Calcul du Cycle et du Rendement d'une Pelle Mécanique
Contexte : L'optimisation des chantiers de terrassement.
En ingénierie civile, la maîtrise des coûts et des délais passe par une planification rigoureuse des Mouvements de Terres. Le calcul précis du cycle de travailLe temps total nécessaire à un engin pour effectuer une séquence complète d'opérations et revenir à sa position de départ. d'un engin comme une pelle mécanique est fondamental pour estimer sa productivité (son rendement) et, par conséquent, la durée totale des travaux d'excavation. Cet exercice vous guidera à travers les étapes clés de ce calcul essentiel.
Remarque Pédagogique : Cet exercice vous apprendra à décomposer une tâche complexe en mouvements élémentaires, à quantifier leur durée, et à intégrer les aléas du chantier pour obtenir une estimation de rendement réaliste, une compétence cruciale pour tout chef de chantier ou ingénieur travaux.
Objectifs Pédagogiques
- Calculer les temps élémentaires d'un cycle à partir de paramètres cinématiques et géotechniques.
- En déduire le temps de cycle de base (théorique) et le temps de cycle réel (pratique).
- Estimer le rendement horaire pratique d'un engin de terrassement.
- Déterminer le nombre de cycles nécessaires pour charger un camion.
Données de l'étude
Fiche Technique de l'Engin et du Chantier
| Paramètre | Symbole | Valeur | Unité |
|---|---|---|---|
| Capacité nominale du godet | \(V_{\text{godet}}\) | 1.40 | m³ |
| Masse volumique du matériau en place | \(\rho_{\text{en\_place}}\) | 1.8 | t/m³ |
| Temps de chargement de base (matériau facile) | \(T_{c,\text{base}}\) | 5 | s |
| Facteur de difficulté du matériau (limon argileux) | \(F_d\) | 1.6 | - |
| Temps de vidage de base (matériau non-collant) | \(T_{v,\text{base}}\) | 2 | s |
| Facteur d'adhérence du matériau (collant) | \(F_a\) | 1.5 | - |
| Temps fixe de levage du bras | \(T_{\text{levage}}\) | 4 | s |
| Temps de rotation de base (pour 90°) en charge | \(T_{\text{rot},90,c}\) | 5 | s |
| Temps fixe d'abaissement du bras | \(T_{\text{abaissement}}\) | 2.5 | s |
| Temps de rotation de base (pour 90°) à vide | \(T_{\text{rot},90,v}\) | 3.5 | s |
| Angle de travail entre chargement et vidage | \(\alpha\) | 90 | degrés |
| Coefficient de remplissage du godet | \(C_r\) | 0.90 | - |
| Coefficient de foisonnement | \(C_f\) | 1.25 | - |
| Coefficient de rendement du chantier | \(R_c\) | 0.83 | - |
Questions à traiter
- Calculer le temps de chargement (\(T_c\)) et le temps de vidage (\(T_v\)).
- Calculer le temps de manœuvre en charge (\(T_m\)) et le temps de retour à vide (\(T_r\)).
- En déduire le temps de cycle de base (\(T_{\text{cycle\_base}}\)) et le temps de cycle réel (\(T_{\text{cycle\_réel}}\)).
- Calculer le volume de matériau en place déplacé par cycle, puis le rendement pratique horaire (\(Q_p\)).
- Combien de cycles complets sont nécessaires pour charger un camion-benne ?
Les Bases du Mouvement des Terres
Pour résoudre cet exercice, il est essentiel de comprendre comment les caractéristiques du chantier et de la machine influencent les durées des opérations élémentaires.
1. Temps liés au Matériau
Le temps pour remplir le godet (\(T_c\)) ou pour le vider (\(T_v\)) dépend fortement du sol. On part d'un temps de base pour un matériau "idéal" que l'on ajuste avec des facteurs de difficulté ou d'adhérence.
\[ T_c = T_{c,\text{base}} \times F_d \quad | \quad T_v = T_{v,\text{base}} \times F_a \]
2. Temps liés au Mouvement
Le temps pour déplacer le bras (\(T_m\), \(T_r\)) est la somme d'un temps de mouvement vertical (levage/abaissement) et d'un temps de rotation. Le temps de rotation est proportionnel à l'angle de travail \(\alpha\).
\[ T_m = T_{\text{levage}} + T_{\text{rot},90,c} \times \frac{\alpha}{90} \quad | \quad T_r = T_{\text{abaissement}} + T_{\text{rot},90,v} \times \frac{\alpha}{90} \]
Correction : Calcul du Cycle et du Rendement d'une Pelle Mécanique
Question 1 : Calculer le temps de chargement (\(T_c\)) et le temps de vidage (\(T_v\)).
Principe
Ces deux temps dépendent directement de l'interaction entre le godet et le matériau. Un sol dur et résistant sera plus long à creuser. Un sol collant sera plus long à vider. On modélise cela en appliquant des facteurs correctifs à des temps de base.
Mini-Cours
En géotechnique, la "rippabilité" ou la "facilité d'excavation" d'un sol est une donnée clé. Des facteurs comme la cohésion, l'angle de frottement interne, et la teneur en eau déterminent la résistance du sol à la pénétration. De même, l'adhérence (ou le caractère "collant") d'un sol argileux peut considérablement ralentir le vidage du godet.
Remarque Pédagogique
Pour cette première étape, concentrez-vous uniquement sur les paramètres liés au matériau. Isolez les données pertinentes pour ne pas vous mélanger avec les données de mouvement (vitesses, angles) qui seront utilisées plus tard.
Normes
Les facteurs de difficulté et d'adhérence ne sont pas normalisés au sens strict, mais ils sont tabulés dans des guides professionnels et des manuels de constructeurs d'engins (comme le "Caterpillar Performance Handbook"). Ces documents fournissent des valeurs de référence basées sur des décennies d'essais sur le terrain pour différents types de sols.
Formule(s)
Formule du temps de chargement
Formule du temps de vidage
Hypothèses
On suppose que les facteurs de difficulté (\(F_d\)) et d'adhérence (\(F_a\)) fournis dans l'énoncé sont des valeurs moyennes fiables et représentatives pour l'ensemble du volume de limon argileux à excaver.
Donnée(s)
| Paramètre | Symbole | Valeur | Unité |
|---|---|---|---|
| Temps de chargement de base | \(T_{c,\text{base}}\) | 5 | s |
| Facteur de difficulté | \(F_d\) | 1.6 | - |
| Temps de vidage de base | \(T_{v,\text{base}}\) | 2 | s |
| Facteur d'adhérence | \(F_a\) | 1.5 | - |
Astuces
Pour calculer \(5 \times 1.6\) mentalement, on peut faire \(5 \times (1 + 0.6) = 5 + (5 \times 0.6) = 5 + 3 = 8\). De même, pour \(2 \times 1.5\), c'est simplement le double de 1.5, soit 3. Utiliser ces décompositions peut accélérer les calculs sans calculatrice.
Schéma (Avant les calculs)
Le schéma illustre comment les propriétés du sol (difficulté et adhérence) agissent comme des multiplicateurs sur les temps de base pour obtenir les temps réels de chargement et de vidage.
Influence des Facteurs Correctifs
Calcul(s)
Calcul du temps de chargement \(T_c\)
Calcul du temps de vidage \(T_v\)
Schéma (Après les calculs)
Ce diagramme à barres compare les temps de base (en gris clair) aux temps calculés (en couleur), montrant l'augmentation due aux facteurs de correction.
Comparaison des Temps Base vs. Corrigés
Réflexions
On obtient \(T_c = 8\) secondes et \(T_v = 3\) secondes. Ces résultats sont cohérents : le temps de chargement est significativement augmenté à cause de la compacité du limon argileux, et le temps de vidage est également allongé par son caractère collant.
Points de vigilance
L'erreur la plus commune serait d'inverser les facteurs ou de les appliquer au mauvais temps de base. Vérifiez bien que le facteur de difficulté s'applique au chargement, et le facteur d'adhérence au vidage.
Points à retenir
Synthèse de la Question 1 :
- Concept Clé : Les temps d'interaction avec le sol sont des temps de base ajustés par des facteurs géotechniques.
- Formule Essentielle : \(T_c = T_{c,\text{base}} \times F_d\).
- Point de Vigilance Majeur : Utiliser le bon facteur pour la bonne opération.
Le saviez-vous ?
Les dents d'un godet de pelle sont des pièces d'usure cruciales. Des dents usées ou inadaptées au terrain peuvent augmenter considérablement le facteur de difficulté (\(F_d\)) et la consommation de carburant de la machine.
FAQ
Résultat Final
A vous de jouer
Si le matériau était du sable sec et facile (\(F_d=1.0\), \(F_a=1.0\)), quels seraient les nouveaux temps de chargement et de vidage ?
Question 2 : Calculer le temps de manœuvre en charge (\(T_m\)) et le temps de retour à vide (\(T_r\)).
Principe
Ces temps dépendent de la cinématique de la machine : un mouvement vertical (levage/abaissement du bras) et un mouvement horizontal (rotation de la tourelle). Le temps total est la somme des durées de ces deux mouvements.
Mini-Cours
La productivité d'une pelle est très sensible à l'angle de rotation \(\alpha\). Un angle faible (ex: 45°) est idéal, car il minimise le temps de giration. À l'inverse, un grand angle (ex: 180°) est très pénalisant. L'organisation du chantier doit donc viser à positionner les camions le plus près possible du front de taille pour réduire cet angle.
Remarque Pédagogique
La clé ici est de bien décomposer le mouvement en ses deux parties, verticale et horizontale, et de les additionner. Faites attention au fait que les vitesses de rotation ne sont pas les mêmes en charge et à vide.
Normes
Les performances cinématiques (vitesses de levage, de rotation) sont des données techniques spécifiées par le constructeur dans les fiches techniques de la machine. Elles sont garanties dans des conditions d'utilisation et de maintenance standards.
Formule(s)
Formule du temps de manœuvre en charge
Formule du temps de retour à vide
Hypothèses
On suppose que les mouvements de levage et de rotation commencent et finissent en même temps. En pratique, un bon opérateur peut les superposer pour gagner du temps, mais ce modèle simplifié les additionne pour des raisons de sécurité et de facilité de calcul.
Donnée(s)
| Paramètre | Symbole | Valeur | Unité |
|---|---|---|---|
| Temps fixe de levage | \(T_{\text{levage}}\) | 4 | s |
| Temps de rotation (90°, charge) | \(T_{\text{rot},90,c}\) | 5 | s |
| Temps fixe d'abaissement | \(T_{\text{abaissement}}\) | 2.5 | s |
| Temps de rotation (90°, vide) | \(T_{\text{rot},90,v}\) | 3.5 | s |
| Angle de travail | \(\alpha\) | 90 | degrés |
Astuces
Dans ce cas, l'angle est de 90°, donc le rapport \(\alpha/90\) vaut 1. Le calcul est direct. Si l'angle était de 45°, le rapport serait 0.5, divisant le temps de rotation par deux. S'il était de 180°, le rapport serait 2, le doublant.
Schéma (Avant les calculs)
Ce schéma décompose le mouvement de la flèche de la pelle en ses deux composantes : verticale (levage/descente) et horizontale (rotation).
Décomposition du Mouvement
Calcul(s)
Calcul du temps de manœuvre \(T_m\)
Calcul du temps de retour \(T_r\)
Schéma (Après les calculs)
Ce diagramme compare les temps de manœuvre et de retour, en montrant la part de chaque mouvement (vertical et rotation) dans le total.
Composition des Temps de Mouvement
Réflexions
On obtient \(T_m = 9\) secondes et \(T_r = 6\) secondes. Il est logique que le temps de retour à vide soit plus court que le temps de manœuvre en charge. La machine est moins sollicitée (pas de poids dans le godet), ce qui permet des mouvements plus rapides, et le mouvement d'abaissement est souvent assisté par la gravité.
Points de vigilance
Assurez-vous que l'angle \(\alpha\) est bien en degrés, car le dénominateur de la formule est 90 degrés. L'utilisation d'une autre unité (radians) sans conversion mènerait à une erreur majeure.
Points à retenir
Synthèse de la Question 2 :
- Concept Clé : Les temps de manœuvre sont la somme des temps de mouvements verticaux et horizontaux.
- Formule Essentielle : \(T_m = T_{\text{vert}} + T_{\text{rot}}\).
- Point de Vigilance Majeur : Le temps de rotation est proportionnel à l'angle de travail.
Le saviez-vous ?
Les pelles hydrauliques modernes disposent de systèmes de limitation de mouvement. L'opérateur peut définir électroniquement un "mur" virtuel ou un plafond de hauteur à ne pas dépasser, ce qui est crucial pour la sécurité lors de travaux sous des lignes électriques ou dans des tunnels.
FAQ
Résultat Final
A vous de jouer
Si le camion était mal positionné, forçant un angle de rotation \(\alpha\) de 120°, quels seraient les nouveaux temps de manœuvre et de retour ?
Question 3 : En déduire le temps de cycle de base (\(T_{\text{cycle\_base}}\)) et le temps de cycle réel (\(T_{\text{cycle\_réel}}\)).
Principe
Le temps de cycle de base est la somme des quatre temps élémentaires que nous venons de calculer. Le temps de cycle réel, quant à lui, est une version plus réaliste qui prend en compte l'efficacité globale du chantier en allongeant le temps de base.
Mini-Cours
Le concept de rendement de chantier est similaire à l'Efficacité Globale des Équipements (OEE) utilisée dans l'industrie. Il quantifie la part du temps de travail qui est réellement productive. Un rendement de 83% signifie que 17% du temps est perdu à cause de micro-arrêts, d'attentes, de changements de position, de discussions, etc. C'est une mesure clé de la performance d'un chantier.
Remarque Pédagogique
Maintenant que les quatre temps élémentaires sont calculés, cette étape est une simple synthèse. C'est le moment de rassembler les pièces du puzzle pour obtenir la durée totale d'une opération, d'abord en théorie (base) puis en pratique (réel).
Normes
Il n'y a pas de norme formelle, mais l'utilisation de coefficients de rendement est une pratique standard dans tous les guides de planification de projets de construction et de Travaux Publics, comme ceux édités par des organismes professionnels (ex: FFB en France, PMI au niveau international).
Formule(s)
Formule du cycle de base
Formule du cycle réel
Hypothèses
On suppose que le coefficient de rendement \(R_c\) s'applique uniformément à l'ensemble du cycle. On suppose également qu'il n'y a pas d'autres temps morts non prévus (pannes majeures, etc.) qui viendraient s'ajouter.
Donnée(s)
| Paramètre | Symbole | Valeur | Unité |
|---|---|---|---|
| Temps de chargement | \(T_c\) | 8 | s |
| Temps de manœuvre | \(T_m\) | 9 | s |
| Temps de vidage | \(T_v\) | 3 | s |
| Temps de retour | \(T_r\) | 6 | s |
| Coefficient de rendement | \(R_c\) | 0.83 | - |
Astuces
Le coefficient de 0.83 est une valeur standard qui correspond à la règle empirique des "50 minutes productives par heure" (\(50 \div 60 \approx 0.833\)). C'est un bon chiffre à retenir pour des estimations rapides lorsque les données précises ne sont pas disponibles.
Schéma (Avant les calculs)
Le schéma illustre le processus : l'addition des 4 temps élémentaires donne le cycle de base, qui est ensuite divisé par le rendement pour obtenir le cycle réel.
Du Cycle de Base au Cycle Réel
Calcul(s)
Calcul du temps de cycle de base
Calcul du temps de cycle réel
Schéma (Après les calculs)
Ce visuel décompose le temps de cycle réel en temps de base productif (bleu) et en temps perdu à cause des aléas et inefficacités du chantier (rouge hachuré).
Composition du Temps de Cycle Réel
Réflexions
Le passage de 26s à 31.33s représente une augmentation de 20.5%. Sur une journée de 8 heures, ce temps perdu représente plus d'une heure et demie ! Cela montre l'importance capitale d'une bonne gestion de chantier pour réduire les temps morts et maximiser l'utilisation des engins.
Points de vigilance
Ne jamais utiliser le temps de cycle de base pour les calculs de rendement et de planification. Cela conduirait à une sous-estimation systématique des durées et des coûts du chantier. Le temps de cycle réel est la seule valeur à utiliser pour la suite.
Points à retenir
Synthèse de la Question 3 :
- Concept Clé : Le cycle réel est le cycle théorique impacté par l'inefficacité du chantier.
- Formule Essentielle : \(T_{\text{cycle\_réel}} = (T_c + T_m + T_v + T_r) / R_c\).
- Point de Vigilance Majeur : Toujours diviser par le rendement \(R_c\) (un nombre < 1) pour augmenter le temps de cycle.
Le saviez-vous ?
Les systèmes de gestion de flotte par GPS (telematics) permettent aujourd'hui de mesurer automatiquement le temps de travail effectif, le temps moteur à l'arrêt, et les temps de cycle moyens. Ces données objectives aident les chefs de chantier à identifier les sources d'inefficacité et à améliorer le rendement en temps réel.
FAQ
Résultat Final
A vous de jouer
En utilisant les temps élémentaires calculés (Tc=8, Tv=3, Tm=9, Tr=6), quel serait le temps de cycle réel sur un chantier peu efficace avec un rendement \(R_c\) de 0.75 ?
Question 4 : Calculer le volume de matériau en place déplacé par cycle, puis le rendement pratique horaire (\(Q_p\)).
Principe
Cette étape consiste d'abord à déterminer la "charge utile" de chaque cycle en volume, en tenant compte du remplissage incomplet du godet. Ensuite, on calcule le débit de la machine, c'est-à-dire combien de ce volume peut être déplacé en une heure, en se basant sur la cadence réelle (le temps de cycle réel).
Mini-Cours
Le rendement (ou productivité) est une mesure de débit. Comme tout débit, il se calcule en divisant une quantité produite (ici, le volume par cycle) par le temps nécessaire pour la produire (le temps de cycle). Pour obtenir une unité standard dans la profession (m³/h), on convertit le temps de cycle en heures en le divisant par 3600, ce qui revient à multiplier le résultat par 3600.
Remarque Pédagogique
C'est le calcul le plus important pour un planificateur. Il transforme les caractéristiques techniques de la machine et du site en une donnée économique directement utilisable : la vitesse à laquelle le travail est effectué. C'est à partir de ce chiffre que l'on peut estimer la durée et le coût d'un terrassement.
Normes
Les méthodes de calcul de rendement sont standardisées dans les manuels de coût de construction (comme les séries de prix Batiprix en France) et les guides de productivité des grands fabricants, qui fournissent les bases pour l'estimation économique des projets.
Formule(s)
Formule du volume par cycle
Formule du rendement pratique
Hypothèses
On suppose que le rendement est constant sur une heure. En réalité, il peut fluctuer, mais le calcul horaire est une moyenne standard et fiable pour la planification.
Donnée(s)
| Paramètre | Symbole | Valeur | Unité |
|---|---|---|---|
| Capacité du godet | \(V_{\text{godet}}\) | 1.40 | m³ |
| Coefficient de remplissage | \(C_r\) | 0.90 | - |
| Temps de cycle réel | \(T_{\text{cycle\_réel}}\) | 31.33 | s |
Astuces
Pour vérifier l'ordre de grandeur, on peut se dire : un peu plus de 30 secondes par cycle, ça fait environ 2 cycles par minute. En 60 minutes, ça fait 120 cycles. Multiplié par environ 1.25 m³, on doit être autour de 150 m³/h. Le calcul précis est nécessaire, mais cette estimation rapide permet de détecter une erreur grossière (ex: un résultat de 15 ou 1500).
Schéma (Avant les calculs)
Ce schéma illustre la logique du calcul : on combine le volume d'un seul godet avec la cadence (nombre de cycles par heure) pour obtenir le volume total horaire.
Logique du Calcul de Rendement
Calcul(s)
Calcul du volume par cycle
Calcul du rendement pratique horaire
Schéma (Après les calculs)
Le résultat final est un débit. La jauge ci-dessous situe notre rendement de 145 m³/h sur une échelle de productivité potentielle.
Jauge de Rendement Pratique
Réflexions
Ce chiffre de ~145 m³/h est la donnée de base pour la planification. Si le volume total à déblayer est de 50 000 m³, on peut estimer la durée du terrassement à \(50000 / 145 \approx 345\) heures de travail pour cette pelle. C'est ce type de calcul qui permet d'établir un planning de chantier.
Points de vigilance
L'erreur la plus fréquente est d'oublier la conversion d'heures en secondes (le facteur 3600) ou de l'utiliser à mauvais escient. Assurez-vous aussi que le volume utilisé est bien le volume "en place" si c'est ce qui est demandé, et non le volume foisonné.
Points à retenir
Synthèse de la Question 4 :
- Concept Clé : Le rendement horaire est le produit du volume par cycle et du nombre de cycles par heure.
- Formule Essentielle : \(Q_p = (V_{\text{cycle}} \times 3600) / T_{\text{cycle\_réel}}\).
- Point de Vigilance Majeur : Utiliser le temps de cycle RÉEL et un volume par cycle corrigé (\(V_{\text{godet}} \times C_r\)).
Le saviez-vous ?
Les plus grandes pelles minières du monde, comme la Komatsu PC8000, ont des godets de plus de 42 m³ (30 fois plus gros que celui de notre exercice) et peuvent charger des camions de 400 tonnes en seulement 4 ou 5 cycles, atteignant des rendements de plusieurs milliers de m³ par heure.
FAQ
Résultat Final
A vous de jouer
En utilisant le \(V_{\text{cycle}}\) de 1.26 m³, quel serait le rendement horaire sur un chantier très efficace où le \(T_{\text{cycle\_réel}}\) tombe à 28 secondes ?
Question 5 : Combien de cycles complets sont nécessaires pour charger un camion-benne ?
Principe
Pour optimiser la logistique, il faut synchroniser la pelle et les camions. Le calcul consiste à déterminer combien de "contenus" de godet sont nécessaires pour remplir un "contenant" (le camion). La difficulté est que leurs capacités sont exprimées dans des unités différentes (tonnes et m³) et pour des états de matériau différents (en place et foisonné).
Mini-Cours
La conversion entre masse et volume se fait via la masse volumique (\(\rho = m/V\)). Le point crucial ici est d'utiliser la masse volumique du matériau dans l'état où il se trouve dans la benne, c'est-à-dire à l'état foisonné. La masse volumique foisonnée est toujours inférieure à la masse volumique en place, car le volume est plus grand pour la même masse de matière.
Remarque Pédagogique
C'est un problème classique de conversion. Listez bien vos données de départ (Charge utile, \(\rho_{\text{en\_place}}\), \(V_{\text{cycle}}\), \(C_f\)) et votre objectif (Nombre de cycles). Puis, identifiez les étapes intermédiaires : calculer le volume du camion en m³ foisonnés, puis le volume d'un godet en m³ foisonnés, et enfin diviser.
Normes
Les valeurs de foisonnement sont également disponibles dans les manuels de géotechnique et de terrassement. Elles sont critiques car elles conditionnent le nombre de camions nécessaires pour évacuer un volume de déblai donné.
Formule(s)
Formule de la masse volumique foisonnée
Formule du volume du camion
Formule du volume foisonné par cycle
Formule du nombre de cycles
Hypothèses
On suppose que le coefficient de foisonnement de 1.25 est constant pour tout le volume excavé. On suppose également que le chauffeur du camion souhaite un chargement complet correspondant à la charge utile maximale autorisée.
Donnée(s)
| Paramètre | Symbole | Valeur | Unité |
|---|---|---|---|
| Charge utile camion | \(\text{CU}\) | 24 | t |
| Masse volumique en place | \(\rho_{\text{en\_place}}\) | 1.8 | t/m³ |
| Coefficient de foisonnement | \(C_f\) | 1.25 | - |
| Volume en place par cycle | \(V_{\text{cycle}}\) | 1.26 | m³ |
Astuces
On peut simplifier le calcul. Au lieu de tout convertir en volume foisonné, on peut tout convertir en masse.
Calcul de la masse par cycle
Calcul du nombre de cycles
Le résultat est le même !
Schéma (Avant les calculs)
Ce schéma représente le problème : combien de petits godets faut-il pour remplir la benne du grand camion ?
Problème de Remplissage
Calcul(s)
Calcul de la masse volumique foisonnée
Calcul du volume utile du camion
Calcul du volume foisonné par cycle
Calcul du nombre de cycles
Schéma (Après les calculs)
Ce schéma montre le remplissage du camion. Après 10 cycles, il n'est pas plein. Le 11ème cycle est nécessaire pour le compléter, même s'il n'est pas versé en entier.
Chargement du Camion
Réflexions
On doit toujours arrondir au nombre entier supérieur. Charger un camion avec 10 godets serait inefficace (le camion ne partirait pas à pleine charge). L'opérateur chargera donc 11 fois. Le temps total de chargement d'un camion sera donc de \(11 \times T_{\text{cycle\_réel}} = 11 \times 31.33 \approx 345\) secondes (environ 5.75 minutes).
Points de vigilance
La principale source d'erreur est la confusion entre volume en place et volume foisonné. Il faut être très méthodique et s'assurer que les volumes que l'on divise sont bien dans le même état (ici, tout en foisonné).
Points à retenir
Synthèse de la Question 5 :
- Concept Clé : Le nombre de cycles dépend des volumes foisonnés du godet et du camion.
- Formule Essentielle : \(N_{\text{cycles}} = V_{\text{camion}} / V_{\text{cycle\_foisonné}}\).
- Point de Vigilance Majeur : Toujours arrondir le nombre de cycles à l'entier supérieur.
Le saviez-vous ?
L'adéquation entre la taille de la pelle et la taille des camions est un critère essentiel d'optimisation. Idéalement, on vise un nombre de cycles entier, compris entre 4 et 7. Moins de 4, la pelle est trop grosse et attend trop. Plus de 7, le camion attend trop longtemps pour être chargé, immobilisant un chauffeur et un véhicule coûteux.
FAQ
Résultat Final
A vous de jouer
Avec des camions plus petits d'une charge utile de 15 tonnes, combien de cycles seraient nécessaires ?
Outil Interactif : Simulateur de Rendement
Utilisez les curseurs pour voir l'impact de l'angle de rotation et de l'efficacité du chantier sur le rendement de la pelle. Les autres paramètres de l'exercice sont fixes.
Paramètres d'Entrée
Résultats Clés
Quiz Final : Testez vos connaissances
1. Qu'est-ce que le "foisonnement" d'un matériau ?
2. Quel paramètre impacte le plus les temps de manœuvre (\(T_m\)) et de retour (\(T_r\)) ?
3. Un opérateur peu expérimenté ou des conditions de chantier difficiles (pluie, mauvaise visibilité) affecteront principalement...
4. Le rendement d'une pelle se mesure le plus souvent en :
- Cycle de travail
- Séquence complète et répétitive des opérations effectuées par un engin. Pour une pelle, cela inclut creuser, pivoter en charge, vider et revenir à la position de départ.
- Foisonnement
- Augmentation du volume apparent d'un matériau (sol, roche) lorsqu'il est extrait de son état compact naturel. Un coefficient de 1.25 signifie que 1 m³ en place occupera 1.25 m³ une fois excavé.
- Coefficient de remplissage
- Rapport entre le volume réel de matériau dans le godet et la capacité théorique de ce dernier. Il dépend de la nature du sol et de la technique de l'opérateur.
- Rendement (ou Productivité)
- Quantité de travail (ici, volume de matériau) qu'un engin peut accomplir par unité de temps (généralement par heure).
D’autres exercices de mouvements des terres:
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