Appareils de levage

L'EN 13001, un référentiel européen de calcul des appareils de levage à charge suspendue

Même si un ensemble complet de normes de calcul des appareils de levage à charge suspendue vient d'être republié, les premiers travaux sur ce sujet remontent à la version initiale de la Directive Machines.

Dès 1989, le comité de normalisation en charge de la conception des appareils de levage à charge suspendue (CEN/TC 147) a développé des normes de calcul applicables à tous les types d'appareils de levage (grues à tour, ponts roulants, etc). Il avait initialement comme feuille de route la mise à disposition d'un jeu complet de normes basé sur une approche scientifique, destiné à tous (bureaux d'études, utilisateurs) et qui soit disponible pour l'ouverture du marché unique en 1992.

L'objectif était de démontrer de manière théorique que l'appareil, en tenant compte des conditions d'utilisation prévues, a été conçu conformément aux prescriptions de sécurité permettant d'éviter les risques mécaniques tels que :

• l'instabilité globale ;
• le dépassement des limites de résistance (élasticité, rupture, fatigue) ;
• l'instabilité élastique de l'appareil ou de ses éléments (flambage, voilement) ;
• le dépassement des limites de température des matériaux ou des composants ;
• le dépassement des limites de déformation.

Pour mener à bien ces travaux, le retour d'expérience acquis avec des méthodes existantes a été mis à profit : utilisation des règles de calcul de la FEM (Fédération Européenne de Manutention) ou des normes nationales telles que la DIN 15018, reconnues et utilisées par l'ensemble des fabricants européens d'appareils de levage.

Les règles techniques de détail développées dans ces référentiels étant différentes, il a fallu mener continuellement des travaux de vérification et de comparaison dans les bureaux études, ainsi que des enquêtes, avant d'obtenir des consensus successifs au sein du groupe de travail européen.

Ce n'est donc qu'en 2005 qu'ont été publiées la partie 1 dédiée aux prescriptions générales (classification) et la partie 2 dédiée aux effets de charge (efforts et leurs combinaisons).

Par ailleurs, pour mieux répondre aux appels d'offres et gérer les aspects d'interchangeabilité, le groupe a opté pour la rédaction de normes spécifiques (série des parties 3) donnant les critères de vérifications de composants distincts (charpentes métalliques, câbles en acier mouflés, contacts galets/rail...).

Depuis 2005, ces documents normatifs ont été révisés ou amendés afin de prendre en compte les premières applications, intégrer les évolutions techniques et se conformer à l'état de l'art, mais aussi clarifier leur contenu. Les modifications ont porté sur les types de mécanismes de levage (classe HD), l'effet dynamique du levage d'une charge libre au sol, les charges dues à la marche en crabe et à la défaillance de mécanisme, les combinaisons de charges dans des situations à haut risque, la stabilité, les matériaux, les historiques de contrainte. Le changement progressif de statut des parties 3, passées de spécifications techniques (CEN/TS, "pré-normes") à normes harmonisées (EN), a pour conséquence l'harmonisation des pratiques en Europe obligeant tous les pays à intégrer ces documents dans leur collection de normes nationales.

A ce jour, ces travaux se traduisent par la mise à disposition de six parties harmonisées de la norme de conception générale :

• NF EN 13001-1 : principes généraux et prescriptions (juillet 2015) ;
• NF EN 13001-2 : charges (octobre 2014) ;
• NF EN 13001-3-1+A1 : états limites et vérification d'aptitude des charpentes en acier (septembre 2013) ;
• NF EN 13001-3-2 : états limites et vérification d'aptitude des câbles en acier mouflés (octobre 2014) ;
• NF EN 13001-3-3 : états limites et vérification d'aptitude des contacts galet/rail (novembre 2014) ;
• NF EN 13001-3-5 : états-limites et vérification d'aptitude des crochets forgés (prévue 2ème semestre 2016).

Cependant, pour prendre en compte les évolutions techniques des mises à jour sont en cours pour revoir les exigences relatives à la résistance à la fatigue (partie 3-1), pour traiter des enroulements multicouches des câbles (partie 3-2) et pour intégrer les exigences des crochets moulés (partie 3-5).

A noter que les experts travaillent actuellement sur la vérification d'aptitude des paliers (partie 3-4, projet mené par Bruno Depale du Cetim), des vérins hydrauliques (partie 3-6) et que des normes dédiées aux engrenages (3-7) et aux arbres (3-8) viendront compléter la collection existante.

Ces mises à jour ont entraîné la révision de différentes normes dédiées à des types particuliers de grues (grues mobiles, grues à tour) qui intègrent désormais des méthodes de calcul et critères des EN 13001. Ces nouvelles données ont également essaimé en dehors du CEN/TC 147 puisque l'EN 280 "Plates-formes élévatrices mobiles de personnel" ou l'EN 16719 "Plates-formes de transport" y font également référence.

Afin de leur donner une visibilité mondiale, ces normes EN ont été pour certaines transposées quasiment intégralement en normes ISO, d'autres sont en cours de proposition même si, face à ces nouvelles orientations, il est parfois difficile de changer les pratiques (particulièrement sur la classification des appareils de levage). Des efforts sont encore nécessaires pour obtenir l'aval de tous.

 

Crédit photo : CETIM.

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