DEFINIR LE BESOIN EN MATERIEL

L'organisation des travaux de terrassement vise à optimiser l'utilisation des matériels afin de déplacer le plus de terre possible en un minimum de temps.

L'idéal est obtenu lorsque le mouvement des terres à déplacer est continu (sans interruption).

Pour cela il faut déblayer ou remblayer en continu c'est à dire en faisant travailler la pelle en continu.

Les camions se relayent alors sous la pelle de telle sorte que dès qu'un camion est entièrement chargé un autre est présent pour prendre le relais.

L'optimisation de l'organisation de ce type de travaux est alors obtenue par la coordination du nombre de camions.

La méthode graphique du planning chemin de fer peut être utilisée pour assurer cette coordination.

Une telle organisation nécessite d'intégrer tous les facteurs et toutes les contraintes qui interviennent lors des travaux de terrassement.
Ces facteurs peuvent être identifiés et évalués au mieux pour chaque matériel intervenant dans ces travaux.

LE TEMPS DE CHARGEMENT

Le temps de chargement dépend principalement de la pelle et de la capacité du camion.

Le temps de chargement d'un camion est d'autant plus rapide que le godet de la pelle est important et que la vitesse de travail de la pelle est forte. La rapidité de travail de la pelle est quantifiée par le temps que met la pelle pour charger son godet, le vider dans le camion et revenir de nouveau pour charger le godet. Ces opérations successives sont en effet cycliques. Elles définissent le cycle de la pelle.

Ces temps de cycle peuvent être globalement appréciés selon la nature du sol terrain: NATURE DU SOL TEMPS DE CYCLE Terrains légers 25s Terrains compacts 30s Débris rocheux 40s à 1mn Bloc de rochers 1mn à plus Le rapport entre ces deux facteurs, contenance du godet par rapport au temps de cycle de la pelle indiquent le RENDEMENT THEORIQUE de la pelle. Ce rendement est exprimé en m3/h. Ce rendement est théorique car il n'intègre pas les conditions du chantier et la nature de la terre manipulée. En effet, les obstacles, la profondeur de travail, le chauffeur, la présence de personnels dans la zone de travail et bien d'autres facteurs encore peuvent ralentir la cadence de la pelle. Tous ces facteurs sont appréciés et intégrés dans un coefficient appelé COEFFICIENT D'EFFICIENCE. L'intégration de ces facteurs au travers de l'efficience permet de déterminer un rendement pratique plus proche de la réalité.

L'efficience peut également être appréciée de façon plus intuitive.

Malgré ces deux approches qui tentent de rationaliser l'appréciation de l'efficience en fonctions des facteurs les plus importants, la justesse de son appréciation repose essentiellement sur l'expérience.

Il est également à observer que le niveau de remplissage du godet dépend de la nature de la terre. Ce facteur est intégré par
le FACTEUR DE REMPLISSAGE.

Godet rempli au dessus de sa capacité

Nature du sol R (%) Terrains légers 110 Terrains lourds 95 Débris rocheux 85 Blocs de rochers 70

Ce facteur modifie également le rendement de la pelle.

Le rendement réel, Rr vaut:
Rr=Rtheo.k.R

Pour une pelle d'un godet de 1m3, accomplissant un cycle en 25 secondes dans des conditions de travail normales et en excavant un terrain lourd, le rendement se détermine comme suit:
Le rendement théorique vaut: Rtheo= 1x3600/25=144m3/h
(3600 représente les 3600secondes qu'il y a dans une heure pour obtenir un rendement en m3/h).

Mais ce rendement baisse du fait des condition de chantier et de la nature de la terre manipulée.
Coefficient d'efficience: k=75%
Facteur de remplissage: R=95%

Le rendement réel de la pelle vaut: Rr=144x.75x.95=102.6m3/h

La conjugaison de ces trois facteurs donne le rendement de la pelle: Rr= Rtheo.k.R

La capacité de la benne influe sur le temps de chargement du camion. La capacité limite d'une benne est le facteur le plus limitant entre la charge limite que peut transporter le camion et le volume maximum de terre que la benne peut contenir. La transformation du volume de terre foisonnée en masse fait appel à la masse volumique foisonnée de la terre.

Par exemple: Soit un tombereau pouvant transporter 10.4m3 de terre et limité à une charge maximum de 23.6t devant transporter une terre d'une masse volumique foisonnée de 1.65t/m3 Lorsque la benne est complètement remplie le tombereau contient un masse de terre de 10.4x1650=17.2t. Lorsque le tombereau est entièrement remplie sa charge utile est inférieure à sa limite. Le volume de la benne limite ici la capacité du tombereau.

	Le temps de chargement est déterminé en associant la capacité de la benne avec le rendement réel de la pelle.
TEMPS DE CHARGEMENT= VOLUME DE LA BENNE / RENDEMENT REEL DE LA PELLE

Par exemple ce tombereau est chargé par la pelle en 10.4x60/102.6=6 minutes
(60 représente les 60 minutes qu'il y a dans une heure pour obtenir le temps de chargement en minute).

LES TEMPS DE TRANSPORT

	Les temps de transport dépendent de la vitesse du camion, des conditions du trafic et de la distance à parcourir. La vitesse maximale d'un camion est plus faible en charge qu'à vide. Les vitesses en charges et à vide du camion représentent les vitesses moyennes en charge et à vide du camion sur le trajet.
Les conditions du trafic sont à apprécier en observant celui-ci sur le trajet futur des camion, et selon les heures de circulation. La distance à parcourir est évaluée au moyen d’une carte ou par mesure sur le terrain à l’aide d’un compteur kilométrique.
Les temps de transports s’obtiennent directement par chronométrage, ou en assemblant la collecte des informations précédentes. Exemples : Une simulation avec chronométrage permet de déterminer le temps de transport en charge : 28mn et à vide: 24mn. Autre méthode : Sur les 3km de traversée du centre ville, le camion roule à 10km/h de moyenne. Il lui faut donc un temps de 3x60/10=18mn, pour le traverser. Sur le reste du parcours il lui faut en charge : 5x60/30=10mn, et à vide : 5x60/50=6mn. D’où le temps total de transport en charge : 18+10=28mn et le temps total de transport à vide : 18+6=24mn.

TEMPS DE DECHARGEMENT

Ces conditions sont appréciées directement par l’observation du site. Elles donnent directement le temps de déchargement. Parfois ce temps est obtenu lors d’une simulation chronométrée.
Exemple : l’observation du site de déchargement permet d’estimer le temps de déchargement d’un camion à 6mn.

LE NOMBRE DE CAMIONS

Toutes ces informations analysées sont synthétisées par la représentation du planning chemin de fer :
Le nombre de camion est alors déterminé en observant le nombre de camions qui s'intercalent durant l'absence du premier.
Le temps d’attente correspond au temps séparant le retour du camion et le moment où la pelle recommencera à le charger.
Ainsi tous les camions se coordonnent sous la pelle pour que la production soit continue.

Le nombre de camions peut être aussi déterminé mathématiquement en divisant ce temps de cycle par le temps de chargement.
Par exemple, pour un temps de chargement de 5mn et un cycle de camion de 18mn, il faut 18/5=4 camions.

PRECISION DU MODELE

Il est à observer qu'un grand nombre de facteurs sont quantifiés par appréciation. D'autre peuvent aussi être soumis à des aléas et à des variations importantes. C'est notamment le cas des conditions de trafic routier pour déterminer les temps de transport.
De ces faits la rotations des camions ainsi déterminée reste un modèle. c'est une approximation significative de la réalité. Il sera nécessaire d'effectuer un suivi de chantier pour vérifier cette approche théorique et de moduler ces paramètres à l'avancement du chantier .