Câbles de grue : le calcul selon la norme EN 13001-3-2 n’est pas fiable

Les grues et autres équipements techniques destinés au levage de charges doivent être équipés de câbles sûrs pour empêcher la chute de ces charges. Or, il est arrivé à plusieurs reprises que des câbles se rompent pendant leur utilisation, bien qu’ils aient été jugés comme sûrs lors des contrôles effectués régulièrement pour la période concernée. La section Grues et technique de levage de la commission sectorielle Bois et métal de la DGUV se mobilise en faveur du retrait de la norme européenne qui traite du calcul des câbles de grue.

La solidité des câbles n’étant pas illimitée dans le temps, ils doivent être remplacés à intervalles réguliers. Le critère déterminant pour cela est le moment où le câble a atteint le « stade de dépose », ce qui signifie qu’il n’est plus utilisable en toute sécurité. Concernant les grues, l’article 14 par. (2) de l’ordonnance allemande sur la sécurité dans les entreprises et l’article 26 du règlement 52/53 de prévention des accidents du travail relatif aux grues de la DGUV prescrivent un contrôle effectué à intervalles réguliers par une personnes habilitée à le faire. Le câble est alors inspecté pour détecter tout dommage visible rendant son remplacement nécessaire. Du point de vue de la SST, le câble doit, après ce contrôle régulier, être jugé comme étant suffisamment sûr pour la période d’utilisation à venir pour ne présenter aucun danger pour les personnes.

Les critères de dépose sont décrits dans la norme ISO 4309 « Appareils de levage à charge suspendue – Câbles en acier – Entretien et maintenance, inspection et dépose », où sont listés les dommages pour lesquels le remplacement immédiat du câble s’impose. Le stade de dépose est notamment atteint dès qu’un certain nombre de fils cassés sont visibles dans les torons extérieurs (faisceaux de câbles). Ces cassures sont dues à la fatigue mécanique quand le câble subit des flexions répétées lors de son passage sur des poulies.

Dans la pratique, des ruptures prématurées de câbles sont surtout survenues dans des cas où le rapport entre le diamètre de la poulie (D) et le diamètre du câble (d) était faible, et quand il s’agissait de câbles haute résistance (résistance à la traction ≥ 2160 MPa et nombre de torons ≥ 8). Lors des contrôles périodiques, rien ne laissait deviner que le câble atteindrait son stade de dépose pendant la période d’utilisation à venir et que sa capacité de charge ne serait plus suffisante.

Un projet de recherche, pour y voir plus clair

Sur demande de la DGUV, l‘Organisme d’assurance sociale allemande des accidents du travail et des maladies professionnelles des secteurs du bois et du métal (BGHM) a fait réaliser un projet de recherche visant à déterminer les causes possibles d’une défaillance prématurée des câbles. Les travaux avaient pour objet :

• d’étudier, pour les câbles haute résistance, le lien de cause à effet entre les petits diamètres de flexion et l’apparition de ruptures à l’intérieur des câbles ;
• d’en déduire les valeurs limites du rapport D/d pour lesquelles on peut être certain que des ruptures des câbles se produiront dans les torons extérieurs, et seront ainsi détectables à temps.

Les expériences effectuées sur la machine d’essai ont montré que les câbles utilisés avec des poulies relativement petites (faible rapport D/d) présentent une défaillance au terme d’un nombre de cycles de flexion inférieur à ce que ce que prévoient les calculs effectués selon la norme EN 13001-3-2 : « États limites et vérification d’aptitude des systèmes de mouflage ».

Suite à cette constatation, des calculs supplémentaires portant sur le nombre maximum de cycles de flexion ont été effectués selon la formule de la norme ISO 16625 : « Appareils de levage à charge suspendue et treuils – Choix des câbles, tambours et poulies ». Ces calculs ont tous débouché sur un résultat garantissant la sécurité. De fait, le nombre de cycles de flexion effectué jusqu’à atteindre le stade de dépose prévu par les calculs de cette norme était inférieur à celui effectivement atteint sur la machine d’essai.

C’est pourquoi la section Grues et technique de levage de la DGUV recommande de retirer la norme européenne EN 13001-3-2. La manière de déterminer la résistance à la fatigue qui y est décrite ne débouche pas sur des résultats fiables lorsque le rapport D/d est faible et qu’il s’agit de câbles haute résistance. Il est recommandé d’effectuer le calcul de la durée de vie des câbles conformément à la norme ISO 16625.