1 : pelles hydrauliques de 70 HP, équipées rétro - 1 grader 125 HP - 1 compacteur pieds de mouton vibrant 115 HP 3

- 3 camions benne 8 m , 160 à 180 CV - 2 camions benne 8 m3, 160 à 180 CV, équipés citerne à eau de 12 000 litres

 

Rendement de l’échelon : 8 80 m 3 en place par jour de 8 heures. B2 : pelles hydrauliques de 125 HP, équipées rétro - 1 grader 135 HP, lame normal normale e - 1 compacteur pieds de mouton vibrant 210 HP, ou 1 compacteur pieds de mouton vibrant 135 HP - 4 camions benne 12 m3, 190 à 240 CV, ou 2 tombereaux articulés 14 m 3 de 260 CV - 3 camions benne 8 m3, 160 à 180 CV, équipés citerne à eau de 12 000 litres

Rendement de l’échelon l’échelon : 1 560 m 3 en place par jour de 8 heures. B3 : chargeuse pelleteuse

Utilisée pour de petits d’irrigation, les AEP, … 

terrassements,

en

particulier

les

canaux

- 2 camions benne 4 m3, de 110 CV - 1 compacteur vibrant 7 CV bicycle - 1 citerne à eau 6000 litres Rendement :

  Chargeuse : 250 m3  en place par jo jour ur de 8 heures 3   Pelleteuse : 230 m   de déblai en place par jour de 8 heures 16 

 

C : ECHELON SCRAPER

C1 : scraper à train moteur 330 HP - 2 scrapers 330 HP de 12 m3, - 1 bouteur 335 HP équipé push-cup et ripper 3 dents - 1 compacteur pieds de mouton 210 HP - 4 camions benne, 160 à 190 CV, équipés citerne à eau de 12 000 litres - 1 grader 135 HP lame normale

Rendement de l’échelon l’échelon : 1 600 m3 en place par jour de 8 heures – distance de rotation de 500 mètres. C2 : scraper élévateur de 250 HP - 2 scrapers 250 HP de 10 m3, - 1 bouteur 165 HP équipé de ripper 3 dents - 1 compacteur pieds de mouton 210 HP

 

- 3 camions benne, 160 à 190 CV, équipés citerne à eau de 12 000 litres

Rendement de l’échelon : 1 6 00 m 3 en pla place ce par jour de 8 heures – distance de rotation de 500 mètres. 3.5 Utilisation du matériel 3.5.1 Transfert du matériel Le transfert du matériel grève énormément le coût des ouvrages à réaliser. Aussi, ne doit-il pas être négligé dans l’estimation des coûts d’exécution. Les principaux moyens de transport utilisés sont : - Le porte-char lourd 35 tonnes et plus de charge utile : pour le transport du matériel lourd (bouteur, compacteur pieds de mouton, pelle hydraulique, gros chargeur, niveleuse) ; - Le porte-char léger tracté par camion benne 180 CV, 15 à 25 tonnes : pour le transport de petit bouteur, petit chargeur, tractopelle, petite pelle hydraulique, etc. -

Le camion benne 35 tonnes 6x4, pour le transport suivant : gabarits de

chargeur à chenilles, compacteurs pieds de mouton vibrant, petits matériels de chantier (bétonnière, dumper, compresseur, etc.). 17 

Ce principe de transport nécessite toutefois la construction d’un quai de chargement au dépôt du matériel et d’une rampe en terre sur le chantier. 3.5.2 Coût d’exploitation du matériel L’utilisateur du matériel doit pouvoir estimer avec un degré de précision acceptable acceptab le ce qu’une mach machine ine lui coûtera pour un tra travail vail donné, dans une région donnée. Les charges qui rentrent dans l’estimation des frais d’exploitation sont : a Les frais fixes : a. Amortissement

b. Intérêt, assurance, impôts b Les frais variables a. Combustibles b. Lubrifiants (huiles et graisse), filtres c. Pneus

d. Réparation e. Dépenses spéciales c Salaire du conducteur

 

NB : Il existe des formulaires- types utilisés pour le calcul des frais d’exploitation

CHAPITRE 4 : MAINTENANCE DU MATERIEL 4.1 Définition de la maintenance

 

La maintenance est l’ensemble des actions et objets nécessaires pour maintenir le matériel en condition, en vue de la production. Les éléments de la maintenance sont : - L’entretien - La réparation

4.2 Les différents éléments de l’entretien L’entretien est un ensemble de petites opérations q qu’il u’il faut connaître, ordonner et exécuter en temps opportun en vue de maintenir le matériel en état permanent d’utilisation. Les opérations d’entretien sont reparties en trois groupes : - L’entretien courant - L’entretien périodique - L’entretien préventif

a) L’entretien courant Ce sont les opérations faites par le chauffeur ou conducteur avec le lot de bord de son véhicule ou engin. Ces opérations aussi simples qu’elles soient, sont des plus importantes. Elles consi stent à la vérification ou nettoyage journalier et obligatoire des différents organes tels que : niveau d’eau, propreté du radiateur, niveau d’huile du moteur, préfiltres, indicateurs de colmatage des filtres, instruments du tableau de bord, purge d des es réservoirs d’air comprimé, vérification  de l’état et pression du pneumatique, état de fonctionnement des feux de signalisation et phares, état d’usure des lames, dents de scarificateur des engins. Ces opérations étant un préalable avant la mise en route et le départ en chantier, elles doivent être exécutées avec sérieux. Le conducteur doit en outre détecter les anomalies de fonctionnement de la machine. Il devra, suivant la gravité de l’anomalie constatée, choisir entre deux attitudes : - Continuer le travail si l’anomalie est mineure. Il devra toutefois apporter une attention particulière au point considéré afin de  vérifier si l’anomalie constatée ne s’aggrave pas. - L’anomalie est grave ou qu’elle risque de s’aggraver. Le conducteur

devrait arrêter immédiatement sa machine et rendre compte à son supérieur hiérarchique qui est seul habilité à décider de la conduite à tenir. La réparation pourrait être effectuée sur place ou le retour de l’engin à l’atelier par ses propres moyens ou par transport sur un porte-engin. LA POUSSIERE EST L’ENNEMI N°1 DU MOTEUR b) L’entretien périodique 

 

Il consiste à exécuter une série d’opérations périodiques préconisées par le constructeur. Exemple : les périodicités pour les vidanges du moteur sont à tous les 3500 ou 5000 km. Ces périodicités peuvent   être dressées pour constituer  un plan d’entretien par type de véhicule. c) L’entretien préventif C’est l’ensemble des grosses opérations d’entretien à effectuer au niveau des ateliers et les réglages préconisés par les constructeurs à des heures de fonctionnement bien déterminées. Ces opérations doivent obligatoirement être effectuées quand bien même l’engin paraît normal : c’est l’entretien préventif. Une cause des fréquences d’immobilisation prolongée du matériel sur les chantiers, c’est l’absence de l’entretien préventif. Conclusion :

Le but de l’entretien s’il est respecté et suivi, vise à : i. Eviter les pannes prolongées ii. Prévenir les rréparations éparations couteuses iii. Maintenir le matériel en état p permanent ermanent d’utilisa d’utilisation tion iv. Prolonger la durée de vie du matériel v. Minimiser le prix de revient horaire.

Un entretien respecté et suivi engendre des économies à l’entreprise !

CHAPITRE 5 : FICHES TECHNIQUES DE QUELQUES MATERIELS 5.1 Le Bulldozer ou Bouteur

 

5.1.1 Description et fonctionnement

Le Bulldozer est un engin d’excavation   et de refoulem refoulement ent qui se compose d’un tracteur sur chenilles ou sur pneus, muni à l’avant d’une lame horizontale perpendiculaire à l’axe longitudina l du tracteur (sens de la marche). La lame est fixée au châssis par deux forts longerons autorisant un mouvement de montée et de descente commandé par vérins hydrauliques. - L’angle d’attaque de la lame est réglé par un vérin d’inclinaison ; - Le levage de la lame est assuré par deux vérins fixés au châssis à l’avant du tracteur ;

La lame peut avoir différentes formes selon les travaux : droite, concave, en U, …  Le Bulldozer est un engin très puisant. C’est aussi un engin de transport médiocre du fait des pertes latérales de matériaux.

Selon les déplacements de la lame, on a un bulldozer, un angledozer, un tiltdozer ou un tipdozer : - Bulldozer : la lame est perpendiculaire à l’axe longitudinal de l’engin ; - Angledozer : la lame est inclinée dans le plan horizontal par rapport à

l’axe longitudinal du tracteur (la lame est orientée obliquement à l’axe de la marche) ; la terre est alors r epoussée sur un seul côté. - Tiltdozer : la lame est inclinée dans le plan vertical par rapport à l’axe longitudinal de l’engin ; pratique pour le travail à flanc de coteau, sur les fossés en V. - Tipdozer : la lame peut pivoter autour de son axe horizontal pour faire varier l’angle de coupe. On peut avoir les ffonctions onctions de b bulldozer, ulldozer, angledoze angledozer, r, tiltdozer et tipdozer sur un même engin à l’aide d’un équipement hydraulique. 5.1.2

Utilisation

Le bulldozer permet les travaux de: - Transport jusqu’à 50 m 21  - Défrichage, déboisement, dessouchage - Refoulement de terre, de roches désagrégées - Exécution d’un profil - Construction de remblai sur plaine et creusement de fossé

 

- Excavation en ligne droite, d’étalemen t compactage superficiel, de remblayage ;

en

couches

et

de

- Mise au tas - Remorquage de force

a) Les

services

d’entretien

routier

utilisent

les

bouteurs

essentiellement au débroussaillement et au décapage des emprunts ainsi qu’au foisonnement des matériaux ; b) Le modèle angledozer est recommandé pour le foisonnement f oisonnement des emprunts ; c) Le tiltdozer facilite la découverte des emprunts. 5.1.3 Performances

Les performances du bulldozer dépendent de celles du tracteur : - Volume refoulé par passe : 1 à 3 mètres cubes - Largeur de la lame : 2,30 à 4,50 m

N.B. il existe d’autres types de bulldozers (spécialisés) :

  Le clearing dozer : destiné au débroussaillement et au déboisement ; sa lame est spécialement lourde, munie de dents



amovibles.   Le threecutter : prévu  pour le débroussaillement léger ; il enlève les broussailles et les rejette sur les côtés.   Le stumper : genre de pic court et trapu monté comme un bulldozer à l’avant et très près du tracteur ; il sert essentiellement au déracinement des arbres et des souches.   Le bull claim shovel : utilisé pour la manipulation et l’enterrement des ordures ménagères et des déchets. C’est un bulldozer normal, sur la lame duquel vient se rabattre un tablier dont la 22commande est







effectuée par vérins hydrauliques. Les matériaux refoulés par la lame sont accumulés en quantité suffisante et sont maintenus dans cette position par le tablier abaissé. On relève ensuite l’ensemble lametablier avec son contenu. Le tracteur se rend au point de déversement et libère sa charge à la fosse.   Le pushdozer : bulldozer ou angledozer dont la lame a été remplacée par un tampon galbé. C’est un tracteur destiné à pousser d’autres engins, des scrapers notamment.



Un bulldozer à chenilles peut évoluer efficacement sur une distance n’excédant pas 100 m. Monté sur pneus, cet engin est efficace sur 150 à 200 m. Equipement

annexe  : annexe 

ripper

porté

arrière,

commandé

hydrauliquement, 1 à 3 dents, embouts interchangeables. Le ripper est utilisé pour le défonçage et le décapage des cuirasses.

 

5.1.4 Caractéristiques des bouteurs a) Bouteur 120 HP : lame univ erselle ; équipé de vérin d’inclinaison, de lame et ripper 3 dents ; capac ité de la lame = 3 m3  ; rendement horaire au gerbage sur distance de refoulement de 60 m = 100 m3 . b) Bouteur

155

HP :

lame

universelle ;

équipé

de

vérin  3

d’inclinaison, de lame et ripper   3 dents ; capacité de la lame = 3 m ; rendement horaire au gerbage sur distance de refoulement de 60 m = 170 m3. c) Bouteur

165

HP :

lame

universelle ;

équipé

de

vérin 

d’inclinaison, de lame et ripper   3 dents ; capacité de la lame = 4 m3; rendement horaire au gerbage sur distance de refoulement de 60 m = 250 m3. d) Bouteur 335 : lame universe lle ; équipé de vérin d’inclinaison, de lame et ripper 1 ou 3 dents ; capacité de la lame = 13 13,8 ,8 m 3 ; rendement horaire au gerbage sur distance de refoulement de 60 m = 500 m3.

5.1.5 Quelques modèles de bulldozers - Modèle D4 : puissance de 48 CV environ - Modèle D6 : puissance de 75 CV environ - Modèle D7 : puissance de 90 CV environ - Modèle D8 : puissance de 140 CV environ 

5.2 La chargeuse 5.2.1 Description et fonctionnement

C’est un engin qui est sur pneus ou sur chenilles. Les chargeuses à chenilles sont utilisées sur des ou employées les conditions du en solplus sont très mauvaises. Les chargeuses surterrains pneus sont de plus à cause de leur grande mobilité (rapidité de manœuvre, plus grande facilité de déplacement). La chargeuse se compose d’un tracteur équipé d’un godet ou benne relevable au moyen de deux bras latéraux articulés. Le godet est basculant. La commande du levage et du basculement du godet est hydraulique. La chargeuse est l’engin de chargement le plus couramment utilisé. Exemples de types de chargeuses : - chargeuse sur pneus :

 

  chargeur supérieur   chargeur supérieur





105 HP : gode godett d de e 1,5 m3  , à 2,4m ; 125 HP : gode godett d de e 2,0 m3  , à 2,6m ;

hauteur de déversement hauteur de déversement

- chargeuse à chaînes: o chargeur 110 HP : godet de 1,5 m 3 , hauteur de déversement supérieur à 2,8m ; Les chargeuses font la même fonction que les pelles mécaniques. 5.2.2 Utilisation

La chargeuse est utilisée pour : - Le chargement de tous matériaux - L’excavation en plat de matériaux meubles ou désagrégés - L’excavation en butte de matériaux tendres - L’épandage et le nivellement de matériaux routiers 26  5.2.3 Performances - Puissance : de 60 à 800 CV - Hauteur d’élévation du godet : jusqu’à 5m - Capacité du godet : 3 à 7 m3; varie suivant la densité du matériau à charger.

La capacité du godet doit être adaptée à celle du camion. Si elle est trop faible, les temps morts diminuent le rendement. Si elle est trop importante, la suspension du camion souffre exagérément au chargement. Une règle couramment admise veut que le chargement s’effectue avec le contenu de 3 à 5 godets. Chaque

engin

peut

être

équipé

de

godets

adaptés

à

des matériaux

de différentes natures. Les godets doivent être pourvus de dents que l’on remplace lorsqu’elles sont usées. Remarque : Les chargeuses-pelleteuses : Certains constructeurs fabriquent des chargeuses munies à l’arrière de petites pelles rétro. Ce sont des Backhoe-loaders. Engins de chargement polyvalents, ils sont particulièrement bien adaptés aux travaux d’assainissement, d’aménagements hydro-agricoles et d’entretien d’ouvrages hydrauliques. Chargeuses-pelleteuse de 75 HP :

•

godet chargeur de 750 litres ;

 

•

godet pelle rétro de 250 litres. 27 

5.3 La niveleuse ou grader 5.3.1 Description et fonctionnement

La niveleuse est un engin utilisé pour les terrassements légers. Elle est soit tractée, et on l’appelle GRADER, soit automotrice, et on l’appelle MOTORGRADER. Cette dernière est beaucoup plus utilisée. La niveleuse comporte un châssis sur 4 à 6 roues à pneus au centre duquel est fixée une lame mobile. Cette lame peut prendre les positions les plus diverses : - par pivotement dans le plan horizontal, en formant un angle de 0 à

180°c, de chaque côté de l’axe longitudinal du châssis ; - par pivotement dans le plan vertical, ou elle peut être fixée fix ée à n’importe

quelle inclinaison, jusqu’à la perpendicula perpendiculaire ire au sol ((90°), 90°), sur le côté de l’engin. - Elle peut être descendue ou relevée ; - Elle peut être déplacée latéralemen latéralementt ; - Elle peut être inclinée pour faire varier l’angle d’attaque.

Pour les petits engins, la lame est généralement commandée à la main, par l’intermédiaire de volants. Pour les modèles plus lourds, les opérations sont commandées par des manettes (vérins). La niveleuse peut avoir des équipements auxiliaires : - on peut mettre en arrière un système à dents (Rippers) ou un rouleau compacteur pour damer le terrain. - On peut également placer en scarificateur.

avant

une

lame

frontale

ou

un

5.3.2 Utilisation La niveleuse est un engin souple et polyvalent. Toute Toutefois, fois, elle ne peut faire des travaux aussi rudes que le bulldozer. Appelé aussi profileur,

c’est l’engin de base pour les travaux d’entretien des routes. La niveleuse convient très bien aux travaux de précision. Elle permet d’exécuter : - le nivellement ou profilage (environ 4,5 km/ km/heure) heure) : aplanissement, épandage des matériaux, réglage final ; - le creusement de fossé en V (environ 2,5 km/heure)

 

- l’entretien des routes et des pistes (reprofilage, rechargement, …) - le déplacement de la terre (environ 3,2 km/h) : étalage, planage, …  - le débroussaillage - le talutage - le creusement de canal à fond plat, à profil triangulaire : construction de petits canaux d’irrigation secondaires en plaine  - le nettoyage des accotements - scarification de matériaux - le curage des fossés de routes - malaxage et mise en place des matériaux - le remblayage. 5.3.3 Performances - puissance : 50 à plus de 200 CV - capacité du réservoir : 200 à 370 litres - vitesse de déplacement : 0 à 35 km / heure - longueur de la lame : 3 à 4,20 mètre ; la plus courante est de l’ordre de 3,60 à 3,80 m ; la durée de la lame est de 200 à 400 heures - poids total : 6 à 13 tonnes.  5.4 Le compacteur 5.4.1 Description et fonctionnement

Le compacteur est un engin lourd qui tasse la terre sous lui grâce à un ou plusieurs rouleaux en fonte ou plusieurs lignes de pneumatiques. Ce tassement donne au sol une plus grande compacité. Le compactage

permet de réduire au minimum tout mouvement ultérieur de la surface (tassement ou gonflement), et d’obtenir une résistance plus élevée pour les fondations. Le compactage peut se faire par vibration ou par roulage.

Les engins de compactage sont classés en trois catégories en fonction f onction du mode de transmission de l’énergie de compactage : - les engins statiques - les engins vibrants - les engins à choc.

 

5.4.1.1

Les engins statiques

Ce sont des engins qui agissent par leur compacter. Ils sont soit tractés, soit automoteurs. 

propre

poids

pour

a) les rouleaux à cylindres lisses Ils sont toujours très employés. Les bandages en acier sont disposés en tricycle, avec recouvrement d’une voie sur l’autre d’environ 10 cm. Ces rouleaux qui sont tractés ont de la peine à monter sur un remblai de quelque hauteur. Leur effet de tassement s’exerce de haut en bas. Les cylindres rigides présentent le désavantage de provoquer un bourrelet mouvant devant eux, lorsque le soubassement n’est pas rigide. Ils ont tendance à accentuer les ondulations de la surface remblayée. b) Les rouleaux à pieds de mouton Ces appareils dameurs sont constitués par un ou plusieurs cylindres compresseurs montés à l’intérieur d’un cadre commun ou de plusieurs cadres attelés les uns aux autres. L’attelage est remorqué par un tracteur à chenilles. Les rouleaux sont vides, mais peuvent être remplis d’eau ou de sable pour augmenter le poids. La périphérie des cylindres est munie de pilons ou fouloirs de 18 à 23 cm de longueur, disposés en quinconce. L’appellation « pieds de mouton » provient de la simi similitude litude de l’effet des pilons avec celui du piétinement du sol par de nombreux moutons. Les pieds de moutons s’exercent de bas en haut, donc par compression ascendante. Les pilons du cylindre dameur commencent par comprimer la couche qui se trouve à 20 ou 25 cm au-dessus de la surface du sol. La compression s’opère jusqu’à ce que cette couche ait atteint une dureté suffisante pour résister à la compression des pilons. La compression des couches supérieures s’appuie alors sur une couche solide. S’ils assurent un très bon compactage en profondeur, les pieds de moutons sont inutilisables pour le compactage superficiel. On peut cependant utiliser un système de pieds de moutons amovibles. c) Les rouleaux à pneus Le compactage est assuré par des rangées de pneus. Ils sont soit tractés, soit automoteurs. La pression exercée p par ar un compa compacteur cteur à pneus sur le sol dépend de la pression de gonflage des pneus et du poids de l’ensemble. Tous les tracteurs à pneus sont stables, soit avec des dalles, soit avec des coffres à lest. Contrairement aux pieds de mouton, les derniers centimètres de la couche supérieure sont bien compactés avec les rouleaux à, pneus. Les roues avant sont décalées par rapport aux roues arrière afin que leurs traces réciproques soient intercalées. La vitesse d’opération est de 16 à

 

24 km/h. Les roues à pneus sont efficaces sur terrain sableux et argileux. 5.4.1.2

Les engins vibrants

Pour améliorer le compactage des remblais, on a imaginé de faire vibrer les rouleaux (ce qui augmente la densité apparente du sol). A côté du moteur de l’engin, il y a un petit moteur à balourd qui provoque la vibration. La fréquence de vibration est assez grande (22 à 60 hz). Ils sont souvent automoteurs à tandem. Ils conviennent pour les matériaux sableux et argileux. Avec les engins de vibration, on ne doit pas insister sur l’opération, sinon on détruit le compactage. Il y a aussi les petits engins vibrants manuels.

5.4.1.3

Les engins à choc

Le damage du remblais peut se faire à la grenouille. La grenouille est une sorte de tronc de cône à l’intérieur duquel se meut un pisto n actionné par l’explosion commandée d’un mélange carburé (essence). La machine saute à la manière d’une grenouille quand l’opérateur appuie sur la manette. L’engin est dirigé à l’aide d’un cadre levier articulé. - la machine standard pèse environ 500 kg - sa hauteur est d’environ 1 m - son diamètre à la base est d’environ 0,65 m - elle saute à 30 cm de haut et avance de 13 cm par bond - elle peut faire 50 sauts à lla a minute et da damer mer plus de 20 200 0 m 2 à l’heure - on peut compacter des épaisseurs de 30 à 75 cm de sol. 5.4.2 Utilisation

L’utilisation du compacteur dépendra des résultats donnés par l’essai Proctor du terrain. Le compactage sera fait par couche, et chaque couche sera avant compactage compactage soit h humidifiée, umidifiée, soit exposée à l’air suivant la teneur en eau. Les terres seront régalées au bulldozer ou à la niveleuse, sur une épaisseur variant suivant le type de compacteur dont on dispose. - pieds de mouton : e = 25 cm en 15 passes - rouleaux à pneus 15 T : e = 10 cm en 6 passes - rouleaux à pneus 50 T : e = 30 cm en 6 passes - rouleaux à pneus 50 T : e = 50 cm en 10 passes

 

On a souvent intérêt à augmenter plutôt le nombre de passes que le calibre de l’engin. Le type de compacteur granulométrie du sol :

sera

choisi

également

en

fonction

de

la

- cylindres vibrants : sol sols s granulaires ou rocheux - pieds de mouton : sols plastiques un peu pauvre pauvres s en eau, argile, revêtements de chaussée - pneus : argile, revêtement de chaussée - cylindres lisses : tous terrains, surtout graviers et concassés, sauf sols sableux ou terreux. 5.4.3 Performances Les rouleaux vibrants ont une largeur de généralement de 1m à 3m, et le poids de 3 à 20 tonnes.

travail

variant

Les compacteurs à pneus ont une largeur de travail variant de 1,70m à 3m, et le poids opérationnel de 15 à 35 tonnes.  5.5 La pelle hydraulique 5.5.1 Description et fonctionnement La pelle est un engin de terrassement qui travaille en station. Elle est aussi appelée pelle mécanique, ou excavateur pour chargement stationnaire. Elle est soit :

  portée (sur camion, wagon, …)   automotrice sur chenilles, pneus ou rail   à poste fixe sur socle. 

  

On peut adapter plusieurs équipements sur une pelle : crochet, marteau-piqueur, grue, … C’est pourquoi on dit qu’elle est l’engin universel de terrassement.

La pelle se compose d’un châssis (qui peut être automoteur sur chenilles ou sur pneus). Sur ce châssis est monté un bras  articulé, actionné par des vérins, à l’extrémité duquel peuvent être fixés différents types d’équipements pour le terrassement. La pelle ne sert pas à transporter le matériau excavé. On utilise, autant que possible, du matériel sur pneus, car plus rapide et plus maniable. Les pelles sont montées en « tout hydraulique », c’est-à-dire que les mouvements de la pelle (articulation de bras, rotation, déplacement de

 

l’ensemble) sont commandés soit par des vérins, soit par des moteurs hydrauliques. C’est pourquoi on les appelle aussi pelles hydrauliques.  5.5.2 Utilisation

La pelle est prévue pour plusieurs types de travaux :

  en butte

 

       

  

en rétro en dragline en benne preneuse avec équipements divers 36 

5.5.2.1

la pelle en butte

La pelle pelle est dite en butte lorsque son godet est disp disposé osé l’ouverture vers le haut. Dans ce cas, la pelle travaille en dessus dessu s (chargement du bas vers le haut). La pelle en butte permet : -

L’excavation des parois verticales

-

La mise au tas et le chargement sur un moyen de transport

-

Le nivellement et le décapage

-

L’excavation de fondations

-

L’excavation de tranchées peu profondes

-

Le travail en déblai

5.5.2.2

La pelle en rétro (ou rétrocaveuse, ou pelle en fouille)

La pelle est dite en rétro lorsque son godet est disposé l’ouverture vers le bas. La pelle est retournée vers la cabin e, et le chargement se fait en poussant la pelle vers le ba bas s (ve (vers rs la cabine). C’est un équipement réservé aux pelles de faible et moyenne capacité. L’équipemen L’équipementt rétro permet ; - L’excavation de matériau au-dessous de l’aire d’assise de la pelle, le travail pouvant s’effectuer sous l’eau. -

Le creusement de tranchée étroite

-

Le creusement de canal (assainissement, irrigation)

-

Le curage de fossé

-

L’excavation de fondations

-

Le travail de démolition

-

Le chargement sur moyen de transport

Il est possible de monter différents types de godets rétro :

 

  godet classique pour tranchée   godet large pour curage   godet trapézoïdal pour creusement de canaux 37 

  

La pelle hydraulique rétro est donc très  utilisée pour les travaux d’A.E.P., d’assainissement, de barrages ou d’aménagements hydroagricoles. 5.5.2.3

La pelle en dragline (ou pelle excavatrice à benne traînante)

Elle est utilisée dans les zones inaccessibles. On lance le godet à l’aide d’un câble (à près de 80m). L’équipement drag dragline line permet : - l’extraction de matériau au-dessous de l’aire d’assise de la pelle, qu’il soit à sec ou sous l’eau. -

Le profilage et le nettoyage de fossés et de tranchées larges

-

L’édification de talus ou de digues

-

La formation de stock au sol

-

Le chargement sur matériel de transport

La pelle en dragline convient spécialement  à l’extraction dans les carrières à ballastes, gravier, sable. Mais elle ne peut extraire que les matériaux meubles, terres, sables ou roches désagrégées. 5.5.2.4

La pelle en benne preneuse

La benne preneuse est constituée de deux coquilles, en général cylindriques, qui peuvent tourner autour de l’axe transversal. Des tirants,

actionnés par un vérin, commandent l’ouverture et la fermeture de la benne. L’équipement en benne preneuse permet : -

La manutention de matériaux : chargements, déchargements, stockage, … 

-

Le creusement de puits, de fondations de pieux, de piles de ponts, …  Le creusement de tranchées, de fossés larges ou étroits.

-

Les fouilles te extraction à sec ou sous l’eau.

5.5.2.5

Autres équipements des pelles en dragline et en benne preneuse :

-

équipement en grue

-

équipement drop-ball ou masse tombante 38

-

équipement sonnette

5.5.3 Performances - poids : 10 à 15 T - longueur de flèche maxima : 8m

 

- capacité © et largeur (l) maximum godet : -

godet rétro classique : C= 300 à 600 lL= 1m

-

godet curage : C= 300 à 800 l L= 1,70m

La capacité du godet est comprise entre 150 et 1500 litres. -

puissance : 60 à 140 HP

  pelle de 70 H.P. : godet de 700 l   pelle de 125 H.P. : godet de 1 200 l

 

On prévoira des engins de transport  du allant de 3 à 6 fois celle de la pelle. 39 

déblai

créé,

d’une capacité

5.6 Le scraper 5.6.1 Description et fonctionnement Le scraper est un engin remorqué (par un tracteur) et se compose

d’une benne sur pneus munie à sa partie inférieure d’une lame racleuse dans le sens de la marche. C’est la profondeur à laquelle on descend la lame qui détermine l’épaisseur de la coupe. L’épaisseur de la couche enlevée peut être maintenue constante. La lame peut donc se lever et se baisser.

Le scraper est muni d’un tablier oscillant pour l’obturation de la benne, et d’un éjecteur mobile ou oscil lant pour le vidage de la benne. Certains scrapers sont munis d’élévateur, ce qui  facilite le remplissage de la benne. C’est l’avancement de la machine qui fait monter la terre dans la benne. Le déversement est opéré sans qu’on arrête le tracteur, ce qui représente un gain de temps appréciable. Le scraper peut motorscraper.

être

automoteur ;

il

prend

alors le

nom

de

Les commandes sont généralement par câbles pour les s scrapers crapers tractés. Elles sont par câbles, par vérins hydrauliques ou par moteur électrique pour les motorscrapers. 5.6.2 Utilisation

Le scraper est un engin qui sert à l’extraction de la terre, à son chargement et à son déversement. Avec cet e ngin, on peut faire le travail du

 

bulldozer, du chargeur, du camion de transpo rteur. Les limites d’emploi des scrapers sont les suivantes : -

scraper à chenilles : 30 à 300 m

-

scraper à pneus : 300 à 2000 m 40  

5.6.3 Performances -

puissance : peut dépasser 300 CV

  scraper de 330 HP : capacité de benne= 15m 3    scraper élévateur de 250HP : capacité de benne = 12m 3 

 

volume des bacs : 5 à 40m 3 (5 à 20m 3 pour scrap scraper er tracté ; 5 à 40m 3 pour motorscraper) -

vitesse maximale : environ 60km/h

-

largeur de coupe : environ 3m

Les scrapers peuvent peuvent transporter transporter jusqu’à 2000m 3 de terre p par ar jour. ;

pour un tracteur à chenilles : 0,5m 3 /cheval/h pour une distance de 300m

-

pour un tracteur à pneus : 0,3m 3 /cheval/h pour une distance de 900m ;

5.7 Les engins de transport

Au titre des engins de transport, on étudiera tour à tour : -

la brouette

-

le dumper

-

le camion benne

5.7.1 La brouette a) description et fonctionnement

C’est un engin de transport en bois ou métallique, avec pneumatiques. La brouette est intéressante si les  distances de transport ne sont pas trop grandes et si la main- d’œuvre n’est pas coûteuse. b) performances -

Limite d’utilisation : 30m

-

Capacité d’une brouette : 50 à 85 litres

-

Vitesse : 2 à 3km / h Rendement horaire : 0,06 à 0,12 T / km

-

 

5.7.2 Le dumper a) description et fonctionnement

Le dumper est un camion à benne basculante et à faible rayon de braquage. Le poste de conduite est pivotable. b) Utilisation

Les dumpers sont précieux dans les tranchées étroites et les souterrains. C’est un excellent grimpeur de côtes. c) Performances -

Capacité : 1 à 20m3

-

Vitesse : 0 à 25km / h

-

Rayon d’action : quelques km

-

Rendement horaire : 100 T/km pour 5m 35.7.3 Le camion benne

a) description et fonctionnement

Le camion benne est à 4 ou 6 roues motrices. Le vidage de la benne se fait en général par basculement arrière ou latéral, à l’aide de vérins hydrauliques. La benne est métallique. Le déversement s’effectue le plus souvent par l’arrière, avec l’inconvénient de donner des tas de matériau difficiles à régaler. Cependant, un chauffeur   adroit peut avancer lentement pendant que le vidage se fait pour faciliter le réglage des matériaux. On peut trouver en variante le c amion à benne amovible dit « multibenne » : la benne est constituée par une caisse qui peut être enlevée et remontée sur le châssis à l’aide de deux bras pivotant hydrauliquement.

Le même camion apporte une benne vide qui est laissée pour chargement, et remporte une benne pleine. Ce procédé  présente l’avantage de ne pas immobiliser le véhicule pendant le charg ement. La multibenne est beaucoup utilisée pour le ramassage des ordures. b) utilisation

Les camions bennes sont utilisés pour le  transport des déblais, de sable, de pierres cassées. Le camion benne a l’avantage de la capacité et de la vitesse. Il s’accommode de rampes atteignant 10 à 12%. c) performances -

capacité de la benne : 0,8  à 25m 3 (généralement de 5 à 7m3)

-

puissance : 25 à 400 cv (généralement de 150 à 230 cv)

-

vitesse maximale : 70 km/h

 

-

en charge :

i. 1/3 de la charge sur essieu AV ii. 2/3 de la charge sur essieu AR NB  : Des petits tombereaux peuvent être utilisés pour les travaux d’ouvrages NB  d’art. Il s’agit de bennes susceptibles de basculer autour d’un axe excentré, de

telle sorte que le déchargement s’effectue sans l’aide de vérins. Ils ne sont pas adaptés aux déplace déplacements ments à grande distance.  5.8 Autres matériels de chantiers de construction Dans ce chapitre, il sera essentiellement question de la grue et de la bétonnière. 5.5.1 La grue On distingue deux types de grue : -

la grue sur porteur, dérivée de la pelle

-

la grue à tour, en général fixe

5.8.1.1 description et fonctionnement a) la grue sur porteur

Elle se compose d’un châssis porteur, d’une plateforme tournante reliée au châssis par une couronne d’orientation, et d’un équipement en grue. - le châssis porteur est en profilé  soudé. Il est automoteur, monté sur chenilles ou sur pneus. - La couronne d’orientation, roue dentée sur laquelle tourne la plateforme, encaisse les efforts dus à la charge, même en cours de rotation. - La plateforme tournante reçoit l’ensemble des organes moteurs et des commandes ; -

L’équipement en grue peut être fixe ou mobile.

b) la grue à tour Une grue à tour se compose d’un socle lesté qui supporte une tour métallique en treillis à tubes ou à cornières. A la partie supérieure de la tour, une flèche métallique solidaire de la tour fo rme un chemin de roulement horizontal sur lequel peut se déplacer un chariot. Le levage de la charge se fait à partir de ce chariot mobile. Un contrepoids équilibre le poids de la flèche et de la charge. Le socle lesté de dalles de béton peut être soit fixe, soit roulant sur galets ou sur portiques. - la tour comprend deux parties :

 

. La base solidaire du socle, que l’on monte par coulissement central ou télescopage.. L télescopage Les es rallonges de fût sont composées de 45 quatre panneaux démontables. Un vérin assure la montée de l’ensemble.  . Une partie tournante solidaire de la fl èche et dans laquelle sont installés les organes de commande et d’entraînement : cabine, treuil.

Une couronne à galets assure le lien entre les deux parties de la tour. Elle est entraînée par un  moteur électrique à démarrage et progressif.

arrêt

très

- la flèche est constituée d’éléments standards que l’on assemble par boulons et broches ; - le chariot est tracté par un câble s’enroulant sur le tambour d’un treuil placé en pied de flèche. Remarque :

a) Tous les entraînements se font avec des moteurs électriques. Il faut donc prévoir en même tem ps que la grue une source d’énergie électrique à proximité (groupe, réseau). b) La grue est un engin assez délicat à cause de son moment de renversement. Il y a alors des prescriptions strictes à respecter : -

vitesse de levée

-

vitesse de translation

-

variation de la portée

-

vitesse de rotation

5.8.1.2

Utilisation

a) la grue sur porteur C’est un engin de levage intéressant, compte tenu de sa mobilité, de son faible encombrement et de sa souplesse d’utilisation. Par contre son emploi reste délicat de par son assiette au sol assez limitée, ce qui restreint la vitesse de manœuvre et la charge admissible. b) Les grues à tour Elles sont indispensables pour tous les chantiers de construction en

élévation : bâtiments de plus d’un étage, châteaux d’eau, ponts, … Elles servent au hissage des bennes à béton, des  éléments préfabriqués, des fermes métalliques, à la manutention des matériaux en vrac, … 

 

Connaissant la hauteur maximale de l’édifice prévu, on déduit la hauteur convenable de la tour de grue. On prévoit une hauteur de flèche et un positionnement du socle de la grue qui permettent de couvrir toute la surface du chantier. Si la grue est posée sur rails, le champ d’action est considérablement augmenté.

Le problème posé par la grue est celui de sa stabilité. On utilise des contrepoids sur la flèche et sur le socle. L’action du vent est très importante, et les constructeurs dénient en général toute responsabilité dans les cas de fonctionnement sous un vent fort (vitesse supérieure à 70 km/h). Les caractéristiques de travail d’une grue sont : -

la charge de levage

-

la portée

-

la vitesse de levage.

On désigne normalement une grue par sa charge de levage à portée maximum (par exemple : 5T à 12m). Le produit charge x portée s’appell s’appelle e couple de renversement. Il s’exprime en tonnes-mètres et doit rester approximativement constant. 5.8.1.3

Performances

a) la grue sur porteur - portée : 10 à 35m - hauteur de flèche : peut atteindre 64m - charge : dépend de la portée ; portée x charge = constante - vitesse de levage : jusqu’à 60m / mn - vitesse de rotation : jusqu’à 4trs / mn b) la grue à tour - hauteur sous crochet : 11m à 70m - couple de renversement : de 350 kg à 11m, jusqu’à 2,5T à 45m. - vitesse maximale de levage : de 30m / mn à 108m / mn. 47

5.8.2 La bétonnière 5.8.2.1

Description et fonctionnement

C’est un appareil qui sert à faire du béton, en évitant la confection à même le sol. Le malaxage est assuré par une cuve tournante dans laquelle des palettes reprennent le mélange au co urs de la rotation. On distingue 2 types de bétonnière :

 

a) Les bétonnières à tambour basculant (petites  unités). Le tambour n’est ouvert que d’un côté e tourne toujours dans le même sens. On charge les agrégats et le ciment en penchant le tambour d’un côté (commande à main). On redresse pour laisser s’opérer le malaxage, puis on bascule de l’autre côté pour vidanger le béton. b) Les bétonnières à tambour horizontal (grandes unités). Le tambour est ouvert des 2 côtés, reste dans un axe horizontal, mais peut tourner dans les deux sens. On charge le ciment et les agrégats par l’un des orifices. Des palettes malaxent le mélange dans un sens déterminé. Si on inverse la rotation, des palettes amènent progressivement le béton  jusqu’à la gueule de vidange du béton. Le fonctionnement des bétonnières est assuré par un moteur à essence ou électrique. Le chargement d’une bétonnière peut se faire à la pelle, le nombre de pelletées de chaque constituant du mélange  étant proportionnel au dosage imposé. Pour éviter les pertes, les bétonnières sont en général munies d’un chargeur à benne dont le volume correspond à une gâchée et qui se vidange dans la cuve, de façon à ne laisser aucun dépôt dans la benne. Les bétonnières sont en principe sur pneus, ce qui permet un déplacement aisé et rapide sur chantier et sur route. 5.8.2.2

Utilisation

La notion importante dans une bétonnière est la quantité de béton compacté qu’elle peut fournir dans un temps donné. Le temps de malaxage est constant (1 à 2mn). L’emplace L’emplacement ment de la bétonnière doit être étudié : proche des réserves agrégats, près du chantier. 5.8.2.3

Performances

a) bétonnière à tambour basculant a. capacité : 120 à 580 L de mélange b. production h horaire oraire : 20 à 30 gâchée gâchées s à l’h l’heure. eure. b) Bétonnière à tambour horizontal a. capacité : 500 à 1500 L de mé mélange lange b. production h horaire oraire : 30 à 35 gâchée gâchées s à l’h l’heure eure Remarque :

 

-

le béton malaxé est contracté d’environ 25%

-

le béton mis en place est tassé d’environ 7% à cause de la

vibration.

5.8.2.4

Matériels annexes des bétonnières

Il s’agit entre autres de : la centrale à béton, la bétonnière portée, la benne à béton, la pompe à béton, le vibreur à béton. a) la centrale à béton : c’est une installation fixe composée d’une grosse bétonnière, d’un silo à ciment, des compartiments destinés à recevoir les granulats. Les opérations de dosage sont réalisées d ragline ou un scra scraper per automatique automatiquement dans une trémie. Une dragline assure le chargement des agrégats.

La centrale à béton n’est intéressante que pour les très gros chantiers. Capacité de production : 8 à 25 m 3/ h.

b) bétonnière  portée ou camion toupie : quand la distance entre la centrale à béton et le ch chantier antier estcamion. imp importante, ortante, onbétonnière transporte tourne le béton peu humidifié dans pendant tout le trajet, une bétonnière sur un Cette ce qui évite la prise du béton. Capacité de ces engins : 6 à 10 m3 

c) benne à béton : cette benne sert à hisser le béton à la hauteur de la construction. Elles Elles sont soit basculantes, soit à fond ouvrant. La benne doit être assez grande pour recevoir une gâchée complète. La bétonnière se déverse directement dans la benne qui est accrochée à une grue. d) Pompe à béton : une pompe à béton est un appareil qui, soit à l’aide d’un piston, soit en comprimant une membrane en caoutchouc, propulse le béton liquide dans une conduite. C’est un moyen intéressant de transport du béton, si l’on a besoin de béton sous pression. e) Vibreur à béton : une fois le béton mis e n place dans les coffrages, il doit être tassé pour bien remplir les vides. On peut pilonner à la main ou procéder par vibration. Il y a 3 types de vibration : a. Vibration des coffrages : on pose des vibrateurs pneumatiques sur les coffrages qui transmettent la vibration au béton. b. Vibration de surface su rface : ce sont des plateaux vibrants que l’on déplace sur la surface du béton.

c. Pervibration : c’est le type de vibration le plus employé, car la

 

vibration du béton est la plus c complète. omplète. Le pervibrateur se compose d’un tube à l’intérieur duquel un arbre excentré tourne à grande vitesse. Ces appareils fonctionnent à l’air comprimé ou à l’électricité l’électricité..