Votre chemin de charge d'échafaudage est-il sûr ?

Qu'est-ce qu'un chemin de charge d'échafaudage ? Le dictionnaire Merriam-Webster décrit un chemin comme un « chemin battu ». Il le décrit également comme une « piste spécialement construite pour un usage particulier » et comme « un mode de vie, de conduite ou de pensée ». Il existe aussi un chemin de halage et un psychopathe, mais alors peut-être s'écartons-nous des sentiers battus.

L'analyse des chemins de charge est une méthode utilisée par les ingénieurs pour la conception des structures. Elle s'applique à toute structure, y compris les échafaudages, qu'ils soient supportés, suspendus ou même des plateformes de travail mobiles (Photo : David Glabe).

Lors de la conception d'un échafaudage par une personne qualifiée, une analyse du chemin de charge est utilisée pour déterminer les composants qui supporteront et transféreront les charges. L'analyse du chemin de charge est une méthode utilisée par les ingénieurs pour la conception de structures. Elle s'applique à toute structure, y compris les échafaudages, qu'ils soient supportés, suspendus ou même des plateformes élévatrices mobiles (PEMP). En termes simples, une analyse du chemin de charge d'un échafaudage permet de déterminer le trajet emprunté par une charge pour atteindre la surface qui supporte l'échafaudage.

Modifier un échafaudage peut facilement modifier le trajet de la charge, souvent avec des conséquences désastreuses. (Photo : David Glabe)

Une fois le tracé déterminé, les composants de l'échafaudage censés supporter la charge sont identifiés afin de vérifier leur résistance. Si les composants de l'échafaudage ne sont pas capables de transférer la charge, celui-ci risque de se tordre, de fléchir ou de s'effondrer. Si la structure ou le bâtiment n'est pas suffisamment résistant, il risque également de se tordre, de fléchir, voire de s'effondrer, ce qui n'est pas une bonne solution.

Assister les designers

À titre d'exemple, le trajet de charge d'un échafaudage suspendu à deux points part des travailleurs sur la plateforme, traverse les étriers jusqu'au palan, remonte les câbles de suspension, traverse le gréement et descend jusqu'au toit du bâtiment. De là, la charge traverse le bâtiment jusqu'à ses fondations, où elle est répartie dans le sol.

Une analyse du chemin de charge aide le concepteur à sélectionner les composants adaptés à la charge. (Photo : David Glabe)

Une analyse du chemin de charge aide le concepteur à sélectionner les composants les plus adaptés à la charge. Une fois le chemin établi, le concepteur peut déterminer la résistance de chaque composant le long de ce chemin afin d'obtenir une résistance suffisante, car la défaillance d'un composant peut entraîner la défaillance de l'ensemble de l'échafaudage, notamment dans le cas des échafaudages suspendus.

Il est également important que la trajectoire de charge ne soit pas modifiée sans l'approbation du concepteur. Par exemple, les échafaudages suspendus sont généralement équipés d'une poutre en porte-à-faux avec contrepoids pour supporter et transférer les charges des câbles de suspension. Des contrepoids correctement installés en contiennent le nombre nécessaire pour équilibrer les charges en porte-à-faux. Cependant, si l'on emprunte plusieurs contrepoids, la poutre se déséquilibre, ce qui modifie la trajectoire de charge.

Lorsqu'un nombre excessif de contrepoids est retiré, la trajectoire de charge est soudainement redirigée vers le câble de tirant, son ancrage au bâtiment et le bâtiment au sol. Si le câble de tirant et l'ancrage ne peuvent pas transférer ces charges, ils se rompent et la trajectoire de charge change à nouveau, cette fois par-dessus le bâtiment, augmentant considérablement les forces cinétiques dans la plateforme lors de son accélération vers la rue en contrebas. Si la poutre et la plateforme qui lui est attachée atterrissent sur le camion de livraison de fruits dans la rue, le camion devient alors partie intégrante de la trajectoire de charge. Soudain, les fruits deviennent également partie intégrante de la trajectoire de charge. La leçon à retenir est de s'assurer que la trajectoire de charge prévue reste la trajectoire de charge, car les fruits ne constituent pas un bon composant d'échafaudage.

Pour les monteurs

Il est intéressant de noter que de nombreux monteurs et utilisateurs d'échafaudages n'appliquent pas consciemment l'analyse du chemin de charge lors de la construction et de l'utilisation d'échafaudages. C'est particulièrement vrai pour les échafaudages supportés, dont la conception repose sur l'expérience, des repères visuels et une observation attentive de la réponse de l'échafaudage aux charges appliquées. La règle générale semble être que s'il ne plie pas trop, c'est qu'il est en bon état. Modifier un échafaudage peut facilement modifier le chemin de charge, souvent avec des conséquences désastreuses. Retirer le mauvais étai, repositionner un étai incorrectement ou retirer la bride essentielle : la voie du succès peut soudainement vous mener vers les profondeurs de la destruction.

On pourrait conclure qu'un échafaudage à cadre présente un chemin de charge clair et facilement discernable. Ce n'est pas nécessairement vrai.

Les enquêtes sur les accidents utilisent les trajectoires de charge pour aider les enquêteurs à déterminer la cause des défaillances des échafaudages. Une analyse des trajectoires de charge révèle les facteurs ayant précipité la défaillance en identifiant les composants qui ont transféré les charges à travers l'échafaudage. (Photo : David Glabe)

Prenons l'exemple de l'axe d'accouplement utilisé pour aligner les cales lors de l'empilage des cadres d'échafaudage. Dans une telle application, aucune force réelle n'est exercée sur l'axe d'accouplement, car la charge est verticale et se transfère directement du bas d'un tube vers le haut du tube inférieur. Mais que se passe-t-il lorsqu'on décide d'utiliser une grue pour soulever et déplacer un échafaudage ? Les monteurs fixent astucieusement les pieds à l'aide des attaches à ressort et des goupilles à genouillère fournies avec les axes d'accouplement. Soudain, ces attaches et goupilles servent à transférer le poids de l'échafaudage d'un cadre à l'autre, ce qui est exactement le contraire de l'usage des goupilles, et dont la résistance est déficiente. Une analyse de trajectoire de charge appropriée aurait révélé cette utilisation atypique des goupilles.

Les ingénieurs qualifiés ne sont pas les seuls à pouvoir exploiter la puissance d'une analyse de trajectoire de charge. Que vous soyez concepteur, monteur, inspecteur ou utilisateur, vous pouvez également réaliser une analyse de trajectoire de charge. Lorsque vous observez un ouvrier sur une plateforme d'échafaudage, visualisez mentalement la manière dont son poids traverse l'échafaudage jusqu'à la surface d'appui. Déterminez les composants utilisés pour transférer cette charge.

Différents moyens pour parvenir à une méthode

Par exemple, les boulons reliant les étriers à la plateforme d'un échafaudage suspendu sont-ils corrects ? Les serre-câbles sont-ils de la bonne taille ? Le toit est-il suffisamment solide ? Sur un échafaudage à système, les connexions sont-elles bien serrées ? Les diagonales sont-elles adéquates à la jonction des éléments horizontaux et des pieds, ou les diagonales sont-elles installées à mi-distance entre les éléments horizontaux, ce qui entraîne des forces horizontales excessives sur les pieds, pour lesquelles elles n'ont pas été conçues ? Qu'en est-il de cette PEMP ? Combien de personnes se trouvent sur la plateforme ? Où sont ancrées leurs protections antichute ? L'opérateur a-t-il contourné les commandes de sécurité ? De même, retirer les diagonales d'un échafaudage à cadre, par exemple, altère la capacité des pieds.

Lorsqu'une personne qualifiée conçoit un échafaudage, un échafaudage suspendu ou une PEMP, une analyse du chemin de charge est utilisée pour déterminer les composants qui supporteront et transféreront les charges. (Photo : David Glabe)

Lorsque la jambe est alors soumise à une surcharge, elle se plie et la trajectoire de charge est modifiée. Soudain, l'axe d'accouplement, conçu uniquement pour l'alignement, est désormais censé transférer des forces horizontales qu'il ne peut pas supporter. Une défaillance indésirable s'ensuit.

Les enquêtes sur les accidents utilisent les trajectoires de charge pour aider les enquêteurs à déterminer la cause des défaillances des échafaudages. Une analyse des trajectoires de charge révèle les facteurs ayant précipité la défaillance en identifiant les composants qui ont transféré les charges à travers l'échafaudage. Bien sûr, lors de l'examen d'un amas de débris d'échafaudage tordus, la trajectoire est souvent obscurcie, ce qui conduit certains enquêteurs à s'y tromper et à tirer des conclusions erronées quant au mode de défaillance.

Connaître le chemin que vous empruntez vous garantira d'arriver à destination en toute sécurité. Rester sur le droit chemin n'est pas si mal, après tout.

À propos de l'auteur : David Glabe est le fondateur de DH Glabe & Associates. Il est également activement impliqué au sein de la Scaffold & Access Industry Association et est membre du sous-comité ANSI A10.8 pour les échafaudages.