SÉANCE 5 : MANUTENTION DES MARCHANDISES
TECHNOLOGIE DU CHARIOT

La manutention des marchandises fait partie intégrante de l'activité du conducteur routier mais elle n'est pas sans risques. Cette séance a pour objectifs de permettre d'en identifier les outils et de mettre en place un protocole de sécurité quant à leur utilisation.

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1- TECHNOLOGIE DU CHARIOT

1.1 Le circuit hydraulique

1.1.1 Rôle du circuit hydraulique :

Système hydraulique : C'est le système à forte puissance situé derrière le système de levage, utilisant l'énergie hydraulique pour un levage rapide et efficace.

Le système hydraulique est extrêmement solide, mais il faut l'entretenir et le surveiller pour des raisons à la fois de sécurité et de performance. L'entretien peut comprendre l'élimination des bouchons dans le système ou le remplacement des pièces usées.

Un chariot élévateur comporte toujours une pompe hydraulique pour assurer les différents mouvements de la charge. Il s’agit au minimum de l’élévation ainsi que de l’inclinaison du mât. Il s’y ajoute très souvent des équipements auxiliaires.

Les pompes utilisées sont du type à engrenages fonctionnant à une pression de l’ordre de 150 à plus de 200 bars.

Les actuateurs sont soit des vérins, à double effet sauf pour l’élévation, soit, en particulier pour les têtes rotatives, des moteurs à engrenages.

Les vérins d’élévation sont toujours munis à leur base d’un ralentisseur intégré pour éviter une descente brutale de la charge en cas de rupture de tuyauterie.

1.1.2 Description :

1. Réservoir

2. Pompe

3. Distributeur + limiteur de pression

4. Ralentisseur de descente

5. Vérin d’inclinaison

6. Vérin d’élévation

7. Retour direct d’huile

La pompe (2) va aspirer l'huile qui est stockée dans le réservoir (1). La pompe va mettre l'huile sous très haute pression et l'envoyer vers le distributeur (3).

Le distributeur va répartir l'huile sous pression dans les différents circuits. Il est commandé par différents leviers.

A l'aide des leviers de commande, qui actionnent le distributeur, le conducteur va pouvoir :

- envoyer l'huile sous haute pression vers le vérin d'inclinaison (5) à " double effet " et ainsi pencher le mât ou au contraire le redresser

- envoyer l'huile sous haute pression pour commander le vérin d'élévation (6) du mât. Ce vérin d'élévation va contribuer à faire monter ou descendre les fourches ( et donc la charge ) et suivant les chariots, permettre de déployer le mât ( mât duplex, triplex... )

Le ralentisseur de descente (4) vient en sécurité pour éviter une descente trop rapide du mât ( et donc des fourches et de la charge ).

Suivant les chariots, on peut ajouter un vérin de translation du tablier porte-équipements ( chariot catégorie 3 ) ou un vérin de rentrée et sorite du mât ( chariot catégorie 5 )

Le vérin va utiliser la force produite par le débit de la pompe, via le distributeur, pour transformer l'énergie hydraulique en énergie mécanique et ainsi permettre l’exécution des mouvements attendus par le conducteur.

Le limiteur de pression va permettre de réduite de débit pour éviter une surpression dans le système.

Lorsque le conducteur n'a plus besoin d'actionner les mécanismes de levée, d'inclinaison... l'huile retourne dans le réservoir par un retour direct , sans passer par la pompe.

1.2 Le mât

Le mât d’un chariot élévateur est l’élément vertical qui permet de soulever et d’abaisser les charges.

Pour la plupart des chariots élévateurs, le mât est situé à l’avant du chariot élévateur, directement dans le champ de vision de l’opérateur.

Les mâts sont constitués d’une ou plusieurs profilés qui permettent de lever ou abaisser le tablier porte- équipement avec les fourches ou l’accessoire qui y est attaché.

Il existe quatre types de mât que l’on peut aisément identifier :

Simplex : une profilé de mât
Duplex : deux profilés de mât
Triplex : Trois profilés de mât
Quadruplex : Quatre profilés de mât

Lors du choix d’un chariot élévateur, il est important de se familiariser avec les différentes caractéristiques et la terminologie d’un mât de chariot élévateur : la hauteur de levée du mât, la hauteur de levée libre, la hauteur mât déployée et la hauteur abaissée.

Mât simple Mât double Mât triple

" simplex " " duplex " " triplex "

1.2.1 Composition du mât

Le mât permet d’effectuer les opérations de levage des charges.

Le mât est constitué d’un tablier porte- équipement, d’éléments en profilés étirés à froid, à haute résistance. Ces profilés coulissent les uns par rapport aux autres et assurent le déplacement en hauteur de la charge.

Des galets dans les profilés et sur le tablier porte-fourches assurent le guidage des différents éléments lorsqu’ils sont en mouvement.

Ces systèmes mécaniques sont associés à des vérins hydrauliques et des chaînes de levage.

1.2.2 Notion de levée libre

Le mât sans levée libre va se déployer dès que la charge aura été décollée du sol. Les mâts sans levée libre nécessitent donc beaucoup d’espace libre sous toit pour permettre aux profilés de mât de se déployer et atteindre la hauteur du plan de pose.

La hauteur du mât déployé est donc supérieure à la hauteur du plan de pose de la charge. L’usage de ce type de mât peut s’avérer problématique dans les espaces où les hauteurs sous plafond sont relativement faibles par rapport au plan de pose que l’opérateur souhaite atteindre. Dans ce cas il existe des mâts conçus pour être utilisés dans de tels lieux. Ils sont appelés « mâts à levée libre totale » ou « mât à grande levée libre ».

La levée libre totale permet de lever le tablier porte-fourches jusqu’en haut du mât sans que les profilés de mât ne se déploient. Les chariots élévateurs équipés de ce mât à levée libre totale permettent à un opérateur de manœuvrer plus facilement dans les zones où l’espace sous plafond disponible est limité ( exemple : à l’intérieur de la caisse d'un camion ).

Dans l’immense majorité des cas, la levée libre totale est obtenue grâce à un vérin situé au centre du mât. Cela implique que les opérateurs ont une fenêtre de visibilité moins large qu’avec un mât sans levée libre. Lorsque ce n’est pas un vérin central qui assure la levée libre, ce sont deux vérins latéraux plus petits qui assurent cette fonction. La visibilité centrale est alors améliorée mais les coûts de maintenance peuvent être plus élevés.

On appelle levée libre la hauteur d’élévation de la fourche ne modifiant pas la hauteur du chariot.

1.2.3 Différents types de mâts :

1. Mât de chariot élévateur simplex (ou mât duplex à levée libre) :

Ces mâts ne possèdent qu’un profilé, les chariots qui en sont équipés ne peuvent soulever des charges qu’à des hauteurs relativement faibles.

Ce type de mât est composé d’un profilé dans lequel coulisse le tablier porte- équipement grâce à un mécanisme de vérins et de chaînes. La hauteur de levée sera limitée par la hauteur de l’échelle.

2. Mât de chariot élévateur Duplex

Composé d’un profilé fixe et d’un profilé mobile, ce type de mât existe sans ou avec grande levée libre.

Les mâts duplex sans levée libre disposent d’un dispositif appelé petite levée libre. Cette petite levée libre permet de soulever la charge à une hauteur suffisante pour la décoller du sol et ainsi permettre de la déplacer. La hauteur de levée de cette petite levée libre varie généralement de 100 à 250 mm.

Une fois cette hauteur de petite levée libre dépassée, le mât se déploie immédiatement. Les fourches se lèvent deux fois plus vite que le profilé de mât intérieur. Le rapport de levée est de 1 pour 2, c’est-à-dire que si les fourches se lèvent de 1m, le mât sort de 50 cm.

Dans des applications comme les chargements/déchargement de camions ou de containers, sous des mezzanines ou dans les lieux où les hauteurs sous plafond sont relativement faibles, l’usage de levée libre totale permet de déposer des charges les unes sur les autres ou d’atteindre des plans de pose ayant des hauteur modérées (1500 mm en moyenne).

Le vérin de levée libre permettra au tablier porte-équipement de se déplacer jusqu’en haut de l’échelle avant que le mât ne commence à se déployer.

3. Mât de chariot élévateur Triplex

L’usage de ce type de mât s’est répandu très largement ces dernières années.
Les chariots élévateurs équipés d’un mât triplex permettent de stocker des charges à une hauteur plus élevée que ceux équipés d’un mât Duplex tout en offrant des hauteurs hors tout permettant un usage plus large. En effet, les passages de porte ne sont alors plus un obstacle au déplacement du matériel au sein des établissements dotés de matériels à mât triplex.

Les mâts triplex sont équipés d’un profilé fixe et de deux profilés mobiles, permettant donc d’atteindre des hauteurs de levée plus importantes. En général les mâts Triplex sont équipés de Grande Levée Libre. Toutefois il en existe certains qui n’en sont pas équipés.

4. Mât de chariot élévateur Quadruplex

Comme son nom le suggère, ce mât de conception complexe est composé de 4 profilés de mât.

Les caristes qui utilisent des chariots élévateurs ainsi équipés doivent recevoir une formation avancée pour l’usage de ce type de mât à de très grandes hauteurs, dont la visibilité est souvent restreinte.

2 - LES CHARIOTS ÉLECTRIQUES

2.1 Principe de fonctionnement :

Comment fonctionne le chariot électrique ?

L’énergie électrique stockée dans la batterie est transformée en énergie mécanique par l’intermédiaire de 1 où 2 moteur(s) pour assurer la propulsion du chariot.

Un autre moteur est réservé au fonctionnement du circuit hydraulique.

Le rôle du moteur : le moteur transforme l’énergie électrique en énergie mécanique pour assurer la propulsion du chariot.

Les chariots électriques sont équipés de plusieurs moteurs :

Avec 2 moteurs : l’un sert à la traction, l’autre à faire fonctionner l’hydraulique,

Avec 3 moteurs : deux moteurs sont réservés à la traction, le troisième est réservé à l’hydraulique

Caractéristiques générales d'un chariot élévateur électrique :

Moteur : électrique asynchrone à bobinage cuivre refroidi par air.
Transmission : directe par variateur électrique.
Vitesse de déplacement : de 25 à 40 km/h.
Charge : de 2 à 3 tonnes environ.
Roues : Bandages (roues pleines).
Utilisation conseillée : Manutention sur courtes et moyennes distances 30 à 60 m.

2.2 Avantages du moteur électrique :

Le chariot élévateur électrique est presque silencieux et n'émet aucun pollution :

L'avantage principal du chariot élévateur à moteur électrique est l'absence de nuisances. Peu de bruit et l'absence de pollution l'autorise à évoluer à l'intérieur des locaux et des magasins.
L'inconvénient principal du chariot élévateur à moteur électrique est le rapport poids/puissance qui lui interdit souvent le franchissement de pentes importantes.

Principaux avantages :

- Le chariot électrique permet de travailler en souplesse et avec précision,

- Les couts d’entretien sont réduits

- Toutes les vitesses sont programmables.

- Pas de pollution : ce chariot est donc particulièrement adapté pour le travail en espace fermé ( intérieur ).

On peut programmer certaines tâches. Il existe des chariots "autonomes"

Avantages à l'utilisation :

Pas de ventilation des locaux (pollution nulle)
Peu d'entretien
Peu de nuisance sonore
Très économique

Inconvénients à l'utilisation :

Création d'un point de recharge ventilé
Autonomie et recharge des batteries
Franchissement de pentes limité

2.3 La batterie :

Définition : La batterie ( ou accumulateur électrique ) est un réservoir d’énergie électrique qui restitue lors de la décharge, le courant qui lui a été fourni à la charge. Il transforme une énergie chimique (charge) en énergie électrique (décharge ).

La batterie est constituée d’un ensemble d’éléments reliés par des barrettes de connexions.

Un élément est composé de plaques de polarité opposées plongées dans un mélange d’eau et d’acide : l’électrolyte.

Description :

1. Borne

2. Bouchon

3. Couvercle

4. Bac

5. Plaque négative

6. Plaque positive

7. Séparateur de lames

8. Semelle

2.4 Précautions à prendre à la charge :

- Ne jamais ajouter de l’acide dans l’eau ( que de l’eau distillée ou déminéralisée )

- Vérifier le niveau de l’électrolyte avant et après la charge

- Utiliser un chargeur adapté au voltage du chariot

- Ne pas fumer près d’une batterie en charge : dégagement d’hydrogène

- Ne pas provoquer un court circuit avec un outil métallique

- Après la charge, refermer les clapets des bouchons qui se seraient ouverts sous la pression des gaz situés à l’intérieur de l’accumulateur.

3 - LES CHARIOTS THERMIQUES

3.1 Principe de fonctionnement :

Sur un chariot thermique, le moteur transforme une énergie thermique ( en brûlant un carburant ) en une énergie mécanique ( il produit un mouvement et une force motrice )

Le moteur entraine les roues motrices par l’intermédiaire de l’embrayage et de la boite de vitesses : c'est la chaine cinématique.

Le circuit hydraulique est entrainé dès que le moteur tourne

Le moteur est généralement un moteur 4 temps – 4 cylindres.

La mise en route s’effectue à l’aide d’un démarreur électrique ( alimenté par une batterie ) puis par simple restitution de l’énergie de la part du volant moteur…

Son refroidissement est assuré par un circuit et un radiateur.

Le moteur doit être lubrifié par un graissage permanent ( huile ).

Le carburant peut être de l’essence, du gazole ou le gaz GPL.

3.1 Avantages du moteur thermique :

Principaux avantages du moteur thermique :

- une puissance à la traction généralement plus élevée que celle d’un moteur électrique

- Le couple moteur est meilleur surtout sur les moteurs diesel : il permet des efforts plus important notamment dans les pentes.

- La capacité du réservoir autorise une large autonomie de fonctionnement ( parfois plusieurs jours selon l’intensité de l’utilisation )

Principal inconvénient du moteur thermique :

La pollution des gaz d’échappement impose d’utiliser ce type de matériel dans un local aéré ou en extérieur…

3.3 Moteurs à essence ou à gasoil :

Avoir quelques connaissances mécaniques, sur le fonctionnement d'un moteur thermique DIESEL ( qui fonctionne au gasoil ) ou un moteur thermique essence, est tout aussi indispensable pour correctement utiliser un camion qu'un chariot de manutention...

Ces notions de bases sont accessibles dans ce classeur numérique en " MAINTENANCE " ( voir principalement les séances 02 et 03 )

Accéder classeur de MAINTENANCE

3.3.1 Fonctionnement comparé entre moteur essence et moteur Diesel :

Le moteur thermique essence et le moteur DIESEL, transforment une énergie thermique ( combustion de carburant ) en énergie mécanique ( mouvement permettant le déplacement du chariot ) et, ont un principe de fonctionnement en 4 temps :

- 1er temps : ADMISSION

- 2ème temps : COMPRESSION

- 3ème temps : EXPLOSION ou COMBUSTION / DÉTENTE

- 4ème temps : ÉCHAPPEMENT

Le moteur entraîne les roues motrices par l’intermédiaire de la boîte de vitesse.

Le refroidissement est assuré par un circuit et un radiateur.

Le moteur doit être lubrifié par un graissage permanent.

La pompe hydraulique est entraînée dès que le moteur tourne.

3.3.2 Chaines cinématiques différentes :

Définition : La chaine cinématique du chariot est constituée de l'ensemble des éléments mécaniques qui contribuent au fonctionnement et au déplacement du chariot.

Chariot thermique avec boite de vitesses et embrayage mécanique

Chariot thermique avec boite de vitesses automatique

La transmission par convertisseur

Le convertisseur (convertisseur de couple) est l'adaptation aux engins lourds de la boîte automatique d'un véhicule routier.
L'axe moteur en rotation est relié au convertisseur et lui envoie en continu la puissance du moteur gérée à l'accélérateur.
Le convertisseur autorise un couple important toujours disponible et le module selon la vitesse désirée. Comme sur une boîte automatique, il n'y a pas de pédale d'embrayage mais plusieurs rapports de vitesse sélectionnables au tableau de bord.
C'est un système ancien et éprouvé qui laisse peu à peu la place à la transmission hydrostatique.

Chariot thermique avec transmission hydrostatique

La transmission hydrostatique

Dans la transmission hydrostatique, le moteur de l'engin actionne uniquement une pompe hydraulique en continu. La pompe hydraulique envoie de l'huile hydraulique sous pression modulée à l'accélérateur dans un moteur hydraulique. Ce moteur agit à l'inverse d'une pompe et transforme le débit d'huile en un mouvement de rotation à un essieu.
Couplé à une boîte de vitesses souvent automatique, plusieurs rapports sans embrayage sont disponibles, et sélectionnables au tableau de bord.
C'est le modèle le plus récent et le plus souple de transmission.

3.3.3 Précautions pour faire le plein de carburant :

• Faire le plein dans un espace ventilé,

• Immobiliser le chariot et arrêter le moteur

• Ne pas fumer pendant l’opération de remplissage

( même en période hivernale )

• Choisir le bon carburant et le bon réservoir

• Ne pas téléphoner

3.4 Moteurs au gaz :

3.4.1 Avantages du gaz :

Les principaux avantages du moteur thermique au gaz sont :

- de diminuer la pollution

( possibilité de l'utiliser en intérieur )

- de pouvoir avoir un réservoir à essence ( ou " super " ) supplémentaire avec un interrupteur qui permet d’alterner les carburants et d’éviter la panne sèche.

3.4.2 Fonctionnement :

Le gaz est stocké dans un réservoir ou contenu dans une bouteille de 13 Kg.

Le diffuseur porte le gaz à la pression atmosphérique à l’entrée du carburateur, ainsi il peut se mélanger à l’air aspiré par le moteur. Le moteur fonctionne alors de la même façon que le moteur essence.

3.4.3 Changement de la bouteille de gaz :

Procéder à l’échange de la bouteille dans un espace ventilé, sans fumer, les mains protégées par des gants.

1. Immobiliser le chariot moteur éteint,

2. Fermer le robinet de la bouteille,

3. Débrancher le flexible,

4. Enlever la bouteille vide,

5. Positionner la nouvelle bouteille l’orifice tourné vers le bas,

6. Rebrancher le flexible,

7. Ouvrir doucement le robinet de la bouteille.

4 - TABLEAU DE BORD
ET COMMANDES

4.1 Tableau de bord et voyants :

1 - Voyant de contrôle de l’horamètre

2 - Horamètre ( remplace le compteur kilométrique ! )

3 - Témoins de contrôle de température du liquide de

refroidissement

4 - Témoins de contrôle de température d'huile hydraulique

5 - Témoins de contrôle de pression d'huile moteur

6 - Témoins de fonctionnement des clignotants

7 - Témoins de charge batterie

8 - Témoins de dysfonctionnement du ventilateur du

radiateur

9 - Témoins de carburant (réserve)

10 - Témoins de dysfonctionnement électronique

11 - Préchauffage (non utilisé)

12 - Témoins de colmatage du filtre à air

4.2 Leviers et commandes :

Attention, les commandes diffèrent d'un chariot à l'autre.

Si certains utilisent des leviers : levier l'inclinaison du mât, levier de translation, levier d'élévation....

D'autres utilisent des commande de type "joysticks" assurant plusieurs fonctions.

Ce sont ces leviers qui actionnent le distributeur abordé en début de séance ( description du circuit hydraulique )

5 - LIAISON AU SOL ( ROUES ) :

Différents types de roues utilisées sur les chariots :

Le choix des roues à bandage ou à pneumatique dépend de la surface d'évolution du chariot élévateur.

Tout chariot de manutention possède des roues qui permettent la translation.

Les roues sont pleines, à bandage ou à pneumatique. Le type de roue est primordial dans la détermination de l'usage du chariot de manutention.

Quel pneu de chariot élévateur choisir ?

La surface sur laquelle va évoluer le chariot de manutention est le premier critère pour choisir des roues adaptées à la manutention, mais la charge et la distance ont leur importance.

La manutention est composée d'une grande part de translation (roulage) à l'intérieur ou à l'extérieur, sur sols aménagés, stabilisés ou en tout terrain.

Selon la nature de la marchandise et son emploi, la manutention comprendra le déchargement jusqu'à l'entrepôt, les déplacements au sein du magasin ou de l'entrepôt puis éventuellement le chargement d'un camion ou d'un train.

Les roues pleines

Roues et roulettes pleines pour le transpalette et le gerbeur.

En général le transpalette et le gerbeur sont équipés à l'avant de deux roues jumelées ou non qui sont orientées par le timon.

Les fourches sont supportées par des roulettes (pleines également) parfois réunies en bogies pour supporter de lourdes charges et franchir un peu mieux les aspérités.

Les roues pleines et les roulettes sont réalisées en polyuréthane, nylon, caoutchouc ou vulkolan.

Surface : Les roues pleines et les roulettes sont exclusivement réservées à une utilisation sur un sol aménagé (béton, carrelage, asphalte...) dépourvu d'obstacles (rails, glissières, seuils...). Le coincement d'une roulette dans un obstacle est une cause fréquente d'accident et de trouble musculo-squelettique.
Charge : Les roues pleines et les roulettes n'absorbent pas du tout les chocs et se bloquent sur la moindre aspérité quand elles sont en charge. Leur limite d'utilisation ne dépasse pas les 2/3 tonnes.
Déplacements : Réserver les roues pleines et les roulettes aux courtes distances (30m) peu fréquentes.

Les roues à bandage

Roues pour le préparateur de commande et le chariot élévateur.

Un préparateur de commande est le plus souvent équipé comme le chariot élévateur de quatre roues de taille égale en acier à bandage caoutchouc ou polymère.

Le bandage d'une roue pleine est une enveloppe sertie sur la roue qui recouvre entièrement sa surface de contact au sol. Le bandage est comparable à un pneu plein, de faible hauteur de talon. Le bandage a de faibles capacités de déformation et d'absorption qui lui permettent de franchir les aspérités.

Selon les surfaces et le degré d'usure du bandage, des traces noires peuvent apparaître sur les lieux de manœuvre, c'est pourquoi il existe des bandages spécifiques pour l'intérieur (souvent de couleur blanche).

Surface : Les roues pleines à bandages sont adaptées aux utilisations sur un sol aménagé (béton, carrelage, asphalte...) ou sur un sol stabilisé (terre battue) sans ornières ni franchissement.
Charge : Les roues pleines sont les plus adaptées aux fortes charges, toutefois, la limite du bandage peut apparaître lors de girations à faible vitesse sous forte charge. Leur limite d'utilisation dépend de leur conception.
Déplacements : Les roues pleines à bandage sont adaptées aux courtes distances et moyennes distances (60m à 100) fréquentes.

Les pneumatiques

Les roues classiques des chariots élévateurs lourds et tout terrain.

Les roues à pneumatiques sont les plus adaptées à toutes les utilisations. Selon l'indice de charge du pneumatique et sa structure, tous les choix sont possibles jusqu'à l'agricole et le tout terrain.

Le pneumatique à chambre à air (ou à eau) absorbe mieux que tous les autres types de roue les aspérités et les obstacles grâce à sa capacité de déformation. La seule restriction du pneumatique est le risque de traces noires inévitables aux endroits des manœuvres.

Surface : Les roues à pneumatiques sont adaptées aux utilisations sur tous les terrains y compris avec ornières et franchissement.
Charge : Les roues à pneumatiques existent dans toutes les tailles, tous les indices de charge et toutes les structures (agricole, chantier TP). Leur limite d'utilisation dépend uniquement de leur conception.
Déplacements : Les pneumatiques sont adaptés à toutes les distances, y compris sur route et à toutes les fréquences d'utilisation.

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SÉANCE 5 : MANUTENTION DES MARCHANDISES TECHNOLOGIE DU CHARIOT