Sur la plupart des projets de construction commerciale à plusieurs étages, le grue à tour est sélectionnée avant même que les fondations du bâtiment ne soient terminées : son emplacement, sa hauteur et sa capacité sont fixés dès le début dans le plan logistique du site, car le déplacement ou la mise à niveau d'une grue à tour en cours de projet est coûteux et perturbateur. Choisir la bonne grue pour un chantier de construction revient à adapter la capacité de levage et la portée à la hauteur du bâtiment, à son empreinte au sol et aux charges les plus lourdes qui devront être déplacées pendant la construction.
Comment Grues à tour Différent des autres machines à grue sur les chantiers de construction
Une grue à tour se compose d'un mât vertical ancré à une fondation ou fixé à la structure du bâtiment lors de sa montée, d'une flèche rotative (le bras horizontal), d'une contre-flèche portant des contrepoids et d'une cabine d'opérateur positionnée au sommet. Cette conception à position fixe confère aux grues à tour un avantage majeur sur les sites urbains hauts et denses : elles occupent un faible encombrement au niveau du sol tout en couvrant toute l'enveloppe du bâtiment et au-delà.
D'autres types de grues courants utilisés dans la construction commerciale remplissent différents rôles :
- Grues mobiles (sur camion ou tout terrain) : Utilisé pour les levages de courte durée, l'installation sur site ou comme grue secondaire aux côtés d'une grue à tour pour la manutention de matériaux au niveau du sol
- Grues sur chenilles : Grues sur chenilles offrant une grande capacité sans stabilisateurs, souvent utilisées pour les levages lourds tels que des poutres en acier ou des composants préfabriqués sur des sites industriels ou de faible hauteur
- Grues à montage automatique : Grues plus petites qui se déplient à partir d'une base transportable sans grues d'assemblage externes, adaptées aux projets résidentiels ou commerciaux de faible hauteur avec des contraintes d'espace
- Grues à tour à flèche relevable : Une variante de grue à tour où l'angle de la flèche peut être élevé ou abaissé plutôt que de rester horizontal, permettant un fonctionnement dans des sites urbains restreints où la flèche ne peut pas osciller librement au-dessus des propriétés voisines.
Spécifications clés qui déterminent la sélection des grues à tour
La sélection d'une grue à tour pour un projet commence par trois spécifications interdépendantes, chacune contraignant les autres : augmenter l'une signifie souvent accepter la réduction d'une autre.
| Spécification | Ce qu'il détermine | Compromis |
|---|---|---|
| Rayon maximum de la flèche | Comment far the crane can reach horizontally from the mast | Une flèche plus longue réduit la capacité de levage maximale sur tout le rayon |
| Capacité de levage maximale | Charge la plus lourde que la grue peut soulever, généralement au niveau de la pointe de la flèche et près du mât. | Une capacité plus élevée nécessite généralement un mât plus grand et plus de contrepoids |
| Hauteur crochet / hauteur sous crochet | Hauteur maximale du bâtiment que la grue peut desservir | Les mâts plus hauts nécessitent des attaches à la structure du bâtiment à intervalles réguliers pour plus de stabilité. |
Les tableaux de charge publiés par les fabricants de grues expriment la capacité sous forme de courbe plutôt que de chiffre unique : une grue conçue pour soulever plusieurs tonnes près du mât peut être limitée à une fraction de ce poids au rayon maximum de la flèche, c'est pourquoi les levages les plus lourds prévus (tels que les panneaux préfabriqués ou les unités CVC) doivent être vérifiés par rapport au tableau de charge à leur position de livraison réelle, et pas seulement par rapport à la capacité nominale de la grue.
Systèmes de fondation, d’ancrage et d’escalade pour grues à tour
Le mât d'une grue à tour doit être soutenu de manière à supporter à la fois la charge verticale des matériaux soulevés et les forces de renversement créées par le vent agissant sur la flèche et la contre-flèche, en particulier lorsque la grue atteint sa pleine hauteur. Trois approches générales de fondation sont utilisées en fonction des conditions du site et de la hauteur du projet :
- Fondation indépendante (autoportante) : La grue repose sur sa propre base en béton, séparée du bâtiment, généralement utilisée pour les grues de faible hauteur ou lorsque la structure du bâtiment n'est pas encore capable de supporter des raccordements.
- Configuration liée (ancrée) : Au fur et à mesure que le bâtiment s'élève, le mât est fixé à intervalles réguliers à la structure du bâtiment à l'aide de cadres à collier, permettant à la grue de fonctionner à des hauteurs bien au-delà de ce qu'une fondation indépendante pourrait supporter.
- Grue grimpante interne : La grue est positionnée au cœur du bâtiment (comme une cage d'ascenseur) et « monte » vers le haut à mesure que les étages sont terminés, à l'aide de cadres d'escalade hydrauliques ; cette approche maintient l'empreinte de la grue entièrement à l'intérieur du bâtiment et est courante sur les structures très hautes.
Les calculs de charge de vent sont un élément essentiel de la conception des fondations et de l'ancrage : les vitesses de vent maximales de fonctionnement publiées d'une grue à tour et les vitesses de vent hors service (tempête) diffèrent considérablement, et la grue doit être laissée dans un état d'orientation libre en cas de vents violents lorsqu'elle n'est pas en fonctionnement pour éviter des contraintes excessives sur le mât et les points d'ancrage.
Planification de la logistique des grues pour les chantiers de construction commerciaux
Au-delà de la grue elle-même, plusieurs facteurs logistiques déterminent l'efficacité avec laquelle une grue à tour s'intègre dans le calendrier global de construction, et une mauvaise planification dans ces domaines est une source fréquente de retards dans les projets.
- Accès montage et démontage : Une grue mobile ou d'assistance est nécessaire pour ériger la grue à tour dans un premier temps et pour la démonter à la fin du projet. La capacité requise et l'itinéraire d'accès de la grue d'assistance doivent être planifiés avant l'arrivée de la grue à tour sur site.
- Coordination de plusieurs grues : Sur les sites plus grands équipés de deux grues à tour ou plus, les zones de travail qui se chevauchent nécessitent des systèmes anti-collision et une planification de levage coordonnée entre les opérateurs.
- Survol des propriétés voisines : Dans les zones urbaines denses, la flèche de la grue peut devoir basculer au-dessus des propriétés adjacentes, ce qui nécessite souvent des accords légaux de survol avec les propriétaires voisins avant que la grue ne soit érigée.
- Alimentation électrique et commodités pour l’opérateur : Les grues à tour nécessitent une alimentation électrique dédiée, dimensionnée pour les charges maximales du moteur, ainsi qu'un accès sécurisé (généralement une échelle ou un palan externe) pour permettre aux opérateurs d'atteindre la cabine en hauteur.
- Calendriers d’inspection et de certification : La plupart des juridictions exigent des inspections structurelles et opérationnelles périodiques tout au long du temps de présence de la grue sur site, avec une documentation qui doit être conservée parallèlement aux dossiers de sécurité du projet.
Étant donné que la grue à tour se trouve souvent au centre du séquencement global d'un site (les coulées de béton, le montage de l'acier et les livraisons de matériaux sont tous en concurrence pour le temps de grue), de nombreux projets prévoient un rôle de coordinateur de grue dédié pour gérer les priorités de levage quotidiennes et éviter les goulots d'étranglement qui peuvent se répercuter sur l'ensemble du calendrier de construction.
