Manutention, élingage et levage des matériaux

Introduction au chapitre

La manutention, l’élingage et le levage des matériaux constituent une compétence fondamentale pour le Construction Craft Worker (CCW). Sur les chantiers canadiens, une proportion significative d’accidents graves et mortels implique des opérations de levage : chute d’objets, rupture d’élingues, basculement de charges, ou contact avec des lignes électriques aériennes. Ce chapitre couvre les principes mécaniques, les équipements, les procédures sécuritaires, les calculs de charge et les exigences réglementaires fédérales que vous devez maîtriser pour l’examen Sceau rouge.

Ce chapitre est structuré selon les tâches et sous-tâches du profil de certification national pour le métier de Construction Craft Worker, bloc de compétences C : « Effectuer la manutention, l’élingage et le levage des matériaux ».

Principes fondamentaux du levage

La gravité et le centre de gravité

Tout objet possède un centre de gravité (CG) — le point où la masse totale de l’objet est considérée comme concentrée. Pour un objet uniforme et symétrique, le CG est au centre géométrique. Pour une charge irrégulière, le CG est déplacé vers la partie la plus lourde.

Règle d’or : Le crochet de levage doit être directement au-dessus du centre de gravité de la charge. Si ce n’est pas le cas, la charge basculera ou pivotera dès qu’elle quittera le sol.

Calcul du CG pour une charge composée : Divisez la charge en formes simples. Pour chaque forme, déterminez son poids (W) et la distance de son CG à un point de référence (d). Le CG global est :

CG = (W₁ × d₁ + W₂ × d₂ + …) ÷ (W₁ + W₂ + …)

Exemple : Une poutre de 6 m pesant 300 kg supporte un moteur de 150 kg fixé à 2 m de l’extrémité gauche. Le CG de la poutre est à 3 m. Le CG combiné est :

CG = (300 × 3 + 150 × 2) ÷ (300 + 150) = (900 + 300) ÷ 450 = 1200 ÷ 450 = 2,67 m de l’extrémité gauche.

Le poids et la masse

Masse : quantité de matière (kg).

Poids : force exercée par la gravité sur cette masse (N ou kgf).

Sur Terre, 1 kg de masse pèse environ 9,81 N (≈ 10 N pour les calculs pratiques). Pour l’examen, utilisez la conversion : 1 kg ≈ 2,2 lb et 1 tonne métrique (t) = 1000 kg.

Conversions utiles :

Unité	Équivalence
1 kg	2,2046 lb
1 t (tonne métrique)	2204,6 lb
1 lb	0,4536 kg
1 kN	≈ 100 kgf
1 m³ d’eau	1000 kg (1 t)

Équipements de levage et leurs capacités

Élingues

Les élingues sont les éléments de liaison entre le crochet de la grue et la charge. Le choix de l’élingue dépend du poids, de la forme, de la température, et des conditions environnementales.

Élingues en câble d’acier

Construction : torons torsadés autour d’une âme (fibre ou acier).

Avantages : résistance élevée, résistance à l’abrasion et à la chaleur.

Inconvénients : raides, peuvent endommager les charges fragiles, risque de déformation.

Facteurs de mode (angle d’élingage) : La capacité d’une élingue diminue lorsque l’angle entre les brins augmente. Le facteur de mode est un multiplicateur appliqué à la capacité nominale de l’élingue en configuration droite.

Angle au crochet (vertical)	Facteur de mode
90° (vertical)	1,00
60°	0,87
45°	0,71
30°	0,50
0° (horizontal)	0,00 (interdit)

Règle : L’angle entre deux brins d’une même élingue ne doit jamais être inférieur à 30° (angle au crochet). En pratique, un angle de 60° au crochet est considéré comme le minimum acceptable pour la stabilité.

Calcul de la tension dans chaque brin :

T = (Poids de la charge ÷ Nombre de brins) × (1 ÷ sin(angle au crochet))

Exemple : Charge de 2000 kg, 2 brins, angle au crochet de 60°.

T = (2000 ÷ 2) × (1 ÷ sin 60°) = 1000 × (1 ÷ 0,866) = 1000 × 1,155 = 1155 kg par brin.

Élingues en chaîne

Grade 80 (alliage) et Grade 100 sont les plus courants.

Avantages : flexibilité, résistance à l’abrasion, tolérance aux températures élevées (jusqu’à 200 °C pour le grade 80).

Inconvénients : lourdes, sensibles aux chocs et à la corrosion.

Capacité nominale indicative (chaîne grade 80) :

Diamètre de maillon	Capacité verticale (kg)
8 mm	800
10 mm	1250
13 mm	2000
16 mm	3200
20 mm	5000

Élingues en sangle (textile)

Polyester, nylon, polypropylène.

Avantages : légères, souples, ne rayent pas les surfaces.

Inconvénients : sensibles aux coupures, à la chaleur (> 100 °C), aux UV et aux produits chimiques.

Code d’identification des sangles : La capacité nominale est indiquée sur une étiquette cousue. Une étiquette illisible ou manquante rend l’élingue hors service.

Accessoires d’élingage

Crochets : doivent être munis d’un verrou de sécurité fonctionnel. Un crochet ouvert ou déformé est hors service.

Manilles : vérifier le diamètre de la broche et l’usure. La charge doit être appliquée dans l’axe de la manille.

Anneaux de levage : utilisés pour les charges filetées ou boulonnées.

Benne preneuse, palonnier : équipements spécialisés pour charges longues ou volumineuses.

Inspection des élingues

Avant chaque utilisation :

Câble d’acier : rechercher les fils cassés, les nœuds, les corrosions, les déformations (oiseau, panier), l’usure.

Chaîne : maillons allongés, fissures, déformations, marques de choc.

Sangle : coupures, déchirures, coutures ouvertes, étiquette manquante.

Critères de mise hors service (câble d’acier) :

6 fils cassés sur une longueur d’un pas de câblage (ou 3 fils cassés sur un toron).

Réduction de diamètre de plus de 7 % par rapport au diamètre nominal.

Corrosion visible ou piqûres.

Déformation permanente (cintrage, écrasement).

Calculs de charge et facteurs de sécurité

Charge nominale et charge de travail

Charge nominale (Working Load Limit, WLL) : charge maximale qu’un équipement peut supporter en conditions normales d’utilisation.

Charge de rupture : charge qui provoque la défaillance de l’équipement.

Facteur de sécurité : rapport entre la charge de rupture et la charge nominale.

Facteurs de sécurité typiques :

Équipement	Facteur de sécurité
Câble d’acier	5:1
Chaîne grade 80	4:1
Sangle textile	7:1
Crochet	4:1
Manille	5:1

Charge totale à soulever

La charge totale comprend :

71.Le poids net de la charge.

72.Le poids des accessoires de levage (élingues, manilles, palonnier).

73.Toute force dynamique (accélération, vent, succion).

Formule : Charge totale = Poids net + Poids des accessoires + Facteur dynamique (généralement 10 % du poids net pour les opérations normales).

Capacité de la grue et portée

La capacité d’une grue mobile diminue à mesure que la portée (distance horizontale entre l’axe de rotation et le centre de la charge) augmente. Cette relation est illustrée sur le diagramme de charge (load chart) de la grue.

Règles d’utilisation du diagramme de charge :

Toujours utiliser la configuration réelle de la grue (longueur de flèche, stabilisateurs déployés ou non, contre-poids).

La capacité indiquée est pour un sol ferme et de niveau.

Les stabilisateurs doivent être déployés et calés sur des plaques de répartition.

Le vent et les conditions de sol peuvent réduire la capacité.

Trap à éviter : Ne jamais interpoler linéairement entre deux valeurs du diagramme de charge sans vérifier la méthode prescrite par le fabricant.

Procédures d’élingage

Choix du mode d’élingage

Mode	Description	Facteur de mode
Élingue simple	Un brin vertical	1,00
Bride	Élingue passée autour de la charge, les deux extrémités au crochet	2,00 (mais la charge est supportée par deux brins)
Corbeille	Élingue passée sous la charge, les deux extrémités au crochet	2,00
Corbeille avec angle	Corbeille avec les brins inclinés	Selon l’angle
Deux élingues	Deux brins verticaux	2,00
Deux élingues avec angle	Deux brins inclinés	Selon l’angle (voir tableau ci-dessus)

Exemple de calcul pour une corbeille : Une élingue en câble d’acier de 10 mm a une capacité verticale de 1000 kg. En corbeille (facteur 2,0), la capacité devient 2000 kg. Mais si les brins sont à 60° au crochet, le facteur de mode est 0,87 × 2,0 = 1,74. La capacité est donc 1740 kg.

Procédure d’élingage sécuritaire

89.Planifier : identifier le poids, le CG, la trajectoire, les obstacles.

90.Inspecter : élingues, crochets, manilles, points d’ancrage.

91.Positionner : placer l’élingue sous la charge, centrée sur le CG.

92.Attacher : utiliser des nœuds ou des accessoires appropriés. Ne jamais faire de nœud dans une élingue en câble d’acier.

93.Vérifier : s’assurer que l’élingue n’est pas tordue, que les angles sont acceptables, que les arêtes vives sont protégées (protège-arêtes).

94.Tensionner : lever lentement pour prendre la charge, vérifier l’équilibre, puis poursuivre.

95.Guider : utiliser des cordes de guidage (tag lines) pour contrôler la rotation. Ne jamais guider la charge avec les mains.

96.Déposer : abaisser lentement, sur une surface stable, avec des cales si nécessaire.

Signaux de grue

Le signaleur (rigger) doit connaître les signaux manuels standardisés du Code canadien du travail et de l’ANSI/ASME B30.5. Les signaux doivent être donnés par une seule personne désignée.

Signaux de base :

Signal	Signification
Bras tendu, pouce vers le haut	Lever
Bras tendu, pouce vers le bas	Descendre
Bras tendu horizontal, main ouverte, paume vers le bas, mouvement latéral	Déplacer la flèche
Bras plié, avant-bras vertical, poing fermé, mouvement circulaire	Tourner
Les deux bras croisés devant la poitrine	Arrêt d’urgence

Règlementation et normes canadiennes

Code canadien du travail (CCT) — Partie II

Le Code canadien du travail, Partie II (Règlement canadien sur la santé et la sécurité au travail) s’applique aux chantiers sous juridiction fédérale. Les articles pertinents incluent :

Article 14.1 : Levage et transport — l’employeur doit s’assurer que les équipements de levage sont inspectés et entretenus.

Article 14.2 : Les élingues doivent être inspectées avant chaque utilisation.

Article 14.3 : Les charges ne doivent pas être suspendues au-dessus des travailleurs.

Article 14.4 : Les travailleurs ne doivent pas se tenir sous une charge suspendue.

CSA B167 — Ponts roulants et portiques

La norme CSA B167 (Sécurité des ponts roulants et des portiques) spécifie les exigences d’inspection, d’essai et d’entretien. Elle définit les inspections :

Fréquentes : avant chaque quart de travail (visuelle).

Périodiques : mensuelles ou trimestrielles (plus détaillées).

Initiales : avant la première mise en service.

CSA Z150 — Grues mobiles

La norme CSA Z150 (Sécurité des grues mobiles) couvre la conception, l’inspection, l’exploitation et l’entretien des grues mobiles. Points clés :

Le grutier doit être qualifié et détenir un certificat de compétence.

Le diagramme de charge doit être disponible dans la cabine.

Les stabilisateurs doivent être utilisés conformément aux spécifications.

Les charges ne doivent jamais excéder la capacité nominale.

CSA Z248 — Grues à tour

La norme CSA Z248 s’applique aux grues à tour. Elle exige des inspections périodiques et des essais de charge.

Règlement sur les grues — Code canadien de l’électricité, Chapitre V

Le Code canadien de l’électricité, Chapitre V (C22.1-21) traite des distances minimales entre les équipements de levage et les lignes électriques aériennes.

Distances minimales de dégagement (tension de ligne) :

Tension de ligne (kV)	Distance minimale (m)
0 à 750 V	3,0 m
750 V à 75 kV	4,5 m
75 kV à 250 kV	6,0 m
250 kV à 550 kV	8,0 m

Règle d’or : Si la distance minimale ne peut être respectée, l’exploitant du réseau électrique doit être contacté pour mettre la ligne hors tension ou la protéger.

Règlement sur les appareils de levage (Canada)

Le Règlement sur les appareils de levage (DORS/88-69) s’applique aux appareils de levage utilisés dans les entreprises fédérales. Il exige :

Des inspections annuelles par une personne compétente.

Des essais de charge après toute réparation majeure.

Un registre d’inspection tenu à jour.

Techniques de manutention manuelle

Principes de levage sécuritaire

135.Évaluer la charge : poids, forme, encombrement, stabilité.

136.Positionner les pieds : écartés, un pied légèrement en avant.

137.Fléchir les genoux : dos droit, menton relevé.

138.Saisir fermement : paumes vers le haut si possible.

139.Lever avec les jambes : garder la charge près du corps.

140.Ne pas pivoter le tronc : tourner avec les pieds.

Limites de levage recommandées (guide général) :

Situation	Limite (kg)
Levage au sol, à hauteur de poitrine	23 kg (femmes), 34 kg (hommes)
Levage au sol, à hauteur des épaules	15 kg (femmes), 23 kg (hommes)
Levage au sol, au-dessus des épaules	9 kg (femmes), 14 kg (hommes)

Ces valeurs sont indicatives ; le Règlement canadien sur la santé et la sécurité au travail exige une évaluation des risques pour chaque tâche de manutention.

Aides mécaniques à la manutention

Transpalette : capacité typique de 2000 à 3000 kg.

Chariot élévateur : capacité de 1500 à 5000 kg selon le modèle.

Palonnier : pour charges longues (tuyaux, poutres).

Ventouse : pour plaques de verre, panneaux.

Pince de levage : pour tôles, blocs de béton.

Pièges à éviter

152.Confondre charge nominale et charge de rupture : la charge nominale est la charge de travail maximale, jamais la charge de rupture.

153.Oublier le poids des accessoires : le poids des élingues, manilles et palonniers doit être inclus dans la charge totale.

154.Négliger l’angle d’élingage : plus l’angle est fermé, plus la tension dans chaque brin augmente. Un angle de 30° au crochet double la tension par rapport à un angle de 90°.

155.Utiliser une élingue endommagée : toute déformation, coupure ou étiquette manquante rend l’élingue hors service.

156.Se tenir sous une charge suspendue : c’est interdit par le Code canadien du travail, même pour un « bref » moment.

157.Ignorer le diagramme de charge de la grue : la capacité change avec la portée, la configuration et les conditions de sol.

158.Faire un nœud dans une élingue en câble d’acier : cela réduit la capacité de 50 % ou plus et est interdit.

159.Ne pas protéger les arêtes vives : une arête vive peut couper une sangle textile ou endommager un câble.

160.Utiliser des signaux non standardisés : tous les signaux doivent être conformes à la norme et compris par le grutier.

161.Sous-estimer l’effet du vent : une charge légère et large peut être déstabilisée par le vent.

Résumé

Le centre de gravité doit être sous le crochet de levage pour éviter le basculement.

Les facteurs de mode réduisent la capacité des élingues selon l’angle d’élingage. L’angle minimum au crochet est de 30°.

La tension dans chaque brin se calcule avec la formule T = (Poids ÷ Nombre de brins) × (1 ÷ sin(angle)).

Les élingues (câble, chaîne, sangle) doivent être inspectées avant chaque utilisation et mises hors service en cas de défaut.

La charge totale comprend le poids net, les accessoires et les facteurs dynamiques.

Le diagramme de charge de la grue doit être consulté pour chaque opération.

Les distances minimales par rapport aux lignes électriques sont définies par le Code canadien de l’électricité, Chapitre V.

Les normes CSA B167, CSA Z150 et CSA Z248 régissent les équipements de levage.

La manutention manuelle suit des principes biomécaniques : dos droit, genoux fléchis, charge près du corps.

Le Code canadien du travail, Partie II interdit de suspendre des charges au-dessus des travailleurs et exige des inspections régulières.

Questions d’auto-évaluation

176.Une charge de 1500 kg est élinguée avec deux brins à un angle de 45° au crochet. Quelle est la tension dans chaque brin ?

Réponse : T = (1500 ÷ 2) × (1 ÷ sin 45°) = 750 × 1,414 = 1060,5 kg.

178.Une élingue en câble d’acier de 12 mm a une capacité verticale de 1200 kg. Quelle est sa capacité en corbeille avec un angle de 60° au crochet ?

Réponse : Facteur de mode = 2,0 × 0,87 = 1,74. Capacité = 1200 × 1,74 = 2088 kg.

180.Quelle est la distance minimale à respecter entre une grue et une ligne électrique de 120 kV ?

Réponse : 6,0 m (selon le Code canadien de l’électricité, Chapitre V).

182.Quels sont les trois critères de mise hors service d’un câble d’acier ?

Réponse : 6 fils cassés sur un pas de câblage, réduction de diamètre de 7 %, déformation permanente.

184.Quelle norme CSA régit les grues mobiles ?

Réponse : CSA Z150.

Références normatives

Code canadien du travail, Partie II — Règlement canadien sur la santé et la sécurité au travail.

Règlement sur les appareils de levage (DORS/88-69).

CSA B167 — Sécurité des ponts roulants et des portiques.

CSA Z150 — Sécurité des grues mobiles.

CSA Z248 — Sécurité des grues à tour.

Code canadien de l’électricité, Chapitre V (C22.1-21).

ANSI/ASME B30.5 — Mobile and Locomotive Cranes (référence pour les signaux manuels).

Ce chapitre vous prépare aux questions de l’examen Sceau rouge portant sur la manutention, l’élingage et le levage. Maîtrisez les calculs, les facteurs de mode et les normes — ces éléments reviennent systématiquement à l’examen.

Manutention, élingage et levage des matériaux