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Pelles de démolition de grande hauteur – Des configurations de plus en plus abouties pour plus de sécurité et de productivité

26 avril 2017
<span>Pelles de démolition de grande hauteur</span> – Des configurations de plus en plus abouties pour plus de sécurité et de productivité

Marché de niche aux mains de quelques constructeurs experts, les pelles de démolition de grande hauteur sont par définition un produit de petite diffusion pour une clientèle spécialisée à même d’en tirer le maximum d’efficacité dans les meilleures conditions de sécurité. Afin de mieux cerner les évolutions et d’esquisser quelques axes de progrès, la rédaction de Chantiers de France a organisé une table ronde. Compte rendu des échanges.

Philippe Boehrer, responsable Solutions Pelles chez Liebherr France SAS : « Les systèmes hydrauliques de changement rapide d'accessoires se développent. »

Philippe Boehrer, responsable Solutions Pelles chez Liebherr France SAS : « Les systèmes hydrauliques de changement rapide d’accessoires se développent. »

La conception et la fabrication des pelles de démolition Liebherr étant localisées au sein de l’usine de Colmar, l’industriel a toujours cultivé la proximité avec les entreprises spécialisées dans la démolition en France. La capacité à répondre à partir d’un cahier des charges donné avec une solution « sur-mesure » et la volonté de proposer les configurations les plus productives et les plus sécurisantes pour les opérateurs ont fait de la marque le fournisseur de référence de la profession depuis de longues années.

Deux nouvelles pelles présentées à l’occasion de Bauma 2016 (Liebherr R 950 et R 960 Démolition avec motorisation Tier IV Final) de respectivement 27,50 et 33 m de hauteur de travail arrivent sur le marché et viennent progressivement se substituer aux R 944 C et R 954 C à moteur Tier IIIA. Au sommet de la gamme, Liebherr propose la R 974C, pelle de près de 130 t développant 400 kW pour des débits de 2×496 l/min et un circuit de rotation de 315 l/min et capable de travailler à une hauteur record de 43 m. La question de machines plus petites mais pouvant travailler à grande hauteur étant régulièrement posée, le bureau d’études planche sur des châssis et des tourelles « compacts » adaptés pour recevoir une flèche de grande hauteur.

Alessandro Cicccolella, directeur R&D de Indeco : « Plus l'outil est lourd, plus il délivre de la puissance. »

Alessandro Cicccolella, directeur R&D de Indeco : « Plus l’outil est lourd, plus il délivre de la puissance. »

« L’idée est de s’inspirer de ce que nous faisons en pelles de manutention industrielle, explique Philippe Boehrer, responsable Solutions Pelles chez Liebherr France SAS. La mutualisation des moyens de R&D de pelles sophistiquées mais commercialisées à quelques dizaines d’unités seulement est nécessaire. »

« 100 % maison », Volvo CE propose deux modèles EC 380 HR et EC480 HR développés sur des porteurs de respectivement 40 et 50 t. Une déclinaison de la pelle EC 300 HR de 30 t est à valider par le bureau d’études suédois. « À la demande de nos clients européens qui souhaitent se développer sur de la démolition secondaire sur la base de pelles conventionnelles de terrassement, le bureau d’études travaille sur des configurations de 25 et 22 t avec flèche banane et protections spécifiques, rapporte Bruno Franche, responsable Produit Pelles chez Volvo CE. Les arbitrages se feront cette année pour des développements à l’horizon 2018 et 2019. »

Alexis Muhlhoff, responsable Produits chez Komatsu Europe : « Les enjeux de sécurité sont prégnants. »

Alexis Muhlhoff, responsable Produits chez Komatsu Europe : « Les enjeux de sécurité sont prégnants. »

Avec cinq modèles dont trois dérivés des applications mixtes et deux dédiés aux applications de déconstruction, Komatsu se positionne en challenger et entend profiter de l’absence provisoire de Caterpillar pour consolider ses positions auprès des démolisseurs. La mise à niveau des motorisations explique l’arrivée prochaine des Komatsu 390 HRD (26 m), petites sœurs de la PC 490 HRD (28 m), attendues avant l’été. « Nous sensibilisons nos clients sur le fait qu’une pelle démolition avec flèche de grande hauteur comme la Komatsu 390 HRD est dédiée à une application et que sauf à changer l’équipement, elle n’est pas destinée à faire du terrassement, souligne Alexis Mulhloff, responsable Produits chez Komatsu Europe. Les enjeux de sécurité sont prégnants dans la filière Démolition. »

Contraintes spécifiques

Bruno France, responsable Produit Pelles chez Volvo CE : « Une pelle de démolition de grande hauteur ne peut pas être une machine polyvalente. »

Bruno France, responsable Produit Pelles chez Volvo CE : « Une pelle de démolition de grande hauteur ne peut pas être une machine polyvalente. »

Les besoins des exploitants ayant significativement évolué, les fournisseurs se sont adaptés afin de rester en phase avec les attentes de leurs clients. Après s’est focalisée sur les très grandes hauteurs, la demande s’est déplacée plus récemment vers des porteurs à même d’emmener des outils plus lourds mais moins haut (autour de 30/35 m). L’explication de cette tendance se trouve dans la qualité des bétons à traiter, plus résistants car plus ferraillés.

« Beaucoup de nos clients qui possèdent une pelle de terrassement classique de 30/35 t nous interrogent pour la transformer en outils de démolition, rapporte Alessandro Ciccollella, directeur R&D de Indeco. Nous avons développé et présenté en 2016 des outils de 2,5 à 4,5 t de poids opérationnel dédiés à ces pelles de grande hauteur, comme les multiprocesseurs Indeco IMP25-35-45 équipés de pulvérisateurs, les broyeurs rotatifs IRP 23-29-36 et les pinces IMG 2300 et IMP 2700. La configuration spéciale de ces outils est le résultat d’un compromis entre la sécurité, la performance et la souplesse d’utilisation. »

Dans tous les cas, le spécialiste italien des équipements de démolition s’attache à respecter les données techniques de porteurs (abaques, capacité de charge maxi, capacités maxi à portée maxi…) avec des coefficients de sécurité pour ne pas compromettre la stabilité de la machine et la sécurité de l’utilisateur. « Beaucoup d’équipementiers proposent des kits d’adaptation qui permettent de transformer de manière plus ou moins efficace une pelle de terrassement en pelle de démolition moyennant une rallonge, observe Gianfranco Salvemini, directeur Export d’Indeco. Ce n’est pas ce que nous préconisons en tant que spécialiste, d’autant que le client a souvent recours à cette alternative à la fin de la période de garantie de sa machine. »

Gianfranco Salvemini, directeur Export d'Indeco : « Nous ne préconisons pas d'adapter une pelle de terrassement pour la démolition. »

Gianfranco Salvemini, directeur Export d’Indeco : « Nous ne préconisons pas d’adapter une pelle de terrassement pour la démolition. »

Des modifications qui échappent aux constructeurs et qui peuvent parfois poser problème en termes de compatibilité entre le porteur et son outil, l’exploitant ayant tendance à sélectionner l’outil le plus lourd, ce qui peut compromettre la stabilité de l’ensemble. Aussi, chez Indeco, chaque outil est conçu pour répondre aux besoins exprimés par les exploitants les plus exigeants et dimensionnés pour être montés en toute sécurité sur des pelles de démolition de toutes marques. Considérant la puissance installée sur les porteurs et le dimensionnement du circuit hydraulique, ni les pressions, ni les débits ne sont problématiques.

« Une pelle de terrassement, même avec une rallonge, ne fera jamais de démolition grande hauteur, rétorque Bruno Franche. Notre mission est de convaincre ces exploitants qu’une pelle de démolition, a fortiori de grandes hauteurs, de par ses spécificités et son équipement de travail, n’est pas une machine polyvalente et qu’elle doit être utilisée conformément aux applications pour lesquelles elle est destinée. »

Un point de vue partagé par Komatsu. « Pas plus qu’on ne fait de la démolition avec une pelle de terrassement, on ne fait de travaux de longue portée de type talutage avec une flèche de démolition qui a été dessinée spécifiquement, avance Alexis Muhlhoff. Le problème ne se pose pas avec les clients démolisseurs qui connaissent le matériel mais plus avec des entreprises de terrassement qui voudraient se diversifier dans la démolition. »

Confronté à ces mêmes demandes, Liebherr a développé une famille de bras « multi-usages de grande longueur » destiné à être monté avec attache rapide sur la flèche de base du porteur de démolition et capable de travailler avec différents accessoires. « Les configurations de travail dans lesquels ces machines évoluent sont le résultat d’un compromis entre la cinématique de la flèche de base et les coefficients de sécurité », précise Philippe Boehrer.

Outils plus lourds

p1Hauteur et poids. Tels sont les deux paramètres mentionnés par l’exploitant quand il s’agit de déterminer sa solution. Si le travail à plus de 40 m de hauteur est aujourd’hui inenvisageable, en particulier pour des questions de visibilité, la tendance à utiliser des outils de démolition plus lourds se confirme, passant d’équipement de 2,5/3 t à 3,5 t voire 4 t, incluant l’attache rapide à 35 m. L’outil le plus diffusé est le brise-béton pour la grande majorité des applications d’écrêtage, les pinces de tri, les cisailles à béton et marginalement les BRH. Ce dernier est pourtant indispensable pour percer les châteaux d’eau.

La demande de mâchoires interchangeables se précise. L’adéquation de l’outil et du porteur est vérifiée par le bureau d’études sur la base des débits hydrauliques du porteur et sur la capacité de la pompe de rotation dédiée à l’outil. Idem pour les pressions des vérins de flèches, de balancier et de godet. « Chez les professionnels de la déconstruction, les exploitants comme les opérateurs maîtrisent leur sujet, remarque Bruno Franche. Leur besoin est bien exprimé et les demandes restent cohérentes. »

La situation est différente chez les nouveaux entrants, « auprès de qui nous avons un rôle d’accompagnement tout au long de la définition de la configuration de travail afin d’écarter des demandes parfois insensées et de s’affranchir ainsi d’éventuels problèmes de garanties ou en cas de casse », rapporte Alexis Mulhloff. À ce titre, le rôle du concessionnaire doit être valorisé.

Contraintes de transports

p2Le sujet reste sensible. Comment monter, démonter et transporter une pelle de démolition de grande hauteur dans les meilleures conditions et le plus rapidement possible. La pression économique étant forte, les exploitants sont à la recherche des solutions les plus productives. La facilité à déplacer cet outil de production est essentielle dans le calcul de son retour sur investissement. Leur conception restant conditionnée par les lois de la physique, la marge de manœuvre des fabricants est limitée.

Parmi les voies de progrès identifiées, la possibilité de tendre vers des designs de type « compact » intégrant mieux les contrepoids dans la tourelle de la machine. La possibilité d’outils hydrauliques de pose et de dépose des contrepoids qui arrivent sur le marché est également une réponse adaptée aux exploitants. « Les contraintes sont exacerbées dans les grandes métropoles, note Alexis Muhlhoff. Le recours à des flèches télescopiques, un moment envisagé, ne s’est pas avéré pertinent pour les exploitants. »

De même, des flèches sans déport arrière ne paraissent pas envisageables sauf à pénaliser significativement les performances de la machine. « Il faut envisager le chantier différemment en prévoyant des travaux préparatoires avant la mise en œuvre de ces pelles », propose Bruno Franche. De son côté, Philippe Boehrer se réfère à ce qui se fait déjà outre-Rhin et qui pourrait bientôt gagner la France. « Les démolisseurs allemands utilisent de plus en plus les systèmes hydrauliques de changement rapide Likufix ou Oil-Quick. »

Entièrement automatiques, ces dispositifs qui autorisent de changer d’équipement depuis la cabine contribuent à renforcer la sécurité et le confort de l’opérateur. Ils participent également à la rapidité des changements réalisés grâce à une seule pression sur un bouton.

Traitement des poussières

p3La systématisation des outils de pulvérisation d’eau dédiés au rabattement des poussières est une amélioration notable dans les pratiques professionnelles. Ces dispositifs peuvent être doublés par des dispositifs indépendants de la pelle. Une chose est sûre : les poussières doivent être traitées à deux niveaux. À la source, lors de l’attaque de l’outil de démolition de structure à déconstruire et au sol, à la chute des éléments.

« Nos clients demandent de plus en plus des cabines à surpression avec filtration supplémentaire », informe Alexis Muhlhoff. Une tendance confirmée chez Liebherr « avec des filtres pour atmosphères viciées qui permettent d’isoler l’opérateur des éventuels filaments d’amiante en suspension dans l’air ». S’agissant d’intervention très méticuleuse dans le cadre de chantier de déconstruction requérant une précision parfois chirurgicale, les opérateurs agissent avec beaucoup de retenue.

p4L’exposition aux vibrations est donc moindre, d’autant que « l’élasticité » de la flèche et la cabine inclinable absorbent une partie des vibrations transmises par l’outil. « Les broyeurs ou les cisailles transmettent peu de vibrations, confirme Gianfranco Salvemini. La conception des BRH Indeco HP Saving Fuel avec l’outil suspendu dans la carcasse du marteau isolant des vibrations permet de s’affranchir de cette problématique. »

Avec une gamme de 28 brise-roche hydrauliques, Indeco propose une gamme longue proposant, pour chaque type de pelles, trois modèles différents. « Pour les exploitants, c’est l’assurance de travailler avec la configuration le mieux adaptée à son travail, qu’il s’agisse de démolition primaire ou secondaire », souligne Gianfranco Salvemini, « plus les exploitants gagnent en expertise, plus leur demande d’outils spécifiques devient pointue ».

La visibilité, facteur de sécurité

p5Considérant les hauteurs de travail inhérentes à ces pelles de démolition, dont certaines peuvent dépasser les 60m, la visibilité constitue un enjeu fondamental, tant elle conditionne à la fois la sécurité et la productivité. Les cabines inclinables sont la règle, faisant partie de la livrée de série. A contrario, les caméras implantées au plus près de l’outil et sur la flèche, alternative pourtant pas toujours plébiscitée par les exploitants, font très rarement l’objet de montage en usine.

« Même si l’équipement est proposé de série, les clients préfèrent recourir à une installation ultérieure, certains disposant déjà de leur propre équipement », observe Bruno Franche, « ils souhaitent également pouvoir permuter d’une machine à une autre selon leur besoin ». Volvo propose deux caméras, l’une sous la flèche, pour des raisons de protection, l’autre sur le côté, avec deux modes de vision (panoramique et rapproché), sur un même écran (mode partage ou plein écran). Le contexte de travail conditionne également le choix des exploitants.  Cela explique qu’une pelle de démolition Volvo sur trois en soit dotée de série.

Chez Liebherr, le ratio est encore plus parlant, avec 1 pelle sur 5, toutes catégories confondues. « Au-delà de 30 m, la caméra est indispensable », estime Philippe Boehrer, « nos clients étant relativement autonomes sur ce point et privilégiant les solutions amovibles ». Les caméras aimantées sont appréciées car elles s’installent et s’enlèvent facilement et sont rangées à l’abri ainsi la nuit. En outre, cette façon de procéder permet d’implanter la caméra de manière déportée sur le balancier, « pour disposer d’un angle de vision élargi », quand un montage d’usine prévoit de l’installer sur le bras. « En cas de travail en intérieur, le manque de lumière empêche l’utilisation de caméras », rapporte Alexis Mulhloff. La parade ? Des LED qui permettent de disposer d’un éclairage efficace à disposer sur la flèche, le balancier mais aussi sur la cabine.

D’un point de vue visibilité, la conception de vitre blindée d’une seul tenant, légèrement bombée et l’implantation du moteur, souvent volumineux, des essuie-glaces du parebrise et du toit, sous le poste de conduite ou à l’arrière de la cabine ont permis de dégager la vision frontale de l’opérateur. Un travail sur les angles des grilles de protection participe de cette même nécessité de protéger au mieux l’opérateur. Parallèlement, tous les constructeurs travaillent à des solutions déportées. Plus complexes à concevoir d’un point de vue technique, donc plus coûteuses, les télécommandes et les radiocommandes sont régulièrement indispensables dans le cadre d’opération de déconstruction complexe, ou en zone sensible.

« La seule réserve que l’on peut opposer à ces solutions à trait au matériel », remarque Philippe Boehrer, « l’opérateur n’étant plus dans le siège, il ne ressentant plus les mouvements de la pelle, cette dernière a tendance à être plus secouée, même si les débits et les vitesses ont été adaptées en conséquence ». Si cela permet de s’affranchir du sacro-saint rapport H/2, cela entraîne aussi une perte de productivité, difficilement quantifiable, mais réelle. L’utilisation à court terme de drones, positionnés au-dessus de la zone à déconstruire est évoquée.

En l’absence de « permis de conduire », spécifique à ces pelles de démolition de grande hauteur, la sensibilisation des opérateurs aux enjeux de sécurité constitue une priorité des entreprises. Le rôle du constructeur est tout aussi important, en particulier lors de la mise en route de la machine sur le chantier, même si l’opérateur reste le plus compétent considérant son savoir-faire et son expérience. « La sécurité reste une affaire interne à l’entreprise », estime Alexis Mulhloff, « le rôle du constructeur est de rappeler les éléments de sécurité sur chantier à des opérateurs qui sont qualifiés dans leur domaine ».

Un point de vue partagé par Volvo, qui a fait de cette thématique son cheval de bataille et qui souligne l’importance d’insister sur « les conditions de travail en sécurité et la bonne maîtrise de matériels par nature sophistiqués ». « Les prises en main d’une pelles de démolition durent une journée au minimum», affirme Bruno Franche, « l’opérateurs doit être à l’aise avec les procédures de montage et de démontage de la flèche et des outils ». Comme le souligne Gianfranco Salvemini, « l’organisation générale du chantier contribue également à la sécurité, le conducteur des travaux ou le chef de chantier ayant un rôle important, les opérateurs de pelles de démolition de grande hauteur étant consciencieux, et expérimentés ».

Cela explique que le recours à la location n’est pas répandu, « faute de rentabilité économique », les opérateurs étant affectés à une machine. Par contre, les contrats de type « full-service » tendent à se développer à la demande des exploitants.

Le panel est unanime pour attester de l’apport des organisations professionnelles et la mobilisation au sein des principaux acteurs de la démolition sur les enjeux de sécurité et du respect des bonnes pratiques. A ce titre, il faut mentionner que les accidents interviennent rarement pendant les travaux, mais plus en fin de chantier, voire à la préparation. De même, l’activité reste localisé à l’échelle du pays, peu d’acteurs se risquant à s’exporter jusque dans un passé récent.

Voies de progrès

p6La reconnaissance automatique des outils n’est pas à l’ordre du jour. Pour une bonne adéquation porteur-outils, des programmes spéciaux permettent aux équipes techniques du constructeur, via son distributeur, de paramétrer dans l’ordinateur embarqué, les débits et les pressions préconisés pour les accessoires les plus couramment utilisés. « Cela sécurise leur emploi et facilite la tâche de l’opérateur qui sélectionne les paramètres corrects », informe Alexis Mulhloff.

Chez Liebherr, c’est le système « maison » appelé Likufix qui remplit cette mission, grâce au transpondeur implanté sur l’outil de démolition : « le système enregistre aussi les heures de fonctionnement de l’outil lui-même et dispose d’une sécurité qui permet d’éviter tout problème d’huile hydraulique, en particulier en cas d’utilisation de fluide bio, qui requiert une filtration particulière, et ou de fluide minéral ». Une parade efficace, tant l’outil est souvent négligé. « Le broyeur à béton, la cisaille de démolition, la pince de tri  ou le brise-roche hydraulique sont souvent négligés dans la définition de la solution, or c’est le cœur du dispositif », rappelle  Alessandro Ciccollella, « la précision des réglages comme le choix des huiles hydrauliques en conditionnent l’efficacité ».

p7Liebherr et Komatsu s’accordent sur l’importance de proposer aux exploitants une production « européenne », la proximité avec l’usine étant souvent déterminante dans la finalisation de la configuration de la pelle et du choix de l’outil. « Chez Volvo, toutes nos pelles de démolition étant produites en Corée du sud, nous privilégions des spécifications d’usine », précise Bruno Franche, « de manière paradoxale, la pelle de démolition est certainement la machine la plus standard que nous commercialisons ».

Si les systèmes de récupération d’énergie n’offrent que pas de réels intérêts, les cycles de travail en démolition ne permettant pas de régénérer efficacement le circuit hydraulique, le recours à des motorisations électriques se profilent. Pour les constructeurs, c’est un projet à moyen terme, la gestion du câble d’alimentation restant à régler. « Compte-tenu des coûts de développement induits, la pelle sera plus chère et l’acceptabilité de telles solutions reste à prouver au regard des contraintes de chantier », estime Philippe Boehrer, « techniquement nous sommes en mesure de réaliser une pelle de démolition électrique, en capitalisant sur notre savoir-faire en pelles de manutention et pelles minières ».

Un développement nécessaire au risque de se voir substituer les robots de démolition, et donc de sortir du marché, auquel les constructeurs sont disposés à aboutir rapidement, en fonction de l’évolution réglementaire. A plus longue échéance, on peut imaginer tendre vers des solutions 100% électriques, sans fluide, moyennant une nouvelle génération d’accessoires. « C’est ce qui est dans les cartons de Volvo », révèle Bruno Franche, « dans cette perspective la cabine aura disparu ».

Le concept du poste de pilotage déporté est partagé par Komatsu, qui se réfère à ses développements dans le Mining. « On peut imaginer un système de drones permettant à l’opérateur de visualiser le chantier sous différents angles à parti d’un poste de commandes au sein de l’entreprise », avance Alexis Muhlhoff. « Il est évident que le travail de l’opérateur sera encore facilité mais que la hauteur de travail n’évoluera pas significativement », prédit Philippe Boehrer. Quant à l’outil de démolition, il est vraisemblable que de nouveaux matériaux permettront d’en alléger le poids tout en en améliorant les performances, répondant en cela aux demandes des exploitants.

Jean-Noël Onfield

Le chiffre

10%.

Pour une bonne adéquation entre l’outil brise roche et le porteur, il est recommandé que le poids de cet outil ne dépasse pas 10% de la masse du porteur. En restant dans une fourchette de l’ordre de 8%, l’opérateur évolue en toute sécurité. Pour autant, la configuration du chantier, la nature du terrain et le type de déconstruction, doivent toujours être pris en compte dans la réflexion.

 

Pelles de démolition Grande Hauteur

Données chiffrées

10 à 15 unités/an

100 unités : parc opérationnel

1 000 à 1 200 heures : moyennes annuelles travaillées

À partir de 10/12 000 heures : renouvellement