Masse, surface au vent, centre de gravité et équilibre d'une grue mobile
Avant de lever, le grutier estime la masse de la charge, sa surface au vent et la position de son centre de gravité, puis vérifie que la grue reste en équilibre à la portée choisie, avec le vent du moment : 9 des 33 points du thème « Technologie et stabilité » du CACES R483.
Ce que vérifie le test théorique R483
Cette fiche couvre 9 points sur 100, dans le thème « Technologie et stabilité des grues mobiles » (33 points) :
- Masse, surface au vent, centre de gravité (5 pts)
- Condition d'équilibre et facteurs de stabilité (3 pts)
- Vent (1 pt)
Source : R.483A, barème du test théorique, p. 27 et suivante. Pour réussir : 70/100 et au moins la moyenne dans chaque thème.
Le test théorique interroge sur la masse, la surface au vent et le centre de gravité (5 points), les conditions d'équilibre et les facteurs de stabilité (3 points) et le vent (1 point) (R.483A, p. 27). Le référentiel de formation parle d'« évaluation de la masse, de la surface au vent et de la position du centre de gravité des charges habituellement manutentionnées sur les chantiers », de « conditions d'équilibre (moments, renversement, basculement) » et des facteurs qui influent sur la stabilité (R.483A, annexe 2 D et E, p. 23).
Évaluer la masse de ce que l'on lève
Ce qui compte comme charge
La charge levée est généralement considérée comme la somme du crochet ou de la moufle, du palonnier, des élingues et de la charge proprement dite (INRS ED 6107, § 8.6.1, p. 62). La masse des câbles n'est généralement pas prise en compte ; elle peut cependant compter lors d'une descente de charge depuis le sommet d'un immeuble ou dans un puits, d'autant plus que le mouflage est important. Le limiteur de capacité la prend en compte, mais elle compte aussi dans la préparation de l'opération, pour savoir si la grue est adaptée.
Piège du test : lever « 2 t » de matériel avec une grue dont la capacité à la portée voulue est de 2 t, sans compter le crochet, le palonnier et les élingues, c'est dépasser la capacité. Le conducteur doit s'informer sur la masse et les caractéristiques des charges à manutentionner (ED 6107, p. 62).
Masse = volume × masse volumique
À défaut de connaître la masse, le conducteur doit posséder quelques notions d'évaluation : masse (kg) = volume (m³) × masse volumique (kg/m³). La méthode est approximative : l'INRS conseille de surévaluer le résultat (ED 6107, p. 62).
| Matériau | Masse volumique |
|---|---|
| Bois | 800 kg/m³ |
| Eau | 1 000 kg/m³ |
| Béton armé | 2 500 kg/m³ |
| Fer, acier, fonte | 8 000 kg/m³ |
Exemple de calcul, purement illustratif : une dalle en béton armé de 2 m × 1 m × 0,2 m représente 0,4 m³, soit environ 0,4 × 2 500 = 1 000 kg. Comme l'estimation est approximative, on retient une valeur supérieure, puis on y ajoute le crochet, les élingues et le palonnier.
Le centre de gravité : pourquoi il compte
Le centre de gravité est le point où l'on peut considérer que s'applique tout le poids de la charge. Il intervient directement dans la grue : la portée se mesure jusqu'à la verticale passant par le centre de gravité de la charge (ED 6107, § 6.1, p. 40). Une charge dissymétrique (chargée plus d'un côté, pièce coudée, charge longue) a son centre de gravité décalé par rapport à son milieu géométrique.
En mécanique générale (et non d'après un texte de l'INRS), une charge suspendue s'immobilise avec son centre de gravité sur la verticale du crochet : l'élingage et la position du crochet se choisissent en conséquence, sinon la charge bascule dès qu'elle quitte le sol. L'INRS précise que la stabilité de la charge en cours de déplacement dépend essentiellement de son mode d'élingage, d'où l'importance de la formation à l'élingage (ED 6107, § 8.8, p. 67). Voir la fiche élingage.
Condition d'équilibre : moment stabilisant contre moment de renversement
La stabilité d'un appareil de levage en porte-à-faux est assurée quand le moment des masses stabilisantes est prépondérant sur le moment des charges qui tendent à le renverser (ED 6107, § 6.2, p. 40). Un moment, c'est une masse multipliée par une distance au point de basculement.
| Moment | Ce qui le constitue | Effet |
|---|---|---|
| Moment de stabilité | La masse de la plate-forme (contrepoids compris) et la masse du châssis | Retient la grue |
| Moment de renversement | La masse de la flèche et la masse de la charge maximale qu'il est permis de faire mouvoir à la portée considérée | Tend à renverser la grue |
À retenir : plus la portée augmente, plus le bras de levier de la charge grandit, donc plus la charge admissible diminue ; c'est la raison d'être du tableau de charge (fiche courbes de charge). Une grande partie des performances des grues est liée à la stabilité (ED 6107, p. 40).
Les facteurs qui influent sur la stabilité
- L'horizontalité. Une inclinaison de quelques degrés du porteur, jointe aux effets dynamiques, peut provoquer le basculement alors que la charge ne dépasse pas la charge maximale d'utilisation ; c'est surtout vrai avec des flèches longues à grande portée. Des courbes de charge spéciales sont nécessaires si la grue est conçue pour des dévers supérieurs à 1 % (ED 6107, § 8.5, p. 58-59).
- Le sol et le calage. « Le calage ne vaut que ce que vaut le terrain » : la stabilité est vite compromise si le terrain cède (p. 59). Voir la fiche stabilisation et calage.
- La configuration. Stabilisateurs sortis ou non, sur pneumatiques, longueur de flèche, secteur d'orientation, fléchette : la charge maximale s'y rattache (p. 62).
- La surcharge. Elle vient d'une charge sous-estimée ou d'une portée mal appréciée (p. 62-65).
- Le vent (ci-dessous) et la dégradation des conditions météorologiques (p. 65-66).
L'INRS rappelle que le renversement de la grue peut provenir d'une surcharge, d'une défaillance de la surface d'appui, d'un mode opératoire inapproprié ou d'un mauvais état de la grue (ED 6107, § 1.1.1, p. 7). Voir aussi la fiche renversement et circulation en charge.
Surface au vent et vent
Une charge qui offre une grande surface au vent se comporte comme une voile : la poussée du vent s'ajoute aux efforts de la charge et peut la faire dériver. Les repères de l'INRS (ED 6107, p. 66 et annexe 5, p. 89-91) :
- Deux situations. Grue « en service », sous le contrôle du grutier, qui peut arrêter le travail à tout moment ; grue « hors service », sans grutier (nuit, intempéries), calculée pour rester stable sous le vent hors service défini par la notice, dans une configuration définie, sans charge au crochet et avec la flèche dans la position fixée par le constructeur.
- Vent en service. Ne jamais dépasser la vitesse de vent admissible indiquée par le constructeur pour les opérations de levage.
- Prise au vent conventionnelle. Le tableau des charges retient une prise au vent conventionnelle choisie à la conception, classiquement 1 m² par tonne. Quand la surface de la charge dépasse celle que permet la courbe de charge, la vitesse de vent maximale doit être réduite selon la notice ou les procédures en place.
- Aides. La présence d'un anémomètre est une bonne aide à la conduite ; il doit être installé à la hauteur maximale de la flèche (annexe 5, p. 90-91). Il convient de prendre en compte les rapports météorologiques quand un levage est programmé, en particulier lors du passage d'un front.
- Hors service. Des instructions précisent les mesures que prend l'opérateur, par exemple abaisser la flèche en fin de service (p. 66).
L'annexe 5 de l'ED 6107 propose une démarche simplifiée : le vent limite se déduit du vent admissible du tableau de charges, d'un coefficient lié à la forme de la charge (coefficient de traînée) et d'un coefficient minorateur selon le rapport masse sur surface, sans jamais dépasser le vent défini par le constructeur (p. 90). Dans son exemple, un silo de 100 m² de surface au vent et de 30 t, pour un vent en service admissible de 50 km/h, donne un vent maximal de 27 km/h (p. 91). Ce sont des valeurs d'exemple de l'INRS : sur le chantier, on applique la notice du constructeur et les consignes du site.
Réglementairement, lorsqu'il dépasse une hauteur fixée par arrêté, l'emploi à l'air libre d'un équipement de levage de charges non guidées cesse dès que la dégradation des conditions météorologiques est susceptible de compromettre la sécurité de son fonctionnement ; l'employeur se dote des moyens d'être informé de l'évolution de ces conditions (article R4323-46, reproduit dans l'ED 6107, p. 65-66). À la prise de poste, le conducteur évalue l'impact des conditions météorologiques sur les manutentions prévues (R.483A, annexe 2 A2|2 A, p. 25).
Piège du test : en cas d'orage, la grue mobile est mise à l'arrêt (ED 6107, p. 66). Le vent admissible en service n'est jamais dépassé, et il se réduit pour une charge à grande surface au vent ; aucun chiffre ne se retient sans la notice de la grue.
Questions fréquentes
Comment estimer la masse d'une charge ?
Masse = volume × masse volumique ; la méthode est approximative et l'INRS recommande de surévaluer le résultat (ED 6107, p. 62).
Quels éléments s'ajoutent à la charge ?
Le crochet ou la moufle, le palonnier et les élingues. La masse des câbles n'est généralement pas comptée, sauf cas particuliers (descente dans un puits, par exemple) (ED 6107, p. 62).
Quand une grue mobile est-elle stable ?
Quand le moment stabilisant (plate-forme, contrepoids, châssis) l'emporte sur le moment de renversement (flèche et charge à la portée considérée), soit P1 × L1 ≥ P2 × L2 dans le schéma simplifié de l'INRS (ED 6107, p. 40-41).
Que faire si la charge a une grande prise au vent ?
Réduire la vitesse de vent maximale selon la notice ou les procédures en place, et ne jamais dépasser le vent admissible du constructeur (ED 6107, p. 66).
Sources : recommandation R.483A de l'Assurance Maladie, 2e édition, mai 2026 (annexe 2 p. 23 et 25, barème du test théorique p. 27) ; INRS ED 6107, Grues mobiles : manuel de sécurité, novembre 2018 (§ 1.1.1 p. 7, § 6.1 et 6.2 p. 40-41, § 8.5 p. 58-59, § 8.6.1 p. 62, § 8.6.2 p. 65-66, § 8.8 p. 67, annexe 5 p. 89-91) ; Code du travail, article R4323-46 (tel que reproduit dans l'ED 6107). Les masses volumiques, la prise au vent conventionnelle et l'exemple du silo sont ceux de l'INRS ; le vent admissible et les charges d'une grue donnée se lisent dans sa notice. Vérifié le 23 octobre 2026. INRS · ameli.fr. Notre méthode · Tout sur le CACES R483.