Lire une courbe ou un tableau de charge de grue mobile

Pourquoi ce point compte

Le référentiel de connaissances demande l'« utilisation des courbes de charges fournies par le constructeur en fonction des masses et des surfaces de prise au vent des charges » (R.483A, annexe 2, A2|1 E, p. 23). Au test théorique, « Courbes de charge » pèse 5 points sur 100 (p. 27). À l'épreuve pratique, « s'assurer de l'adéquation de la grue mobile aux manutentions à réaliser » est noté 5 points (grille p. 28), et le référentiel pratique demande de vérifier « l'adéquation de la grue aux opérations de levage à réaliser (charge, portée...) » (A2|2 A, p. 25).

Le texte précise que cette vérification de prise de poste « ne doit pas être confondue avec l'examen d'adéquation requis par l'arrêté du 1er mars 2004 », qui relève du chef d'établissement (p. 25). Deux démarches distinctes : le grutier vérifie, avant de lever, que sa grue convient à cette manutention ; l'employeur, lui, fait réaliser l'examen d'adéquation du matériel à l'opération qu'il envisage.

Un tableau de charge se lit toujours avec la notice d'instructions de la grue : il est propre à chaque constructeur et à chaque modèle (ED 6107, p. 63). Les valeurs de cette fiche sont des illustrations de méthode, pas celles d'une grue réelle.

Les trois mesures à ne pas confondre

Le barème teste séparément la terminologie (3 points) et les caractéristiques générales (2 points), et le référentiel cite « hauteurs, flèche, portée, capacité » (A2|1 B, p. 23). Pour lire un tableau de charge, trois mesures reviennent toujours (ED 6107, p. 40 et 63) :

• Portée : distance horizontale entre l'axe d'orientation (l'axe de rotation de la tourelle) et la verticale du centre de gravité de la charge, ou l'axe du câble ou du crochet mouflé. Elle dépend de la longueur et de l'inclinaison de la flèche.
• Longueur de flèche : se mesure du centre de l'axe de pivotement de la flèche à l'axe du réa dans la tête de flèche (note du tableau de l'ED 6107, p. 63).
• Hauteur sous crochet : différence de niveau entre le crochet de levage et les appuis de la grue (p. 40). C'est une hauteur, pas une portée : un crochet très haut peut être très proche de l'axe.

Le tableau des charges : de quoi dépend la valeur lue

L'INRS le dit sans détour : la charge maximale qu'il est possible de lever est fonction de la portée de travail et de la configuration de la grue. Le tableau définit les capacités de levage selon la configuration propre à l'appareil, par exemple (ED 6107, p. 62) :

• sur appuis, sortis ou non ;
• sur pneumatiques, sur l'arrière ou en travers ;
• orientation totale ou partielle (secteur de rotation limité ou non) ;
• avec ou sans fléchette ;
• déplacement possible en charge ou non, etc.

Chaque ligne ou colonne du tableau correspond donc à une situation précise. Lire la bonne valeur, c'est d'abord identifier la bonne configuration réelle de la grue, puis la longueur de flèche, puis la portée.

Trois lectures à savoir faire avec n'importe quel tableau de ce type :

• Même flèche, portée qui augmente : la charge admissible diminue (11 000 kg à 6 m, 7 500 kg à 8 m sur la flèche de 12 m). C'est le moment de renversement qui grandit avec la distance (voir la fiche sur l'équilibre et le renversement).
• Même portée, flèche différente : on lit la colonne de la flèche réellement déployée, pas la plus favorable (à 8 m, 7 500 kg avec 12 m de flèche, 7 000 kg avec 24 m).
• Portée sans valeur : si le tableau n'a pas de valeur pour une portée donnée, la configuration ne permet pas ce levage ; on ne choisit pas une autre colonne « qui irait ».

Pour une portée qui tombe entre deux lignes, la règle de lecture est celle de la notice de la grue : elle n'est pas fixée par la recommandation, et l'on ne l'invente pas.

Quelle charge comparer à la valeur du tableau ?

Ce que l'on compare à la valeur lue n'est pas seulement le poids de l'objet. La charge levée est généralement considérée comme constituée du crochet ou de la moufle, du palonnier, des élingues et de la charge proprement dite (ED 6107, p. 62). Le conducteur doit s'informer sur la masse et les caractéristiques des charges et posséder quelques notions d'évaluation : masse = volume × masse volumique, méthode approximative pour laquelle l'INRS recommande de surévaluer la valeur obtenue.

Autre point que l'INRS relève : la masse des câbles n'est généralement pas prise en compte, mais elle peut compter pour une descente de charge depuis le sommet d'un immeuble ou dans un puits, surtout avec un mouflage important ; le limiteur de capacité la prend en compte, mais elle compte aussi dans la préparation de l'opération pour juger si la grue est bien adaptée (ED 6107, p. 62).

Les limites de charge fixées par le constructeur ne dépendent pas uniquement de la stabilité : elles tiennent aussi à la résistance mécanique de certaines pièces (ED 6107, p. 70). On ne « compense » donc pas une sécurité par une autre.

Du diagramme de portée au tableau de charge

En cabine, la lecture suit un ordre. L'INRS décrit le « diagramme de portée » : l'inclinaison et la longueur de la flèche permettent de déterminer la portée, puis on consulte le tableau des charges pour connaître la capacité de levage correspondant à la longueur de flèche et à la portée. Il recommande de consulter fréquemment l'indicateur d'inclinaison de la flèche, en plus du diagramme, pour vérifier que l'on reste dans les limites de la capacité nominale (ED 6107, p. 64). Le référentiel cite d'ailleurs les aides à la conduite : indicateur de portée et de hauteur sous crochet, indicateur de vitesse de vent (R.483A, A2|1 B, p. 23).

1. Identifier la configuration réelle : appuis, orientation, fléchette, sol (le tableau en dépend).
2. Repérer la longueur de flèche déployée et son inclinaison, donc la portée atteinte.
3. Lire dans le tableau la charge admissible pour cette configuration, cette flèche et cette portée.
4. Additionner la charge, les élingues, le palonnier et le crochet ou la moufle, et comparer.
5. Contrôler l'environnement du levage : vent, surface au vent, sol, voisinage.

Masse, surface au vent et vent admissible

Le référentiel parle de courbes de charges « en fonction des masses et des surfaces de prise au vent des charges » (p. 23). Le tableau des charges donne les charges maximales aux portées considérées en fonction d'une prise au vent conventionnelle retenue lors de la conception de la grue, « classiquement 1 m²/tonne ». Lorsque la prise au vent d'une charge dépasse la surface autorisée par la courbe de charge, la vitesse maximale de vent doit être réduite selon les prescriptions de la notice ou les procédures en place (ED 6107, p. 66). Il ne faut jamais dépasser la vitesse de vent admissible indiquée par le constructeur pour les levages ; la présence d'un anémomètre est une bonne aide à la conduite.

L'annexe 5 de l'ED 6107 détaille une démarche simplifiée de calcul du vent admissible pour une charge à forte prise au vent, avec des coefficients de traînée et un coefficient minorateur selon le rapport masse sur surface. Son exemple (un silo de 100 m² pesant 30 t, vent en service admissible de 50 km/h) aboutit à 27 km/h, et l'INRS précise que l'anémomètre doit être installé à la hauteur maximale de la flèche (p. 89 à 91). Cette formule n'est pas à apprendre par cœur : retenez qu'une charge plate ou volumineuse abaisse le vent admissible. Voir la fiche sur la masse, la surface au vent et le centre de gravité.

Le limiteur ne remplace pas la lecture

Les grues mobiles sont équipées d'un limiteur de capacité (contrôleur d'état de charge, CEC), qui doit empêcher la grue de porter une charge hors des limites de portée et de charge admissibles, avec coupure des mouvements dangereux dès le dépassement et présignalisation à l'approche (ED 6107, p. 42). L'INRS ajoute pourtant : « il est nécessaire de savoir lire un tableau des charges » (p. 62), et le CEC « ne doit pas être utilisé comme moyen d'arrêt normal ».

Piège à retenir : avant le levage, il faut vérifier que la configuration indiquée au limiteur correspond à la configuration réelle de la grue. L'INRS précise qu'aucun asservissement de la configuration n'est à ce jour requis par la norme ; un limiteur mal paramétré peut donc conduire à des situations très dangereuses (p. 65). Un limiteur qui accepte une charge n'est pas une preuve que le tableau a été lu.

Dévers, sol et effets dynamiques

Les valeurs d'un tableau supposent l'horizontalité : la grue est conçue pour une utilisation de niveau, vérifiable avec des niveaux à bulles en cabine et aux postes de commande des stabilisateurs (ED 6107, p. 40). L'INRS signale qu'une inclinaison de quelques degrés du porteur, jointe aux effets dynamiques, peut provoquer le basculement bien que la charge levée n'excède pas la charge maximale d'utilisation (p. 58-59). Des courbes de charge spéciales doivent être fournies si la grue est conçue pour des dévers supérieurs à 1 % (nota, p. 59). Sur la mise en place, voir la fiche stabilisation et calage.

Pièges classiques

• Confondre portée et hauteur. Le tableau se lit en portée horizontale, pas en hauteur sous crochet.
• Lire la colonne d'une configuration plus favorable (stabilisateurs à fond alors qu'ils sont partiellement sortis, rotation à 360 ° alors que le secteur est limité).
• Oublier le crochet, les élingues, le palonnier dans la charge à comparer.
• Se fier au limiteur seul sans vérifier sa configuration.
• Ignorer la surface au vent d'une charge plate ou volumineuse.
• Prendre un tableau pour un autre. Chaque tableau est propre à un modèle : ceux de l'ED 6107 sont donnés à titre d'exemple et ne doivent pas servir à déterminer les possibilités d'une grue (p. 63).

Questions fréquentes

Qu'est-ce que la portée d'une grue mobile ?

C'est la distance, sur le plan horizontal, entre l'axe d'orientation de la grue et la verticale passant par le centre de gravité de la charge. Elle dépend de la longueur et de l'inclinaison de la flèche (ED 6107, p. 40).

De quoi dépend la charge maximale qu'on peut lever ?

De la portée de travail et de la configuration de la grue : sur pneumatiques ou sur stabilisateurs, secteur de rotation limité ou non, longueur de flèche, avec ou sans fléchette (ED 6107, p. 62). Le tableau est propre à chaque constructeur et à chaque modèle (p. 63).

Faut-il compter le crochet et les élingues dans la charge à lever ?

Oui : la charge levée est généralement considérée comme constituée du crochet ou de la moufle, du palonnier, des élingues et de la charge elle-même (ED 6107, p. 62). La notice précise ce qui est inclus dans les valeurs du tableau.

Le limiteur de capacité suffit-il pour ne pas lire le tableau de charge ?

Non. Il est nécessaire de savoir lire un tableau des charges (ED 6107, p. 62) et de vérifier que la configuration indiquée au limiteur correspond à la configuration réelle (p. 65).

Une charge à grande surface au vent change-t-elle la lecture ?

Oui. Le tableau suppose une prise au vent conventionnelle, classiquement 1 m² par tonne ; au-delà, la vitesse de vent maximale doit être réduite selon la notice ou les procédures en place (ED 6107, p. 66).