Diagramme de Charge de Grue
Par Tord Martinsen, CEO · Janvier 2026
Parcours projet : Pour appliquer ce sujet à un projet, consultez absorbeur de choc POLARIS et études et analyses d’ingénierie.
Un diagramme de charge de grue indique la charge maximale de sécurité (SWL) qu’une grue peut lever à différents rayons, longueurs de flèche et angles. Offshore, la capacité disponible du diagramme doit être vérifiée vis-à-vis des charges dynamiques, car le crochet, la charge, le pont et la surface libre peuvent tous se déplacer les uns par rapport aux autres.
Le facteur de charge dynamique (ψ), souvent discuté avec le DAF, est le multiplicateur appliqué à la charge statique ou à la capacité du diagramme de grue. Un facteur de 1,5 signifie que la grue et l’élingage doivent reprendre 50% de charge en plus du poids statique.
D’où vient la charge supplémentaire
Les plus fortes réductions de capacité proviennent généralement de la vitesse relative et de variations soudaines de tension :
- Lift-off depuis un supply vessel ou une barge – le crochet et le pont cargo peuvent se déplacer en sens opposés. Si le crochet monte pendant que le pont ou le conteneur descend, l’élingue peut passer de détendue à pleinement chargée presque instantanément. Ce snap load peut dépasser largement la charge statique.
- Traversées de splash zone – poussée d’Archimède, traînée, masse ajoutée et vitesse particulaire des vagues changent rapidement lorsque la charge traverse la surface libre. Il en résulte une charge au crochet variable et un facteur dynamique plus élevé.
- Élasticité de la grue et du câble – grue, câble, élingues et charge se comportent comme un système masse-ressort ; un mouvement rapide ou un mauvais phasage peut amplifier la tension de pointe.
- Lift-off, pose et accrochage – des événements courts peuvent gouverner la charge maximale au crochet même si l’état de mer moyen semble acceptable.
Le facteur dynamique regroupe ces effets en un seul nombre appliqué au diagramme de charge.
Comment calculer la vitesse relative ?
Pour les transfer lifts depuis le pont, les règles de classification estiment souvent la vitesse relative ainsi :
v_r =\frac{1}{2}v_L + \sqrt{v_c^2+v_d^2}Où v_r est la vitesse relative, v_L la vitesse de levage de la grue, v_c la vitesse verticale de la tête de grue due au mouvement du navire, et v_d la vitesse verticale du pont ou de la charge.
Nous estimons v_c et v_d à partir de données de réponse navire, de mesures de mouvement, de données metocean ou de simulations temporelles. Lorsque les données sont limitées, des valeurs conservatrices issues des règles peuvent être utilisées.
Comment calculer le facteur dynamique et la charge autorisée ?
Pour une grue conventionnelle et son système d’élingage, le facteur dynamique peut être estimé à partir de la vitesse relative, de la raideur et de la masse de charge :
\psi =1 + \frac{v_r}{g} \sqrt{\frac{k}{m}}Où v_r est la vitesse relative, g l’accélération de la pesanteur, k la raideur effective grue-câble, et m la masse de charge.
\psi sert ensuite à déclasser le diagramme de grue. De nombreuses vérifications offshore appliquent aussi un facteur dynamique minimum, souvent 1,3 selon le référentiel et la catégorie de levage ; une valeur calculée inférieure n’augmente donc pas la capacité du diagramme.
Exemple : une grue dispose de 10 t de capacité au diagramme pour un levage de pont et le facteur dynamique minimum applicable est 1,3. Quelle charge overboard est autorisée si le facteur calculé vaut 1,2 ou 1,8 ?
Pour 1,2, le minimum reste gouvernant, donc la charge autorisée reste 10 t. Pour 1,8, la charge autorisée devient :
m = 10 \cdot \frac{1.3}{1.8} = 7.2\ \text{t}
En réduisant les snap loads par amortissement de choc, ou le mouvement relatif crochet-charge par compensation de heave, le levage peut souvent rester plus proche du facteur minimum au lieu de subir un déclassement important.
Effet illustratif sur le diagramme de charge
L’exemple ci-dessous montre la même capacité de diagramme vérifiée avec différents facteurs dynamiques. C’est un exemple simplifié, pas un diagramme POLARIS certifié.
Calcul : charge autorisée = capacité du diagramme x 1,30 / facteur dynamique. Si un shock absorber maintient la charge de pointe près du facteur minimum, la même cellule du diagramme peut rester beaucoup plus proche de la pleine capacité.
Comment réduire le déclassement du diagramme de charge
La question pratique n’est pas seulement la valeur du facteur dynamique, mais sa cause. Des cas différents demandent des équipements différents.
- Snap loads et prise de charge sur pont : utiliser un amortisseur de choc POLARIS. Il ajoute course et amortissement contrôlés entre grue et charge, absorbant l’écart soudain de vitesse avant qu’il ne devienne charge de pointe au crochet.
- Splash zone et levages subsea : utiliser la compensation passive du heave pour réduire le mouvement relatif crochet-charge. RIGEL et CYGNUS couvrent les cas passifs simples ; ANTARES convient aux levages subsea complexes ou multi-étapes avec flottabilité variable.
- AHC topside : utiliser la compensation active lorsque le mouvement résiduel doit être minimisé. VEGA est le point de départ habituel pour la compensation topside.
- Contrôles opérationnels : vitesse de levage contrôlée, soft lift-off, éviter le re-contact, les états de mer résonants et choisir une fenêtre météo adaptée.
Pour une première orientation produit, utilisez le guide de sélection des compensateurs. Pour une revue complète, envoyez rayon de grue, SWL, vitesse, charge, état de mer, période de vague et séquence.
Ressources associées
Ce cas de levage doit-il être revu ?
Si le déclassement du diagramme limite le levage, envoyez les données grue et charge. Nous pouvons distinguer les cas de snap load, transfer lift et splash zone, puis proposer l’étape pratique suivante.