Accessoires d'élingage, élingage et contrôle de la charge

Introduction

Ce chapitre couvre l'ensemble des connaissances requises pour l'examen Sceau rouge concernant les accessoires d'élingage, les techniques d'élingage et le contrôle de la charge. La maîtrise de ces notions est essentielle : la majorité des incidents en grutage mobile surviennent lors de l'élingage ou du levage, et non pendant la translation. Vous devez connaître les normes canadiennes applicables, les facteurs de charge, les modes de défaillance et les procédures d'inspection.

1. Élingues : types, construction et critères de sélection

1.1 Élingues en câble d'acier

Les élingues en câble d'acier sont composées de torons enroulés autour d'une âme (fibre ou acier). La résistance dépend du facteur de configuration (FC) qui s'applique selon le mode d'élingage.

Formule fondamentale :

Charge de travail admissible (CTA) = Charge de rupture minimale (CRM) ÷ Facteur de sécurité (FS)

Pour les élingues en câble d'acier, le facteur de sécurité est de 5 selon la norme CSA Z150 (Code de sécurité relatif aux grues mobiles).

Tableau 1 — Facteurs de configuration pour élingues en câble d'acier

Mode d'élingage	Facteur de configuration (FC)
Vertical (1 brin)	1,0
Élingue simple en berceau	0,80
Élingue en berceau 2 brins	1,4 (2 × 0,7)
Élingue en berceau 3 brins	2,1 (3 × 0,7)
Élingue en berceau 4 brins	2,8 (4 × 0,7)
Pendant (choke)	0,75
Pendant 2 brins	1,5 (2 × 0,75)

Attention : le facteur de configuration s'applique à la charge de travail admissible, pas à la charge de rupture. Une erreur fréquente consiste à multiplier la CRM par le FC — c'est incorrect.

1.2 Élingues en sangle (textiles)

Les élingues en sangle sont fabriquées en polyester, nylon ou polypropylène. Le polyester est le plus courant car il résiste bien aux acides et à l'abrasion. Le nylon résiste aux alcalis mais perd 10 à 15 % de sa résistance lorsqu'il est mouillé. Le polypropylène est léger et flotte, mais se dégrade sous l'effet des UV.

Facteurs de configuration pour sangles :

Mode d'élingage	Facteur de configuration
Vertical	1,0
Berceau	2,0 (pour 2 brins)
Pendant	0,80
Berceau 4 brins	2,4 (4 × 0,6)

Remarque importante : pour les sangles, le facteur de sécurité est de 7 (norme CSA Z150). Les étiquettes de la sangle indiquent la charge de travail admissible pour chaque mode ; si l'étiquette est illisible ou manquante, l'élingue doit être retirée du service.

1.3 Élingues en chaîne

Les chaînes sont utilisées pour les charges abrasives, à haute température ou coupantes. Leur facteur de sécurité est de 4 selon la norme CSA Z150. Les chaînes de grade 80 (T) et grade 100 (V) sont les plus courantes en grutage.

Tableau 2 — Diamètres courants et charges de travail (grade 80)

Diamètre (mm)	CTA verticale (kg)
8	800
10	1 250
13	2 100
16	3 200
20	5 000

Inspection des chaînes : mesurer l'usure au point de contact entre les maillons. Si la réduction de diamètre dépasse 10 %, la chaîne doit être retirée. Vérifier également l'allongement : un maillon allongé de plus de 5 % par rapport à sa longueur d'origine indique une déformation plastique.

2. Accessoires d'élingage

2.1 Manilles

Les manilles sont classées par type : manilles à broche vissée (screw pin) et manilles à broche filetée (safety bolt). La charge de travail admissible est estampillée sur le corps. Le facteur de sécurité est de 5 pour les manilles conformes à la norme CSA B167 (norme sur les accessoires de levage).

Règles d'utilisation :

La broche doit être entièrement vissée avant le levage.

Ne jamais remplacer la broche d'origine par une broche de diamètre inférieur.

L'angle entre les deux élingues attachées à une même manille ne doit pas dépasser 120°.

Si la manille est utilisée en pendant, réduire la CTA de 25 %.

2.2 Crochets

Les crochets de levage doivent être munis d'un verrou de sécurité (cran de sécurité) fonctionnel. Les critères de retrait du service incluent :

Déformation permanente : ouverture de la gorge augmentée de plus de 15 % par rapport à la dimension d'origine.

Torsion du corps du crochet de plus de 10°.

Usure de la gorge dépassant 10 % du diamètre d'origine.

Fissures visibles (inspection par magnétoscopie ou liquide pénétrant pour les crochets en service intensif).

2.3 Anneaux et émerillons

Les anneaux de levage (master links) et les émerillons doivent être inspectés pour détecter l'usure, la corrosion et les fissures. Un émerillon qui ne tourne plus librement doit être retiré du service.

2.4 Poulies et moufles

La poulie (sheave) doit avoir un diamètre minimal de 18 fois le diamètre du câble pour les câbles de 6 × 19, et de 21 fois pour les câbles 6 × 36 (norme CSA Z150). Un diamètre de poulie trop petit provoque une fatigue accélérée du câble.

3. Techniques d'élingage

3.1 Modes d'élingage et angles

L'angle d'élingage est l'angle formé entre le brin d'élingue et la verticale. Plus cet angle augmente, plus la tension dans chaque brin augmente.

Formule de calcul de la tension par brin :

T = (P ÷ N) × (1 ÷ cos Ω)

Où :

T = tension par brin (kg ou kN)

P = poids de la charge (kg ou kN)

N = nombre de brins porteurs

Ω = angle d'élingage par rapport à la verticale

Tableau 3 — Multiplicateur de tension selon l'angle

Angle Ω (degrés)	Facteur multiplicateur (1 ÷ cos Ω)
0°	1,00
15°	1,04
30°	1,15
45°	1,41
60°	2,00
90°	∞ (interdit)

Règle pratique : l'angle entre deux brins d'une même élingue ne doit jamais dépasser 90° (soit 45° par rapport à la verticale). Au-delà, la charge de travail admissible est réduite de façon disproportionnée et le risque de rupture augmente.

3.2 Élingue en berceau (basket)

L'élingue en berceau répartit la charge sur deux brins. Le facteur de configuration est de 0,7 par brin pour le câble d'acier. La charge doit être centrée ; si la charge est décentrée, chaque brin supporte une charge inégale et le calcul doit être refait avec la charge maximale sur un seul brin.

3.3 Élingue en pendant (choke)

Le pendant enserre la charge. Le facteur de configuration est de 0,75 pour le câble d'acier et 0,80 pour les sangles. L'angle de pincement (angle entre les deux parties de l'élingue au point de contact avec la charge) ne doit pas dépasser 120°. Au-delà, la charge peut glisser et l'élingue peut se déformer.

Règle d'or : le point d'étranglement (le nœud) doit toujours être positionné sur la charge, jamais sur le crochet.

3.4 Élingage multiple à 3 et 4 brins

Pour 3 brins : facteur de configuration = 2,1 (câble d'acier). Pour 4 brins : facteur = 2,8. Important : ces facteurs supposent que la charge est rigide et que tous les brins sont tendus de façon égale. En pratique, avec une charge flexible ou un sol irrégulier, un seul brin peut supporter la majeure partie de la charge. La règle prudente consiste à considérer que seuls 2 brins sur 4 supportent la charge dans les conditions réelles.

4. Calculs de charge et centre de gravité

4.1 Détermination du poids de la charge

Le poids doit être connu avant tout levage. Les sources incluent : les plans, les factures, les pesées, ou le calcul du volume × densité.

Tableau 4 — Densités courantes (kg/m³)

Matériau	Densité (kg/m³)
Acier	7 850
Aluminium	2 700
Béton	2 400
Bois (pin)	500
Eau	1 000

Exemple de calcul : une poutre en acier de 6 m × 0,3 m × 0,5 m a un volume de 0,9 m³. Poids = 0,9 × 7 850 = 7 065 kg.

4.2 Centre de gravité (CG)

Le centre de gravité est le point où la masse totale de la charge est concentrée. Pour un levage stable, le crochet doit être directement au-dessus du centre de gravité. Si le CG est décalé, la charge s'inclinera jusqu'à ce que le CG soit sous le point d'accrochage.

Méthode de calcul du CG pour une charge composite :

CG total = (Σ (poidsᵢ × distanceᵢ)) ÷ Σ poidsᵢ

Où distanceᵢ est mesurée depuis un point de référence arbitraire.

Trap à éviter : pour une charge dont le CG est inconnu, effectuer un levage d'essai (test lift) de 150 mm maximum, vérifier l'équilibre, puis ajuster les points d'accrochage avant de poursuivre.

4.3 Marge de sécurité et facteur de charge

La charge de travail admissible (CTA) d'un accessoire est la charge maximale qu'il peut supporter dans des conditions normales. La charge d'épreuve (proof load) est généralement de 1,25 × CTA. La charge de rupture est le point de défaillance. Le facteur de sécurité est le rapport entre la charge de rupture et la CTA.

Tableau 5 — Facteurs de sécurité selon le type d'accessoire (CSA Z150)

Élément	Facteur de sécurité
Câble d'acier (élingue)	5
Sangle textile	7
Chaîne	4
Manille	5
Crochet	5
Câble de grue (tambour à crochet)	3,5

5. Inspection et retrait du service

5.1 Fréquence des inspections

Inspection avant chaque utilisation : examen visuel rapide par l'opérateur (déformations, coupures, corrosion, étiquettes).

Inspection périodique : effectuée par une personne compétente, au moins une fois par an (ou plus fréquemment selon l'utilisation intensive). La norme CSA Z150 exige une inspection documentée.

Inspection après un incident : tout choc, surcharge ou déformation suspecte nécessite une inspection approfondie avant remise en service.

5.2 Critères de retrait du service — Câble d'acier

Selon la norme CSA Z150, un câble doit être retiré si :

Le nombre de fils cassés sur une longueur d'un pas de câblage dépasse 6 fils pour un câble 6 × 19, ou 12 fils pour un câble 6 × 37.

L'usure par abrasion réduit le diamètre de plus de 7 % par rapport au diamètre nominal.

Présence de corrosion (piqûres) visible.

Déformation : oiseau (birdcaging), boucle, écrasement, câble en torpille (coke-bottle).

Brûlure ou exposition à une chaleur excessive.

Un seul fil cassé dans une zone de contact avec une poulie ou un tambour.

5.3 Critères de retrait — Sangles textiles

Coupures, déchirures ou abrasion exposant les fibres internes.

Coutures endommagées ou ouvertes.

Brûlures chimiques ou thermiques (fusion des fibres).

Étiquette illisible ou manquante.

Nœuds dans la sangle (interdits).

5.4 Critères de retrait — Chaînes

Usure du diamètre supérieure à 10 %.

Allongement des maillons supérieur à 5 %.

Fissures, entailles ou piqûres de corrosion.

Déformation des maillons (torsion, ouverture).

6. Contrôle de la charge pendant le levage

6.1 Stabilité et balancement

Le balancement de la charge est un danger majeur. Les causes incluent : un CG mal positionné, un vent excessif, une accélération ou décélération brutale, ou un freinage soudain. L'opérateur doit :

Lever lentement pour décoller la charge (vitesse minimale).

Vérifier l'équilibre avant de poursuivre.

Utiliser des cordes de retenue (tag lines) pour contrôler la rotation, jamais les mains directement sur la charge.

Éviter les mouvements combinés (levage + rotation simultanés) lorsque la charge est lourde.

6.2 Communication et signaux

La communication entre l'opérateur et le signaleur (rigger) est essentielle. Les signaux manuels standardisés sont définis dans la norme CSA Z150. En cas de perte de communication, l'opérateur doit arrêter immédiatement tout mouvement et maintenir la charge en position stable.

6.3 Levage de charges dans le vent

La vitesse de vent maximale pour un levage dépend de la surface exposée de la charge et des spécifications du fabricant. En règle générale, un vent supérieur à 32 km/h (20 mph) impose une prudence accrue. Au-delà de 48 km/h, le levage doit être interrompu, sauf si le fabricant indique une limite supérieure.

6.4 Charges immergées ou gelées

Une charge partiellement immergée ou gelée au sol présente un risque de surprise de charge : la force nécessaire pour la décoller est supérieure à son poids apparent. L'opérateur doit :

Estimer la force d'adhérence (glace, boue, aspiration).

Lever très lentement et surveiller l'augmentation de tension.

Ne jamais tenter d'arracher une charge gelée par à-coups.

7. Règles de sécurité et normes applicables

7.1 Normes canadiennes pertinentes

CSA Z150 — Code de sécurité relatif aux grues mobiles (la référence principale).

CSA B167 — Norme sur les accessoires de levage (manilles, crochets, anneaux).

CSA B149.1 — Code sur le gaz naturel et le propane (pertinent si la grue fonctionne au propane).

Code canadien de l'électricité, Chapitre V — applicable aux installations électriques temporaires sur les chantiers (règle 8-200 pour les câbles d'alimentation temporaires).

Règlement canadien sur la santé et la sécurité au travail (Partie XIV — grutage) pour les chantiers sous juridiction fédérale.

7.2 Règles d'or de l'élingage

132.Jamais de surcharge : connaître le poids exact de la charge et la CTA de chaque accessoire.

133.Vérifier les angles : ne jamais dépasser 90° entre deux brins.

134.Protéger les élingues : utiliser des protecteurs d'arêtes (corner protectors) sur les angles vifs.

135.Inspecter avant usage : chaque élingue, chaque manille, chaque crochet.

136.Ne jamais faire de nœuds dans une élingue.

137.Ne jamais se tenir sous une charge : la zone de danger doit être délimitée.

138.Utiliser des cordes de retenue pour contrôler la charge.

139.Vérifier le verrou de sécurité du crochet avant chaque levage.

7.3 Responsabilités de l'opérateur

L'opérateur de grue mobile est responsable de :

Vérifier que les élingues et accessoires sont conformes et en bon état.

Refuser un levage si les conditions de sécurité ne sont pas réunies (droit de refus).

Connaître le poids de la charge et le CG.

S'assurer que le signaleur est qualifié et visible.

Respecter les limites de charge du tableau de charge (load chart) de la grue.

8. Pièges à éviter

149.Confondre facteur de configuration et facteur de sécurité : le FC s'applique à la CTA, le FS est le rapport CRM/CTA.

150.Utiliser l'angle entre les brins au lieu de l'angle par rapport à la verticale : les tableaux de tension utilisent l'angle Ω par rapport à la verticale.

151.Oublier le facteur de réduction pour le mode pendant : une élingue en pendant perd 25 % de sa capacité (câble) ou 20 % (sangle).

152.Considérer que 4 brins = 4 × capacité d'un brin : le facteur réel est 2,8 (câble) ou 2,4 (sangle), pas 4,0.

153.Ignorer l'effet du vent sur une charge large : la force du vent s'ajoute au poids de la charge.

154.Utiliser une manille avec une broche non vissée : la broche doit être en contact complet avec le corps.

155.Ne pas vérifier l'étiquette d'une sangle : une sangle sans étiquette est hors service.

156.Lever une charge gelée ou aspirée au sol : risque de rupture brutale de l'élingue lors du décollement.

157.Se tenir dans la zone de pincement entre la charge et un obstacle.

158.Confondre les unités : toujours convertir en kg ou en kN avant les calculs.

9. Résumé

Les élingues en câble d'acier ont un facteur de sécurité de 5 ; les sangles de 7 ; les chaînes de 4.

Le facteur de configuration dépend du mode d'élingage : vertical (1,0), berceau (0,7/brin), pendant (0,75 pour câble, 0,80 pour sangle).

L'angle maximal entre deux brins est de 90° ; au-delà, la tension augmente de façon exponentielle.

Le centre de gravité doit être sous le crochet pour un levage stable.

Les inspections avant usage sont obligatoires ; tout accessoire endommagé ou non identifié doit être retiré.

La norme de référence est la CSA Z150 ; les accessoires relèvent de la CSA B167.

Le contrôle de la charge inclut : levage lent, cordes de retenue, communication avec le signaleur, et arrêt immédiat en cas de doute.

L'opérateur a le droit et le devoir de refuser un levage dangereux.

10. Questions d'auto-évaluation

171.Quelle est la CTA d'une élingue en câble d'acier de CRM 10 000 kg utilisée en berceau 2 brins à 45° par rapport à la verticale ?

Réponse : CTA verticale = 10 000 ÷ 5 = 2 000 kg. FC berceau 2 brins = 1,4. CTA = 2 000 × 1,4 = 2 800 kg. Tension par brin à 45° = (2 800 ÷ 2) × 1,41 = 1 974 kg par brin (inférieur à 2 000 kg — acceptable).

173.Une sangle polyester a une CTA verticale de 3 000 kg. Quelle est sa CTA en berceau 2 brins ?

Réponse : CTA berceau = 3 000 × 2,0 = 6 000 kg (facteur de configuration 2,0 pour 2 brins en sangle).

175.Un crochet présente une ouverture de gorge de 52 mm alors que la dimension d'origine est de 45 mm. Doit-il être retiré ?

Réponse : Oui. L'augmentation est de (52 − 45) ÷ 45 = 15,6 %, ce qui dépasse le seuil de 15 %.

177.Quelle est la tension dans chaque brin d'une élingue 2 brins supportant une charge de 4 000 kg avec un angle de 60° par rapport à la verticale ?

Réponse : T = (4 000 ÷ 2) × (1 ÷ cos 60°) = 2 000 × 2 = 4 000 kg par brin. La tension double par rapport au levage vertical.

179.Un câble 6 × 19 présente 7 fils cassés sur un pas de câblage. Est-il conforme ?

Réponse : Non. Le seuil est de 6 fils cassés pour un câble 6 × 19. Le câble doit être retiré du service.

Ce chapitre couvre l'essentiel des connaissances théoriques et pratiques pour l'examen Sceau rouge en opération de grue mobile. La maîtrise des calculs, des facteurs et des critères d'inspection est indispensable. Révisez les tableaux de facteurs, les seuils de retrait et les règles de sécurité jusqu'à ce qu'ils deviennent automatiques. Bonne préparation.

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