Fiche Commission Manutention Levage - Juin 2013

Commission
Manutention-levage
et stockage
Commission : Manutention-levage et stockage.
Président : Gérard Piron (Réel).
Chargé de profession : Alain Trouvé.
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Membres de la commission : 18 sociétés, un représentant du syndicat professionnel Cisma.
Comité programme : Engins mobiles et installations regroupant les professions Machines
agricoles - Matériels de travaux publics, carrières et PM, mines, forage, équipements pour
le bâtiment - Matériels de manutention-levage, stockage.
Collaboration entre industriels et le Cetim, les comités programme doivent optimiser les
moyens consacrés à la R&D en fédérant les thèmes communs à plusieurs commissions
professionnelles.
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Résultats globaux
32 projets gérés en 2012 dont huit lancés cette même année.
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Types de projets réalisés par la commission :
- bruit, vibration, thermique : mesures acoustiques par antennerie, synthèse sur la réduction du bruit de l’échappement moteur,
simulation vibro-acoustique, caractérisation des liaisons solidiennes, dissociation vibratoire entre la cabine et l’engin ;
- simulation-calcul, normalisation : codes de calcul en levage (FEM, CEN) ; calcul des efforts sur flasques ; calcul des casiers
de stockage (Rack-Design), sécurité EN 280 élévateurs de nacelles, modélisation des pistes des roulements de couronnes,
caractérisation / modélisation des composants hydrauliques, modélisation des chocs galet / rail ;
- mesure, contrôle, surveillance : surveillance des treuils et palans, détection obstacle en roulant, mesure des charges résiduelles
sur essieu arrière, dévissage des fixations, pilotage des machines par WiFi, surveillance prédictive par analyse des courants,
contrôle des soudures d’angle non pleinement pénétrées ;
- procédés, matériaux : procédés alternatifs au soudage, assemblage de matériaux métalliques avec des non métalliques, guide
de choix patin de glissement chariot télescopique, martelage pour amélioration de la tenue en fatigue des soudures, utilisation
des câbles synthétiques ou hybrides, guide pour le soudage des structures mécanosoudées, capitalisation des études soudage ;
- Fatigue : influence du cisaillement moyen sur la tenue en fatigue des arbres, conception fiabiliste (méthodologie Deffi chargementrésistance), fatigue vibratoire, tenue en fatigue des couronnes d’orientation (banc couronne), maitrise des risques technologiques
dans la construction de machines (définition d’objectifs) ;
- divers : caractérisation des performances des huiles biodégradables, amélioration des performances énergétiques des engins
mobiles, spécification dimensionnement des transmissions de puissance par engrenage pour les appareils de levage.
Thématiques prioritaires du comité programme
Conception fiabiliste, simulation vibro-acoustique, efficacité énergétique, maintenance prédictive, aide intelligente à la conduite et à
la stabilité des engins, applications structurales des matériaux composites, modélisation et simulation des procédés d’assemblages.
Technologies prioritaires 2015 en mécanique
Dans le prolongement de l’exercice Technologies Clés 2015 pour l’industrie française du ministère de l’Industrie, la FIM et le
Cetim, en partenariat avec le Cetiat, l’Institut de soudure et le LRCCP, ont identifié 41 technologies prioritaires pour les entreprises
de mécanique à l’horizon 2015. Ces technologies qui font ou feront la différence demain sont compilées sous forme de fiches
et sont consultables sur cetim.fr
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Sélection du comité programme :
• Entreprise étendue, Intégration du facteur humain, Éco-conception, Efficacité énergétique des produits et procédés, Aciers très
hautes performances et superalliages, Composites thermoplastiques, Assemblage multi-matériaux, Soudage de matériaux à
hautes performances, Conception / simulation mécatronique, Capteurs autonomes et communicants, Composants et machines
communicants, Conception de produits fiables et sûrs, Surveillance en continu, Télésurveillance et pilotage à distance.
Quelques résultats d’actions finalisées en 2012
E MAÎTRISE DES RISQUES TECHNOLOGIQUES DANS LA CONSTRUCTION DE MACHINE : DÉFINITION D’OBJECTIFS
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La société occidentale moderne place la gestion du risque au centre de son fonctionnement, jusqu’à fixer précisément dans ses
lois l’intégration, dès la conception, de la prévention des risques. Les exigences essentielles de santé et de sécurité précisées
dans la directive « Machines » en sont l’exemple européen. D’autres événements redoutés, non considérés par ces textes, sont
néanmoins de nature à altérer la confiance des utilisateurs et l’image de l’entreprise. Par exemple, l’interruption de mission
avec perte d’exploitation ou la détérioration de biens confiés, font partie de ces risques. Pour les risques de type matériel, le
constructeur les gère en arbitrant entre le coût économique de leur suppression et le potentiel de perte d’image de leur acceptation.
Cet arbitrage n’est possible qu’à partir d’une « objectivation » du risque par une probabilité de défaillance de la fonction évaluée,
dans le contexte d’intervention et en fonction des durées réelles d’exposition.
L’objectif de cette action est donc la réalisation d’un guide destiné à aider le concepteur à se représenter les risques technologiques
qu’il traite dans son contexte d’intervention, à partir d’une valeur objective de ruine acceptable. Ce guide ne concerne pas les
risques liés à la santé et à la sécurité des personnes qui relèvent des exigences réglementaires fixées par la directive Machines
2006/42/CE, sachant que les normes ISO 12100 et EN 13849 ainsi que l’ISO 2394 sont de nature à en aider leur application.
Valorisation : Mise à disposition d’un rapport dans la collection Performances « Maitrise des risques technologiques » courant
2013 reprenant la totalité de l’étude. (Ce recueil sera téléchargeable gratuitement pour les cotisants sur le site internet du Cetim,
rubrique Mécathèque).
E DISPOSITIFS D’ISOLATION VIBRATOIRE DE LA CABINE D’ENGINS MOBILES (ACTION DU COMITÉ PROGRAMME)
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Quels sont les systèmes d’isolation utilisés pour préserver des vibrations les postes de conduite des engins tout en assurant
une grande sécurité ? Réponse avec un état des lieux complet des technologies et des dispositifs permettant de se prémunir
des sollicitations provenant du reste de la machine (moteur, outils, trains roulants) et de son environnement (route, sol).
Ces résultats, qui viennent en réponse aux besoins des industriels vis-à-vis de la législation, sont désormais disponibles. En effet,
face aux exigences que pose l’application de la directive européenne 2002/44/CE « agents physiques vibrations », les industriels
doivent mettre en œuvre des dispositifs adaptés à la réduction des niveaux vibratoires au poste de conduite tout en conciliant
les enjeux industriels. Objectif atteint !
Valorisation : Mse à disposition d’un ouvrage de la collection Performances « État de l’art des dispositifs d’isolation vibratoire
de la cabine d’engins mobiles ». (Rapport 9Q205, téléchargeable gratuitement pour les cotisants sur le site internet du Cetim,
rubrique Mécathèque). Article paru dans la revue Cetim Infos n° 221 de mars 2013.
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E RÉALISATION D’UNE JOURNÉE TRANSFERT (ACTION DU COMITÉ PROGRAMME)
21 novembre 2012 à Senlis, les trois professions de la filière Engins mobiles et installations ont été conviées à un événement un
peu particulier. Les industriels présents ont en effet eu l’occasion de partager l’avancement des résultats d’études menées à leur
attention. Gratuite et intitulée « Machines agricoles, de travaux publics, de manutention et de levage : vos engins sur la voie de
l’innovation », cette manifestation a laissé une large place aux échanges et a permis de faire état des résultats des
travaux des actions professionnelles liés principalement aux thématiques :
- soudage ;
- amélioration des performances énergétiques des engins mobiles ;
- mécatronique, surveillance et sécurité ;
- tenue à la fatigue des équipements ;
- environnement ;
- composites et assemblages multimatériaux.
Valorisation : La journée a été menée sous forme d’une action de diffusion des résultats des actions ; les détails de la vingtaine
de conférences présentées sont disponibles à cette adresse : http://www.cetim.fr/cetim/fr/Documents/Machines-agricoles-detravaux-publics-de-manutention-et-de-levage-vos-engins-sur-la-voie-de-l-innovation.
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Quelques actions sur 2013
E INFLUENCE DU CISAILLEMENT MOYEN SUR LA TENUE EN FATIGUE DES ARBRES
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Quelle est l’influence des conditions de service réelles sur la tenue des matériels ? Grande question, mais impérieuse… Car en effet,
en matière de construction de machines, il existe certains composants plus critiques que d’autres… Les réducteurs en font partie.
Du moins, dans leur utilisation. À preuve, les arbres de réducteur sont soumis à des chargements multiaxiaux non classiques :
ils supportent simultanément des contraintes de flexion, de torsion et de cisaillement d’effort tranchant non négligeables.
Deux grands types d’utilisation sont à distinguer (service continu et service intermittent). Ils soumettent les arbres à des chargements
différents, notamment en ce qui concerne le couple de torsion. À l’heure actuelle, l’effet de la torsion moyenne est négligé dans
les méthodes de dimensionnement des arbres de réducteur. Dans la bibliographie, de nombreux auteurs ont montré qu’elle
n’aurait pas d’influence, dans le cadre d’essais avec des niveaux de sollicitations faibles et des éprouvettes non entaillées :
ette hypothèse reste à vérifier dans le cas d’entailles sous forts niveaux de sollicitations, où très peu de données sont disponibles.
Cette problématique concerne aussi bien les fabricants de transmissions mécaniques que d’engins de manutention, levage et
stockage. L’enjeu de cette action est donc de permettre aux industriels de connaître l’influence des conditions de service réelles
sur la tenue de leurs matériels, de choisir la méthode de calcul adaptée et d’optimiser le dimensionnement des matériels.
Les travaux 2013 consisteront à proposer une approche combinée numérique-expérimentale. Il s’agit de déterminer
expérimentalement l’influence d’une torsion moyenne et de comparer les durées de vie obtenues avec les prévisions des différents
modèles de calcul. Le programme de travail prévoit une analyse expérimentale pour un triplet matériau / géométrie d’entaille / niveau
de torsion moyenne puis l’application de la même démarche à une seconde géométrie, un second niveau de torsion moyenne et
un autre matériau. Une phase de corrélation entre essais et calculs est également prévue.
E CARACTÉRISATION DES HUILES BIODÉGRADABLES (ACTION DU COMITÉ PROGRAMME)
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L’évolution des exigences techniques et les nouvelles contraintes environnementales ont vu naître une gamme étendue de
lubrifiants à base végétale dans des applications variées. On peut s’attendre à ce que l’utilisation de ces huiles « biodégradables »
devienne de plus en plus réglementée soit en lien avec l’équipement soit avec son utilisation dans des zones dites « sensibles »
(réglementation concernant les chaînes de tronçonneuses en Autriche, réglementation interdisant les huiles minérales pour les
bateaux naviguant sur les voies d’eau en Suisse). Pour les constructeurs d’engins mobiles se pose la question de la performance
de ces huiles biodégradables dans leurs fonctions de base (lubrification, transmission de puissance), dans leurs interactions avec
les matériaux en contact (stockage), mais aussi dans leurs tenues dans le temps (fiabilité, durabilité). Suite au dossier d’instruction
mené précédemment, il a été décidé de se concentrer dans un premier temps sur les huiles « bio » pouvant faire fonctionner
les systèmes de transmission de puissance (volume important, fuite possible) et de réaliser un banc d’essai afin de caractériser les
performances de ces huiles « bio » en les comparant à celles d’une huile minérale classique.
Les travaux 2013 consisteront principalement à réaliser les essais de tenue en endurance d’une huile minérale et de deux huiles
biodégradables définies par les industriels du groupe de travail. Chaque essai d’une huile demande environ quatre mois.
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E CAPITALISATION DES ÉTUDES SOUDAGE (ACTION DU COMITÉ PROGRAMME)
Faire un point sur les très nombreuses études et ainsi réaliser une synthèse permettant de diffuser ces connaissances dans le
domaine du soudage : voici l’objectif principal de cette action. Ce sujet d’importance et intéressant les structures pour Engins
mobiles et installations, le Cetim en a pris la mesure depuis de nombreuses années puisque les actions collectives liées à cette
thématique sont innombrables.
Ces informations seront donc regroupées et remises en perspective au sein des cinq chapitres suivants :
• Conception (conceptions d’assemblage et des choix de métaux de base)
• Soudabilité des matériaux (problèmes de métallurgie du soudage pour quelques nuances d’aciers mis en œuvre en structure
ou en éléments anti-abrasion)
• Procédés de soudage et soudabilité opératoire (paramètres du soudage MAG et ses variantes et soudage laser hybride)
• Aptitude à l’emploi (comportement des assemblages soudés vis-à-vis de la tenue à la fatigue)
• Opération post soudage (qualité des réparations, parachèvements pour améliorer la tenue en fatigue et mise en peinture).
Les travaux menés en 2013 consisteront à réaliser ce document et à le mettre à disposition sous la forme d’un rapport dans
la collection Performances (téléchargeable gratuitement pour les cotisants sur le site internet du Cetim, rubrique Mécathèque)
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