Comprendre le calcul de la capacité de charge d’un chariot élévateur

Chaque opérateur de chariot de manutention doit connaître exactement la charge utile et la capacité de charge de son transpalette ou de son chariot élévateur. Dans l’entrepôt ou lors d’opérations mobiles, les activités de déplacement doivent être effectuées rapidement, avec précision et en toute sécurité : comme les marchandises à déplacer varient en forme, taille et poids, les situations doivent être réévaluées à chaque étape du travail, car lorsque les charges sont levées et transportées, des forces différentes sont générées.

Distinction entre la capacité de charge nominale et la capacité de charge réelle

Lors de l’utilisation de gerbeurs ou de transpalettes, il faut d’abord distinguer la capacité de charge nominale et la capacité de charge réelle (également appelée capacité de charge résiduelle). Dans le langage courant, la capacité de charge nominale est également appelée capacité de charge d’un engin industriel. Toutefois, le terme “capacité de charge”, qui est également fréquemment utilisé dans ce contexte, est incorrect.

La capacité de charge réelle et la capacité de charge nominale dépendent l’une de l’autre et doivent donc toujours être considérées ensemble :

• La capacité de charge nominale est la limite de charge maximale d’un chariot élévateur de type gerbeur ou d’un transpalette, ou encore de ses éléments porteurs, tels que les fourches ou les éléments d’angle, mais aussi les jantes et les pneus. Elle est mesurée en kilogrammes et est liée à la tare de l’engin industriel. Les forces dynamiques ne sont ici pas prises en compte.
• La capacité de charge réelle permet de dimensionner correctement l’engin industriel ou les marchandises à transporter. La capacité résiduelle n’est pas utilisée pour les chariots élévateurs à faible hauteur ou les tracteurs. Le concept de charge nominale est utilisé pour les chariots élévateurs à faible hauteur et celui de force de traction et de charge remorquée pour les tracteurs.

Le centre de gravité de la charge : soulever et déplacer des charges en toute sécurité

Si une charge uniforme en termes de poids doit être déplacée avec le gerbeur ou le transpalette, son centre de gravité (S) se trouve au milieu – à condition que la charge à transporter soit de forme cubique, parallélépipédique ou cylindrique.

Le mécanisme entre la charge à déplacer et le chariot élévateur ou le transpalette correspond au comportement d’une bascule :

• La capacité de charge dépend du centre de gravité (S) de la charge : Plus une charge est longue, haute et large, plus elle influence le centre de gravité d’un chariot élévateur ou d’un transpalette.
• La capacité de charge diminue avec l’augmentation de la hauteur de levage et de la distance entre les centres de charge.

Si un chariot élévateur à fourche ou un transpalette prend une charge, le chariot de manutention peut théoriquement basculer au point de pivot (D) de son axe de charge. C’est là que le moment de charge agit. Il se compose de la charge (kg) ainsi que de l’entraxe de la charge (mm) et de la constante de dimension du dispositif entre le centre de l’axe de la charge et le bord avant du dos de la fourche.

Du côté opposé du point de pivot, la force du poids propre plus important (kg) du chariot élévateur ou du transpalette agit contre lui. En combinaison avec l’empattement, c’est-à-dire la longueur du bras de force (mm), tout cela forme ce qu’on appelle le contre-couple.

Ce comportement physique peut être reflété dans les formules selon la loi de l’effet de levier :

• Couple de charge (M) = charge (Q) x bras de charge (c + x)
• Contre-couple (M) = force (F) x longueur du bras de force (h)

• Distance du centre de gravité de la charge (c) = distance horizontale du centre de gravité de la charge à l’appareil de levage
• Distance de charge (x) = dimension du centre de l’essieu avant au dispositif de levage (par exemple, l’arrière de la fourche)
• Centre de gravité de la charge (LP) = longueur de la charge à déplacer

Si l’entraxe de chargement doit être augmenté, la capacité de charge réelle du camion ou du chariot élévateur est automatiquement réduite. De telles situations peuvent se produire, par exemple, en raison d’une position défavorable de la palette dans le camion, même si la charge de la palette elle-même reste la même. Dans un tel cas, le camion peut se renverser, même si les mêmes chargements ont été déchargés auparavant sans problème. La capacité de charge restante du chariot élévateur ou du transpalette n’est plus suffisante :

En cas de charge inégale, il est essentiel que le côté le plus lourd soit toujours ramassé vers l’arrière de la fourche. De cette façon, la distance du centre de gravité de la charge est la plus petite. Il faut également veiller à ce que la charge soit toujours directement contre le dos de la fourche avant de la transporter.

L’entraxe de charge normalisé pour les chariots élévateurs à fourche d’une capacité nominale allant jusqu’à 10 000 kg est composé comme suit :

• jusqu’à 1 000 kg de charge :               400 mm
• 1 001 à 5 000 kg de charge :              500 mm
• 5 001 à 10 000 kg de charge :            600 mm

Le centre de gravité de la charge pour différents chariots de manutention

Les chariots élévateurs et les transpalettes sont divisés en trois groupes différents de chariots de manutention. Elles se réfèrent à la relation entre l’empattement et la position du centre de gravité de la charge :

Calcul de la capacité de charge résiduelle dans le diagramme du centre de charge

La hauteur de levage a une influence décisive sur la capacité de charge des chariots élévateurs et des transpalettes.

Dans chaque chariot de manutention avec un mât devant l’essieu avant ou sur les accessoires de levage, il y a une plaque avec un diagramme de capacité de charge ou de centre de gravité de la charge. À l’aide de ce diagramme, vous pouvez calculer le centre de gravité de la charge et la capacité de charge résiduelle afin de pouvoir estimer correctement l’effet de levier lors des travaux de chargement. Le diagramme suppose un chariot élévateur ou un transpalette avec des fourches standard et un centre de charge au milieu du camion. Sur le tableau des charges, vous pouvez lire la formule de la capacité de charge nominale maximale :

• Poids de la charge (kg) et distance normalisée entre le centre de gravité de la charge et le dos de la fourche (mm) – en tenant compte de la hauteur de levage (mm)

Si les marchandises à déplacer s’écartent de la capacité de charge nominale, on parle de capacité de charge résiduelle. En vérifiant le diagramme de capacité de charge, vous pouvez rapidement déterminer si la charge à déplacer peut être déplacée en toute sécurité à la hauteur souhaitée. La capacité de charge d’un camion dépend de son propre poids : plus un véhicule est lourd, plus il est porteur. Des exceptions peuvent se produire en raison des points suivants :

• Système de levée non standard
• Forme spéciale du mât de levage
• Centre de gravité anormal
• Accessoires ou pièces amovibles

Conseils pratiques : lire correctement le diagramme de capacité charge

Afin d’éviter les accidents du travail ainsi que les dommages aux marchandises ou au véhicule transportés, il est très important de lire et d’interpréter correctement le diagramme de capacité de charge du gerbeur ou du chariot élévateur. En règle générale, le diagramme comporte trois axes : à droite, vous trouverez les possibles charges indiquées par ordre croissant en kilogrammes, et à gauche, les informations sur la hauteur de levage en millimètres. L’axe inférieur indique les distances autorisées entre les centres de gravité, par ordre croissant de gauche à droite.

Grâce à cette répartition, il est possible de déterminer la troisième unité si deux sont déjà connues. Par exemple, vous pouvez déterminer la hauteur à laquelle une charge peut être soulevée en toute sécurité si vous connaissez son poids et son centre de gravité. Cependant, vous pouvez tout aussi bien lire la capacité de charge résiduelle maximale d’un chariot de manutention ou le centre de gravité de la charge approprié en fonction d’une hauteur de rayonnage spécifique.

Vous pouvez facilement déterminer cette valeur : trouvez le point où les valeurs de la capacité de charge et du centre de charge se rejoignent dans le système de coordonnées et suivez la ligne inclinée pour lire la hauteur de levage autorisée. En même temps, vous pouvez également lire la charge maximale que vous êtes autorisé à placer sur le chariot de manutention pour un centre de gravité spécifique et la hauteur de levage requise.

Pour les chariots de manutention dont la capacité de charge nominale ne change pas avec la hauteur de levage mais doit être considérée exclusivement en fonction de la distance du centre de gravité, on utilise ce schéma simplifié :

Lorsque vous lisez un tableau de charge utile, vous devez toujours garder à l’esprit que les données ne s’appliquent qu’à une utilisation dans des conditions de stockage normales : des sols inégaux, des palettes chargées de manière irrégulière ou un mouvement de la charge soulevée ont un effet significatif sur la capacité de charge et la sécurité de transport d’un chariot de manutention, de sorte que la capacité de charge pour ces situations exceptionnelles doit être calculée séparément.

Exemple d‘application

L’exemple suivant vous montre comment utiliser le diagramme de charge dans la pratique. Des cartons palettisés de même taille et de même poids sont pris comme exemple de charge :

• Hauteur de la charge : 800 mm
• Longueur de la charge : 1150 mm
• Distances entre le centre de la charge et l’outil de manutention de la charge : 400 mm verticalement, 575 mm horizontalement

Attention :

• Pour les charges avec une répartition uniforme du poids, le centre de gravité de la charge se trouve au centre géométrique du volume.
• Pour les charges rectangulaires avec une répartition uniforme du poids sur tout le volume, le centre de gravité de la charge est situé au milieu, à la moitié de la longueur, de la hauteur et de la largeur de la charge.

Fixation des chariots élévateurs et des transpalettes

Si des accessoires doivent être fixés au chariot de manutention pendant le chargement, la capacité de charge nominale change en raison de l’augmentation du poids propre et de l’entraxe de la charge. Par exemple, la capacité de charge résiduelle est déjà réduite sans fixation de la charge si une rallonge de fourche est utilisée. Si d’autres accessoires tels que des plates-formes ou podiums de travail, des conteneurs basculants ou des flèches de grue sont utilisés, la capacité de charge réelle est considérablement réduite. Si un chariot élévateur à fourche ou un transpalette est déjà équipé d’accessoires amovibles par le fabricant, ces pièces doivent porter des marquages clairs pourla capacité de charge respective en ce qui concerne la hauteur et l’entraxe de la charge.

Source de l’image :
© Jungheinrich AG