Stabilité d'une nacelle : courbes de charges, sol et centre de gravité

Pourquoi la stabilité compte autant

Une nacelle porte une ou plusieurs personnes à plusieurs mètres du sol : si elle perd sa stabilité, la chute de la plate-forme et le renversement de la machine touchent directement l'opérateur. La recommandation R.486B place donc la stabilité dans le référentiel de formation (annexe 2, § D et E, p. 22) et lui consacre 12 points au test théorique, dont 4 points pour la seule lecture des courbes de charges (p. 27).

La fiche suit l'ordre du barème : les notions de physique (masse, surface au vent, centre de gravité), l'équilibre, les conditions de stabilité, les courbes de charges, puis le sol. Le vent, qui joue aussi sur la stabilité, est traité en détail dans la fiche conditions climatiques et travaux en élévation.

Les facteurs de renversement et les limites d'emploi sont repris côté exploitation dans la fiche renversement et limites d'emploi.

Masse, surface au vent, centre de gravité

Le référentiel demande de savoir évaluer « la masse, la surface au vent et la position du centre de gravité des charges habituellement manutentionnées, selon le lieu et l'activité » (annexe 2, § D, p. 22). Trois notions, trois questions à se poser avant de monter.

• La masse. Elle ne se limite pas au matériau : la R.486B demande de définir les charges en comptant la masse des opérateurs et des outillages embarqués (annexe 2, § G, p. 23). Pour le calcul d'adéquation, l'INRS propose dans sa fiche PEMP de retenir 80 kg par personne, auxquels on ajoute le matériel, l'outillage et les matériaux (ED 6195, p. 22).
• La surface au vent. C'est la surface que le vent « voit » : plus une plate-forme porte de panneaux, de plaques ou de gaines de grande dimension, plus la poussée du vent augmente, à vitesse de vent égale. Le vent est cité par la R.486B parmi les causes de renversement (p. 22) et sa valeur limite est celle de la notice du constructeur (p. 23).
• Le centre de gravité est le point où l'on peut considérer que toute la masse est concentrée. Il se déplace quand on déplace des charges sur la plate-forme, quand on lève ou quand on sort la structure : une charge posée au bord n'agit pas comme la même charge au centre.

La classification des PEMP repose elle-même sur cette idée. Dans le groupe A, la projection verticale du centre de la surface de la plate-forme reste toujours à l'intérieur des lignes de renversement, jusqu'à l'inclinaison maximale du châssis spécifiée par le fabricant. Le groupe B réunit toutes les autres machines (R.486B, annexe 1, p. 18). Attention : la définition parle du centre de la surface de la plate-forme, pas du centre de gravité de la charge.

L'équilibre : polygone de sustentation et moment

Le barème nomme deux notions : le polygone de sustentation et le moment (p. 27). Le référentiel ajoute les « conditions d'équilibre des PEMP » (annexe 2, § E, p. 22).

• Le polygone de sustentation est la surface délimitée par les points d'appui de la machine au sol : roues, ou stabilisateurs quand la machine en a. Ses côtés sont les lignes de renversement citées plus haut. Tant que la verticale du centre de gravité de l'ensemble (machine, personnes, charges) reste à l'intérieur, la machine tient ; si elle en sort, elle se renverse.
• Le moment de renversement est le produit d'une force (le poids de la plate-forme, des personnes et des charges) par sa distance à l'arête de renversement, c'est-à-dire un bras de levier (« moment de renversement », annexe 2, § D, p. 22). Le moment stabilisateur est celui de la masse du châssis, de l'autre côté de l'arête. La machine est stable tant que le second l'emporte sur le premier.

Les conditions de stabilité : ce qui la fait perdre, ce qui la garantit

La R.486B liste, à l'annexe 2 (§ F, p. 22), les origines du renversement d'une PEMP. Ce sont les cinq facteurs à savoir citer :

Côté dispositifs, le référentiel cite le limiteur de charge ou de moment, le détecteur de dévers, l'asservissement des stabilisateurs et le contrôle de position transport, et ajoute qu'il faut connaître les risques liés à leur neutralisation (annexe 2, § B, p. 21). Un dispositif de sécurité qui coupe un mouvement signale que la machine approche de sa limite : on ne le contourne pas.

• Règles de stabilisation. Le référentiel inclut des « règles de stabilisation des PEMP » (p. 22). À la prise de poste, selon le type de PEMP, on déploie les stabilisateurs, on règle l'horizontalité du châssis, et on les replie en fin d'intervention (p. 24).
• Charges successives. Il faut respecter les limites de capacité « lors d'entrées et de sorties successives de charges sur la plate-forme » (p. 22) : chaque personne ou chaque outil qui monte s'ajoute au total.
• Déformations. Le référentiel rappelle l'incidence des déformations de la structure extensible sur la solidité de la PEMP (p. 23) : une structure déformée ou abîmée se signale, on ne l'utilise pas.
• Effort latéral. À défaut d'une valeur du constructeur, la norme NF EN 280 fixe des efforts horizontaux admissibles : 20 daN pour une capacité d'une personne et 40 daN pour deux personnes et plus (valeurs reprises par l'INRS, ED 6195, p. 20). La notice reste la référence.

Lire une courbe de charges : 4 points à gagner

La R.486B demande la « lecture et utilisation des courbes de charges fournies par le constructeur (charge maximale, hauteur, portée) » (annexe 2, § E, p. 22). Et, à la prise de poste, de vérifier « que la manutention est possible compte tenu de la capacité de la PEMP, de la hauteur et de la portée éventuelle (courbes de charges) » (p. 24). Le texte précise que cette opération n'est pas l'examen d'adéquation de l'arrêté du 1er mars 2004, qui relève du chef d'établissement.

Une courbe de charges, ou enveloppe de travail, se présente en général comme un graphique : la portée (distance horizontale) en abscisse, la hauteur en ordonnée, et des zones délimitées par des courbes, chacune associée à une charge admissible. Le document réel est celui du constructeur, propre à chaque modèle et à chaque configuration : on lit celui de la machine que l'on utilise, jamais un autre.

La méthode en cinq étapes

1. Identifier la machine et sa configuration (modèle, stabilisateurs sortis ou non) et prendre la courbe qui y correspond, dans la notice.
2. Repérer le point de travail le plus défavorable : la hauteur et la portée maximales que l'on va réellement utiliser.
3. Lire la charge admissible dans la zone où se trouve ce point.
4. Calculer la charge embarquée : personnes, outillage, matériaux (R.486B, p. 23).
5. Comparer. Si la charge embarquée dépasse la charge admissible : alléger, déplacer le châssis pour réduire la portée, ou choisir une autre machine.

Sur ce dernier point, l'INRS rappelle que le choix d'un matériel dépend de la nature des travaux et de la possibilité de positionner le châssis porteur à la verticale de la zone de travail (ED 6118, § 4.3.1, p. 20).

Nature et état du sol

Le sol est l'une des deux choses sur lesquelles la machine repose, l'autre étant ses propres appuis : une PEMP parfaitement conçue peut se renverser sur un sol qui cède. La R.486B demande de vérifier l'adéquation de la PEMP avec « la nature, l'état, la planéité et l'horizontalité (pente et dévers) du sol » et avec les contraintes de site : présence de regards, de fouilles ou de trottoirs (annexe 2, § G, p. 23). Les « limites d'emploi » du même paragraphe comprennent la nature de la surface de roulement et d'appui, ainsi que la pente et le dévers autorisés.

En conduite, on adapte aussi sa vitesse « en fonction de la charge, de la nature du sol et du trajet à effectuer » (p. 24), et on vérifie les points d'appui à chaque positionnement. La valeur de pente ou de dévers admissible n'est pas universelle : elle se lit dans la notice de la machine (p. 21 : « pente / dévers autorisés »).

Les pièges du test

• « La charge maximale d'utilisation vaut partout. » La courbe relie charge, hauteur et portée : à certains points de l'enveloppe, la charge admissible est inférieure à la capacité nominale. On lit la courbe, on ne retient pas seulement le chiffre de la plaque.
• Oublier les personnes. La charge embarquée inclut les opérateurs et leur outillage (p. 23).
• Confondre groupe et catégorie. Le groupe (A ou B) vient de la norme produit et décrit la géométrie ; les catégories du CACES sont A, B et C. Un « 3B » est un type de machine, pas un CACES.
• Centre de gravité de la charge ou de la plate-forme. La définition du groupe A parle du centre de la surface de la plate-forme, projeté dans les lignes de renversement.
• Chercher un chiffre universel. Pente, dévers, vent, effort latéral : la réponse est dans la notice du constructeur. Les 20 et 40 daN de la NF EN 280 ne valent qu'à défaut.
• Contourner le dispositif qui coupe. Limiteur de moment, détecteur de dévers : leur neutralisation est un risque cité par le référentiel (p. 21).

Questions fréquentes