Tableaux de charge des grues offshore

Q: Quelle est la différence entre le facteur dynamique et le DAF ?

Le facteur dynamique ψ est le facteur réglementaire utilisé pour dimensionner la grue et établir son tableau de charge. Le facteur d’amplification dynamique (DAF) est le rapport entre le pic de charge et la charge statique pour un levage donné ; il est déterminé par l’analyse de ce levage.

Comment lire une case du tableau, comprendre la réduction de capacité liée à l’état de mer, voir pourquoi le facteur dynamique peut dépendre de la charge et estimer la capacité que la compensation de pilonnement et l’amortissement des chocs peuvent restituer.

Par Peter Wang, COO · janvier 2026 · Mise à jour en septembre 2026 · 10 min de lecture

Illustration Blender d'un module sous-marin soulevé depuis une barge à côté d'un navire par la grue de ce navire.

En bref

Un tableau de charge indique la charge maximale d’utilisation (SWL) à chaque rayon. Un tableau offshore ajoute des colonnes de hauteur significative des vagues ( $H_s$ ), dont les valeurs sont chacune réduites selon un facteur dynamique $\psi$ .
Lisez la case au rayon le plus défavorable du levage et dans la première plage de $H_s$ égale ou supérieure à la prévision. La case donne la charge brute admissible : il faut en déduire le crochet, les apparaux et les autres équipements suspendus.
Selon DNV-ST-0378, le facteur $\psi$ d’une grue offshore est d’au moins 1.3 pour les charges d’utilisation jusqu’à 2,500 kN. Il augmente avec la vitesse relative entre le crochet et la charge, ainsi qu’avec la raideur de la grue.
Si $\psi$ est calculé à partir de la masse suspendue, il augmente lorsque la charge diminue : la charge et le facteur doivent donc être déterminés ensemble. La réduction de capacité d’une grue affichant 10 t à ( $\psi = 1.30$ ) pour une vitesse relative de 1.25 m/s donne 6.50 t, contre 7.2 t avec un facteur fixe.

Un tableau de charge de grue précise la charge maximale d’utilisation qu’une grue peut lever pour chaque rayon, longueur et angle de flèche. En mer, le crochet, la charge, le pont et la surface de l’eau se déplacent les uns par rapport aux autres. La capacité du tableau est donc réduite selon l’état de mer : chaque colonne de hauteur des vagues multiplie la capacité nominale par le rapport entre son facteur dynamique et le facteur, plus élevé, de cet état de mer. Lire la bonne case est la première vérification de tout levage offshore.

Comment lire une case du tableau

L’exemple A est un tableau illustratif pour le crochet principal d’une grue offshore. Chaque colonne de hauteur des vagues applique un facteur fixe à la capacité nominale, ici avec $\psi_{\text{rating}} = 1.30$ :

\text{Charge brute admissible} = \text{Capacité nominale} \times \frac{\psi_{\text{rating}}}{\psi_{\text{sea state}}}

Rayon	Capacité nominaleψ 1.30	H_s ≤ 2.0 mψ ≈ 1.5	H_s ≤ 2.5 mψ ≈ 1.7	H_s ≤ 3.0 mψ ≈ 1.95
12 m	10.0 t	8.7 t	7.6 t	6.7 t
16 m	8.4 t	7.3 t	6.4 t	5.6 t
20 m	6.9 t	6.0 t	5.3 t	4.6 t
24 m	5.6 t	4.9 t	4.3 t	3.7 t

Tableau illustratif. Un tableau certifié précise ses propres règles, facteurs et plages de hauteur des vagues.

Repérez la ligne du rayon. Utilisez le rayon de travail au point le plus défavorable de la trajectoire de levage : le rayon augmente lorsque la flèche s’abaisse vers l’extérieur, et la capacité diminue.
Choisissez la colonne d’état de mer. Prenez la hauteur significative des vagues prévue pour l’opération et retenez la première plage égale ou supérieure. Entre deux colonnes, utilisez la plus défavorable.
Lisez la case à l’intersection. À 20 m et pour $H_s \le 2.5\ \text{m}$ la case indique 5.3 t. C’est la charge suspendue brute admissible, pas la charge utile nette.
Vérifiez les hypothèses de base. Les cases $H_s$ d’un tableau certifié donnent les charges admissibles approuvées : utilisez-les telles qu’elles sont indiquées. Si vous calculez vous-même une charge admissible à partir d’une capacité nominale et d’un facteur $\psi$ calculé à partir de la masse suspendue, déterminez ensemble la masse et le facteur (voir ci-dessous).

D’où vient la réduction de capacité

Les plus fortes réductions de capacité proviennent de la vitesse relative et des variations brusques de tension :

Décollage depuis un pont en mouvement. Si le crochet monte pendant que le pont du navire ravitailleur descend, les élingues passent presque instantanément de l’état détendu à la pleine charge, et la charge de choc peut largement dépasser la charge statique.
La zone de déferlement. La flottabilité, la traînée, la masse ajoutée et la vitesse des particules d’eau varient rapidement lorsque la charge traverse la surface.
Élasticité de la grue et du câble. La grue, le câble, les élingues et la charge forment un système masse-ressort : un mouvement rapide ou une mauvaise synchronisation amplifie le pic de charge.
Événements brefs. Le décollage, la pose et l’accrochage peuvent déterminer la charge maximale au crochet même lorsque l’état de mer moyen semble acceptable.

Le facteur dynamique $\psi$ résume ces effets en un seul nombre pour la grue. Il est lié au facteur d’amplification dynamique (DAF) d’un levage donné, mais n’est pas identique à celui-ci, qui résulte de l’analyse de ce levage. Voir facteur d’amplification dynamique.

Calcul du facteur dynamique

Pour un levage depuis un navire ravitailleur, la vitesse relative entre le crochet et la charge combine la vitesse de hissage avec les vitesses verticales de la tête de grue et du pont :

Figure 1. Décollage depuis un navire ravitailleur. Le crochet monte à la vitesse de hissage pendant que la tête de grue et le pont se déplacent avec les vagues ; la grue et le câble agissent comme un ressort de raideur

k

sur la masse suspendue

m

v_r = \tfrac{1}{2}\,v_L + \sqrt{v_c^2 + v_d^2}

Ici, $v_L$ est la vitesse de hissage, $v_c$ la vitesse de la tête de grue due au mouvement du navire et $v_d$ la vitesse du pont due aux vagues. Ces vitesses proviennent des données de réponse du navire, de mesures du mouvement ou d’une simulation temporelle, ou encore de valeurs réglementaires prudentes si les données sont limitées. Le facteur dynamique découle alors de la vitesse relative, de la raideur $k$ de la grue et du câble, et de la masse suspendue totale $m$ :

\psi(m) = 1 + \frac{v_r}{g}\sqrt{\frac{k}{m}}

Cette expression reprend celle de DNV-ST-0378: $\psi = 1 + V_R\sqrt{C/(W g)}$ [4.1.3.2], réécrite avec $W = m g$ et $C = k$ ; $v_c$ et $v_d$ correspondent aux grandeurs $V_t$ et $V_{\text{in}}$ . de DNV. La norme fixe un minimum : au moins 1.3 pour les grues offshore avec des charges d’utilisation jusqu’à 2,500 kN. Les détails, dont la vitesse minimale de hissage, figurent dans DNV-ST-0378.

ψ fixe ou dépendant de la masse : deux résultats

Prenons la capacité nominale de 10 t à 12 m pour $\psi = 1.30$ , une vitesse relative de 1.25 m/s et une raideur de 400 kN/m. À 10 t, la formule donne :

\psi(10) = 1 + \frac{1.25}{9.81}\sqrt{\frac{400\,000}{10\,000}} = 1.8059

L’exemple B montre la charge que permet alors cette capacité nominale selon que $\psi$ est fixe ou non :

Si ψ est	Calcul	Charge brute admissible
Une valeur fixe (issue d’un tableau de règles ou d’une analyse)	$10 \times 1.30 / 1.8$	7.2 t pour $\psi = 1.8$
La formule propre à la grue, $\psi(m)$	Résoudre $m\,\psi(m) = 13\ \text{t}$ , avec $\psi(m) = 1 + 2.54842/\sqrt{m}$	6.50 t pour $\psi \approx 2.00$

Avec cette formule, une charge plus légère produit un facteur plus élevé : le résultat doit donc satisfaire simultanément les deux conditions :

m\,\psi(m) = m + 2.54842\sqrt{m} = 13 \;\Rightarrow\; m = 6.5019\ \text{t}, \quad \psi = 1.9994

Cela représente environ 35 % de moins que la capacité nominale de 10 t. Avant d’utiliser le simple rapport, vérifiez que le facteur est bien indépendant de la masse.

Figure 2. La courbe continue représente le budget de la capacité nominale :

\text{allowance} \times \psi = 13\ \text{t}

(10 t × 1.30), plafonné à 10 t. Les facteurs fixes de 1.5 et 1.8 y correspondent à 8.7 t et 7.2 t. La courbe en tirets représente le facteur propre à la grue

\psi(m)

pour ce cas (

v_r = 1.25\ \text{m/s}

k = 400\ \text{kN/m}

), en fonction de la masse suspendue : 1.81 à 10 t, puis une hausse lorsque la charge diminue. Elle croise la courbe du budget à 6.50 t et

\psi = 2.00

. Exemple de calcul, pas un tableau certifié.

La charge brute admissible n’est pas la charge utile nette

Toutes les valeurs ci-dessus correspondent à la charge suspendue brute admissible. La charge utile nette admissible est ce qui reste après déduction de la masse des équipements suspendus :

\text{Charge utile nette} = \text{Charge brute admissible} – \text{tare sous le crochet}

Cette masse comprend tout ce qui se trouve sous le crochet sans faire partie de la cargaison : moufle, mouflage, apparaux de levage, palonnier et autres équipements suspendus. Un compensateur ou un amortisseur placé sur le trajet de charge en fait partie ; son poids doit donc aussi être déduit de la charge admissible.

Récupérer de la capacité

Les efforts dynamiques réduisent la capacité indiquée dans le tableau. Deux phénomènes déterminent le pic de charge ; un troisième cas exige une commande active :

Ce qui détermine le pic	Solution adaptée	Principe
Événement ponctuel : prise sur pont, choc ou surcharge	POLARIS amortisseur pour grue	Transforme l’écart de vitesse en course et en amortissement plutôt qu’en effort au crochet. Il lui faut du temps pour se réarmer entre deux événements.
Mouvement répété des vagues : zone de déferlement, levages sous-marins	Compensation passive de pilonnement : RIGEL ou CYGNUS. Compensation passive adaptative : ANTARES, avec réglage automatique de l’amortissement lorsque la charge évolue pendant le levage, par exemple lors du passage de l’air à l’eau ou d’une pose par étapes	Isole la charge du pilonnement de la tête de grue : la vitesse relative au niveau de la charge, et donc le DAF du levage, restent faibles à chaque vague.
Une limite de mouvement résiduel hors de portée des systèmes passifs	Compensation active de pilonnement, comme VEGA (en développement)	Mesure le mouvement et entraîne la charge en sens opposé ; solution réservée aux cas nécessitant cette performance.

Les mesures opérationnelles définissent toujours les conditions de départ : vitesse de hissage maîtrisée, décollage en douceur, absence de nouveau contact, évitement des états de mer résonants et choix de la fenêtre météo. Un levage avec compensation ou amortissement des chocs ne modifie pas le tableau certifié de la grue ; il réduit l’effort dynamique réellement subi pendant l’opération.

Voici ce que cela peut représenter avec les chiffres de cette page : la capacité nominale de 10 t dispose d’un budget de 13 t (10 t × 1.30). Sans compensation, le cas étudié permet 6.50 t. Si l’analyse du levage montre qu’un compensateur limite le pic à 1.3 fois la charge statique, 13 t / 1.3 couvre la totalité des 10 t. Cette approche doit être acceptée par le fabricant de la grue ou l’organisme de classification, ainsi que par l’expert chargé de la garantie maritime. Pour un amortisseur, DNV-ST-0378 ne prend en compte l’effet d’un amortisseur hydraulique que sur accord particulier, étayé par des calculs et des essais réalisés en présence d’un inspecteur [5.2.9.10]. Pour une première vérification du produit, consultez le guide de sélection.

Normes applicables au tableau

Le tableau de charge d’une grue offshore suit les règles de sa certification : DNV-ST-0378 pour les grues offshore et de plateforme certifiées DNV, EN 13852-1 en Europe, ou API 2C pour les grues offshore sur piédestal. Un compensateur de pilonnement placé sur le trajet de charge est conçu selon DNV-ST-0378 et validé selon DNV-RP-N202, tandis que l’ensemble de l’opération de levage relève de DNV-ST-N001, avec DNV-RP-N103 pour l’analyse dynamique ; voir normes DNV pour le levage offshore.

Questions fréquentes

Qu’est-ce qu’un tableau de charge de grue ?

C’est un tableau indiquant la charge maximale d’utilisation qu’une grue peut lever pour chaque rayon, longueur de flèche et angle de flèche. Le tableau d’une grue offshore comprend aussi des colonnes de hauteur significative des vagues, chacune assortie d’une réduction de capacité liée au facteur dynamique du mouvement en mer.

Comment lire le tableau de charge d’une grue offshore ?

Repérez la ligne correspondant au rayon le plus défavorable du levage, choisissez la colonne de hauteur significative des vagues prévue en retenant la première plage égale ou supérieure, puis lisez la case. Elle donne la charge suspendue brute admissible : déduisez le crochet, les apparaux et les autres équipements suspendus pour obtenir la charge utile nette.

Quel facteur dynamique s’applique à une grue offshore ?

Selon DNV-ST-0378 le facteur dynamique d’une grue offshore est d’au moins 1.3 pour les charges d’utilisation jusqu’à 2,500 kN. Sa valeur réelle dépend de la vitesse relative entre le crochet et la charge, de la raideur de la grue et de la masse suspendue ; dans le tableau illustratif de cette page, il est d’environ 1.5 pour Hs 2.0 m, 1.7 pour 2.5 m et 1.95 pour 3.0 m.

Comment calculer la charge admissible à partir du facteur dynamique ?

Avec un facteur fixe, charge brute admissible = capacité nominale $\times\,\psi_{\text{rating}}/\psi_{\text{sea state}}$ ; dans l’exemple de cette page, 10 t × 1.30 / 1.8 = 7.2 t. Si le facteur provient de la formule propre à la grue et dépend de la masse, déterminez ensemble la masse et le facteur : la même capacité nominale de 10 t permet alors 6.50 t pour $\psi = 2.00$ .

La compensation de pilonnement augmente-t-elle la capacité de la grue ?

Elle ne modifie pas le tableau certifié de la grue. Elle réduit l’effort dynamique réellement subi pendant le levage en diminuant le mouvement relatif entre le crochet et la charge. Dans le cas étudié sur cette page, si l’analyse du levage indique un pic de 1.3 fois la charge statique, le budget de 13 t associé à la capacité nominale de 10 t couvre la totalité des 10 t, contre 6.50 t sans compensation. Cette approche doit être acceptée par le fabricant de la grue ou l’organisme de classification, ainsi que par l’expert chargé de la garantie maritime.

Quelle est la différence entre le facteur dynamique et le DAF ?

Le facteur dynamique $\psi$ est le facteur réglementaire utilisé pour dimensionner la grue et établir son tableau de charge. Le facteur d’amplification dynamique (DAF) est le rapport entre le pic de charge et la charge statique pour un levage donné ; il est déterminé par l’analyse de ce levage.

Hypothèses et sources

DNV-ST-0378, édition de juillet 2019 modifiée en octobre 2021 : facteur dynamique [4.1.3], valeurs minimales et vitesse relative pour les grues offshore [8.2.2], tableaux de charge selon la hauteur des vagues [8.2.4] et amortisseurs hydrauliques [5.2.9.10].
Les exemples A et B ainsi que le cas étudié sont illustratifs et reposent sur les données indiquées ; les chiffres sont arrondis comme indiqué et se recalculent exactement à partir des formules de cette page.
EN 13852-1 Grues, grues offshore, grues offshore d’usage général; API Spec 2C Grues offshore montées sur piédestal.

Vous lisez un tableau de charge pour un levage avec compensation ?

Envoyez-nous le rayon et la SWL de la grue, la vitesse de hissage, la charge utile, l’état de mer, la période des vagues et la séquence de levage. Nous vérifierons la case du tableau et la capacité qu’un compensateur ou un amortisseur peut restituer.

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Cas de charge pour le levage offshore : résultats de référence ND

Ce que subit réellement une charge pendant le levage, avec et sans compensation passive, d’après les simulations temporelles de Norwegian Dynamics. Ce document ne reproduit aucune norme : sa valeur tient aux résultats chiffrés qu’aucune norme ne publie.

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