Sur les chantiers de chargement en sol dur, un débat revient souvent : certains affirment que la capacité du godet est trop faible, qu'un godet charge peu et que le camion attend longtemps ; d'autres soutiennent que la force d'excavation est insuffisante, que les dents ne peuvent pas pénétrer dans la couche dure et que même un grand godet ne se remplit pas. Ces deux points de vue correspondent à des étapes différentes du cycle de chargement et sont valables isolément ; sur une même machine, il faut déterminer lequel intervient en premier.
Le problème réel du lecteur est le suivant : lors du chargement en sol dur, en remblai compacté ou sur une couche de roche altérée, faut-il d'abord choisir en fonction de la capacité du godet ou de la force d'excavation, ou que faut-il ajuster lorsque les deux sont limitantes ? En se référant aux paramètres vérifiés de la SH240-8, cet article replace la capacité du godet et la force d'excavation dans le cycle de chargement, explique où chacune limite le rythme, et précise ce que les documents ne peuvent pas remplacer par une confirmation sur site.
Examinons d'abord à quelle étape du cycle de chargement correspondent les deux indicateurs
Un cycle de chargement se décompose approximativement ainsi : pénétration des dents et remplissage du godet, levée du godet plein, rotation et alignement, déversement dans la benne du camion, retour. La capacité du godet influence principalement « la quantité chargée en une fois », tandis que la force d'excavation influence principalement « la capacité à pénétrer et à remplir le godet ». En sol dur, si la phase de pénétration provoque des patinages répétés ou ne permet de remplir qu'à moitié, la capacité nominale du godet n'est pas réellement exploitée ; inversement, si la pénétration se fait bien mais que la capacité du godet est faible, le point limitant se déplace vers le nombre de cycles et l'attente des camions.
Ainsi, l'ordre de jugement n'est pas fixe : il faut d'abord évaluer la dureté du sol et la possibilité de remplir le godet en une fois, puis vérifier la compatibilité entre la hauteur des bennes des camions et la hauteur de déversement de la machine.
Données de la SH240-8 correspondant au chargement en sol dur
La SH240-8 est une excavatrice sur chenilles de taille moyenne de 23,2 tonnes, avec un poids opérationnel de 23200 kg, une capacité de godet standard de 1,2 m³ et une largeur de godet de 1254 mm. Le système hydraulique est à pompe à pistons à cylindrée variable, avec un débit maximal de 2×224 L/min, une pression du circuit de translation de 34,3 MPa et une pression du circuit de rotation de 25,5 MPa. La motorisation est assurée par un moteur Cummins 6BTAA5.9 turbocompressé, d'une cylindrée de 6,7 L, d'une puissance nominale de 133 kW à 2000 tr/min et d'un couple maximal de 708 N·m à 1500 tr/min.
Les données de force d'excavation directement liées à la « capacité de pénétration en sol dur » sont : force d'excavation du godet de 146 kN, force d'excavation du bras de 107 kN. La « quantité chargée par godet » est liée à la capacité standard de 1,2 m³ et à la largeur de godet de 1254 mm. Le « déversement complet » est lié à la hauteur maximale de déversement de 7190 mm, la hauteur maximale d'excavation de 10095 mm, la profondeur maximale d'excavation de 6490 mm et la portée maximale d'excavation de 9860 mm.
| Indicateur | Données vérifiées | Correspondance dans le chargement en sol dur |
|---|---|---|
| Capacité standard du godet | 1,2 m³ | Volume chargé par godet, influence le nombre de cycles et le remplissage de la benne |
| Force d'excavation du godet | 146 kN | Condition de pénétration des dents dans le sol dur et de remplissage du godet |
| Force d'excavation du bras | 107 kN | Condition de traction pour le repli du bras et le nettoyage du front de taille |
| Hauteur maximale de déversement | 7190 mm | Marge d'alignement lors du déversement dans la benne du camion |
Cas où la force d'excavation devient limitante en premier en sol dur
Lorsque la densité du matériau est élevée et que le godet nécessite plusieurs impacts pour pénétrer, la capacité du godet n'est pas pleinement utilisée. Même en augmentant la capacité du godet, la résistance à la pénétration augmenterait également, et le temps de cycle ne serait pas réduit par un godet plus grand. Les forces d'excavation du godet de 146 kN et du bras de 107 kN de la SH240-8 sont des références maximales fournies par les documents ; la capacité réelle de pénétration dépend aussi de la résistance du sol, de son état hydrique, de l'usure des dents et de la méthode opératoire.
Si sur site les dents patinent de façon répétée, que le godet ne se remplit qu'à moitié ou que le bras peine à se replier, cela indique que la limite se situe du côté de la force d'excavation : il faut d'abord vérifier la description du matériau et la configuration des accessoires, plutôt que de comparer les capacités de godet.
Cas où la capacité du godet devient limitante en premier
Lorsque le sol dur peut être pénétré normalement et le godet rempli, mais que la capacité des camions est importante, que l'attente en nombre de godets par camion est élevée, ou que l'étroitesse du front de taille impose un grand angle de rotation, la capacité du godet et l'organisation du cycle deviennent les principales limites. La capacité de 1,2 m³ est-elle suffisante dans ces conditions ? Cela nécessite un calcul prenant en compte la capacité des bennes, le nombre de rotations prévu et l'agencement du point de chargement, et non une simple comparaison du chiffre de capacité.
Si l'on augmente aveuglément la capacité du godet, il faut également vérifier que le débit hydraulique de la machine, la structure du bras et du godet, le contrepoids et la stabilité de translation le permettent. Les documents ne fournissent pas d'autres spécifications de godet compatibles ; cela relève des points à vérifier auprès du fournisseur avant l'achat.
La hauteur de déversement et l'alignement avec le camion sont souvent négligés
Le chargement en sol dur ne se limite pas à l'excavation. La hauteur maximale de déversement de 7190 mm détermine s'il faut surélever la machine ou réduire la charge lors du déversement dans des bennes de camions hautes. Si le bord de la benne est élevé et que la machine est positionnée bas, une hauteur de déversement insuffisante allonge le temps de déversement par godet et ralentit le cycle. Ici, ce n'est ni la capacité du godet ni la force d'excavation qui limitent le rythme, mais la portée opérationnelle et l'agencement du site.
Conditions que les documents ne peuvent pas confirmer sur site
- La catégorie précise du sol dur, sa résistance, sa teneur en eau et la présence de gros blocs ne sont pas couvertes par les documents ; une description sur site ou un échantillonnage est nécessaire.
- La capacité des bennes, la hauteur des ridelles et les itinéraires d'accès au point de chargement influencent la compatibilité réelle entre capacité du godet et hauteur de déversement.
- La portance du front de taille et la stabilité de la position, impliquant une pression au sol de 49,8 kPa, une largeur de chenilles de 600 mm et les conditions de surface, nécessitent une évaluation sur site.
- La configuration éventuelle d'un brise-roche hydraulique pour un pré-concassage doit être vérifiée séparément en fonction du poids opérationnel, du débit et de la pression hydrauliques, du poids de l'accessoire et des dimensions de raccordement ; elle ne peut pas être déduite directement des paramètres de la machine.
- L'organisation des postes et la durée de travail continu influencent le rythme de ravitaillement en carburant et de maintenance correspondant au réservoir de 330 L et au réservoir hydraulique de 250 L.
Conditions à fournir lors de la demande de devis
Avant un achat ou une location, il est recommandé de fournir au fournisseur la description de la catégorie et de la résistance du matériau, la capacité des bennes et la hauteur des ridelles, l'agencement du point de chargement et l'angle de rotation, la portance du front de taille, ainsi que les postes et le nombre de rotations prévus. Les seuls mots « chargement en sol dur » ne permettent pas de déterminer si la capacité du godet ou la force d'excavation limite le rythme en premier, ni de confirmer si la SH240-8 convient à un site spécifique. Les documents donnent les limites de capacité de la machine ; le jugement sur l'ordre des limitations doit toujours revenir aux conditions du site.