Pelle mécanique hydraulique

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Une pelle hydraulique.

La pelle mécanique hydraulique est un engin de chantier également connu sous le nom de pelleteuse ou excavatrice. Quand elle est de petite taille, on parle de minipelle ou de midipelle.

Ne pas confondre avec un tractopelle qui est l'association d'une pelle hydraulique et d'un chargeur sur pneus.

Morphologie[modifier | modifier le code]

Pelle mécanique New Holland Kobelco E215.

La pelle hydraulique est constituée d'un châssis porteur à chenilles ou à pneus, surmonté d'une tourelle dotée d'une rotation continue sur 360 degrés. Cette tourelle porte le moteur, les organes hydrauliques (pompe, moteurs, vérins), le poste de conduite et l'équipement (bras, flèche, balancier et godet).

Châssis[modifier | modifier le code]

Il est composé d'une structure mécano-soudée, souvent en « X ». Sur sa partie supérieure, il est conçu pour pouvoir supporter la tourelle et sa partie inférieure pour pouvoir accueillir les longerons qui comportent le système de déplacement (chenilles ou pneus). On y trouve également des équipements comme les lames ou les stabilisateurs (pour les pelles sur pneus).

Pour les pelles sur chenilles, il existe plusieurs types de châssis :

  • LC : le plus répandu, voie et empattement longs ;
  • WLC : exclusivement chez Liebherr, il diffère de la version LC par une voie plus importante ;
  • NLC : le plus souvent présent sur les pelles de plus de 25 tonnes, il leur permet de ne pas dépasser 3 mètres de large ;
  • CK : conçu par Poclain qui avait diminué la voie et l’empattement pour pallier un problème d'usure.

Chenilles[modifier | modifier le code]

Minipelle Case CX31B.
Article détaillé : Chenille.

Plus les chenilles sont larges, plus la pression au sol (exprimée en décanewtons par centimètre carré) est petite ; les machines qui vont dans les marais peuvent avoir des patins de 1 200 millimètres, une machine normale de 20 tonnes a des patins de 500 mm à 700 mm. En revanche, pour des terrains durs, il faut des patins ou tuiles peu larges, sinon ils risqueraient de se briser. De même, plus les chenilles sont larges, plus l'usure des chenilles augmente et plus on abime le terrain dans les virages. L'énergie nécessaire au virage augmente également. La largeur idéale d'une chenille est donc un compromis : « Aussi étroit que possible mais aussi large que nécessaire ».

La stabilité dépend de la surface totale définie par la limite extérieure des chenilles. En conséquence, plus les chenilles sont longues et écartées, plus la machine est stable. Le poids du châssis et des chenilles jouent aussi un rôle : plus il est grand, plus la machine est stable.

Certaines machines sont équipées de châssis télescopiques pour diminuer la largeur de transport et sur certains modèles, les chenilles peuvent être démontées pour le transport lorsqu'elles sont trop lourdes.

Certaines pelles à pneus sont équipées de stabilisateurs, sans lesquels la pelle bouge et risque de se renverser, ou sont dotées d'un système qui bloque les essieux et empêche la pelle de trop tanguer. En complément, sur les minipelles, les midipelles et les pelles à pneus, une lame est installée sur le châssis pour augmenter la stabilité. Cet accessoire est également utilisé pour reboucher les tranchées.

Tourelle[modifier | modifier le code]

Elle est composée de la cabine, du moteur, des pompes hydrauliques, des réservoirs, du contrepoids et des distributeurs. L'équipement est fixé par le biais d'une liaison pivot.

Équipements[modifier | modifier le code]

Pelle à flèche monobloc.
Scéma du fonctionnement d'une flèches monobloc.

Flèche[modifier | modifier le code]

Elle est reliée à la tourelle par l’intermédiaire d'une liaison pivot. Pour faire varier son inclinaison, deux configurations sont possibles :

  • un vérin sous la flèche (pour les pelles de moins de 10 tonnes) ;
  • deux vérins latéraux (pour toutes les autres).

Il existe différentes conceptions de flèche :

  • les monoblocs : ce sont les plus robustes et donc les plus adaptées aux applications sévères (carrières, terrassement de grande masse, BRHetc.) ;
  • les « volées variables » ou « triples articulations » : la flèche est séparée en deux, l'opérateur peut faire varier la volée de la flèche grâce à une articulation de celle-ci. On les trouve sur beaucoup de pelles à pneus, cela offre l'avantage de pouvoir travailler dans un espace plus restreint ;
  • les dé-portables : elles permettent de travailler parallèlement à l'axe du châssis sans être dans son alignement. Ce type de flèches possède une conception plus fragile et est donc réservé à des applications où les contraintes ne sont pas trop importantes.

Balancier[modifier | modifier le code]

Il s'agit de la pièce intermédiaire entre la flèche et le godet. La principale caractéristique de cet élément est sa longueur :

  • plus il est court, plus la force de creusement sera forte (principe du bras de levier). Les balanciers courts sont essentiellement employés sur les pelles de production (> à 50 tonnes. Les temps de cycle sont réduits, le besoin de modifier la position du balancier se faisant moins sentir ;
  • plus il est long, plus la machine sera performante pour des opérations de talutage et de nivellement ;
  • il existe des pelles possédant un équipement « longue portée », il s'agit de l'association d'une flèche longue et d'un balancier long. Ces pelles sont amenées à travailler sur la création et l'entretien de berges, à des travaux de curage de plans d'eau, à de excavations profondes...

Godet[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Godet.

Quelques chiffres[modifier | modifier le code]

  • Le poids d'une pelle hydraulique sur pneus peut atteindre 127 tonnes environ[1] et 980 tonnes environ pour celles sur chenilles[2].
  • La puissance peut atteindre 490 ch[réf. nécessaire] environ pour les pelles sur pneus et 3 800 ch (deux moteurs de 1 900 ch)[3] environ pour les pelles sur chenilles.
  • La vitesse maximale de translation (déplacement) est de l'ordre de 4 km/h sur chenilles et 35 km/h sur pneus.
  • Pour l'année 2005, environ 3 450 pelles sur chenilles, 1 850 pelles sur pneus et 8 600 minipelles ont été vendues en France[4].
  • Pour l'année 2010, environ 2 117 pelles sur chenilles, 1 174 pelles sur pneus et 2 117 minipelles ont été vendues en France[5].

Principaux paramètres d'utilisation[modifier | modifier le code]

  • La capacité du godet (de 300 litres à 42 m3)[6].
  • La hauteur de chargement et de déversement du godet.
  • La profondeur maximale de chargement du godet en équipement rétro.
  • La force de pénétration (cavage).
  • La force d'arrachage.

Utilisations[modifier | modifier le code]

Pelle hydraulique faisant de la démolition.

La pelleteuse est utilisée pour des travaux :

  • de terrassement (industries du bâtiment et travaux publics) ;
  • d'extraction (chargement de matériaux dans une carrière…) ;
  • maritimes (extension de port, désensablement…) ;
  • d'assainissement (terrassement de fouille, pose de tuyaux…) ;
  • de réalisation et nettoyage de fossés et de talus… ;
  • de fouilles archéologiques (à la fois pour le décapage initial, le terrassement, l’évacuation des déblais, et la fouille par niveaux successifs d’une épaisseur d’environ un centimètre) ;
  • de manutention (déchargement et pose de conduites d'assainissement, chargement-déchargement de bateaux, de camions ou alimentation de broyeur…) ;
  • de fondations spéciales (forage, parois moulées,…), la pelle sera équipée du matériel : mouton, sonnette... ;
  • de démolition et de triage, la pelle sera alors équipée de pinces hydrauliques ;
  • de déssouchage...

Catégories[modifier | modifier le code]

  • Une pelle de 500 kg à 6 tonnes est une minipelle de catégorie 1 de la recommandation 372 m de la CNAM.
  • Une pelle de 5 à 10 tonnes est une midipelle (nom très peu utilisé, généralement remplacé par minipelle).
  • Une pelle de 10 à 30 tonnes est une pelle de taille moyenne.
  • Une pelle de 30 à 100 tonnes est une pelle d'excavation de masse (lourde).
  • Une pelle de 100 tonnes et plus est une pelle minière dite « de production ».

(donné à titre indicatif)

Constructeurs[modifier | modifier le code]

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. Liebherr A 974 B
  2. Terex RH 400
  3. (en) [PDF] Hitachi EX 8000
  4. Source : Cisma-Seimat
  5. [PDF] évolution du matériel 2009-2010, sur le site seimat.com
  6. Liebherr R9800
  7. Caterpillar
  8. Mecalac France

Voir aussi[modifier | modifier le code]

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Articles connexes[modifier | modifier le code]