Abaque de charge de grue
Lisez l’abaque. Puis vérifiez la base de charge.
Repérez la bonne cellule de l’abaque, identifiez l’hypothèse de facteur dynamique, et distinguez la charge suspendue brute de la charge utile nette.
Lire une cellule de l’abaque, étape par étape.
EXEMPLE A · Abaque illustratif de crochet principal offshore. L’intersection repérée correspond à un rayon de 20 m et à la bande Hs ≤ 2.5 m.
| Rayon de levage | Charge nominale — plancher ψ 1.30 | Hs ≤ 2.0 m — ψ ≈ 1.5 | Hs ≤ 2.5 m — ψ ≈ 1.7 | Hs ≤ 3.0 m — ψ ≈ 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 |
- Repérez votre ligne de rayon. Utilisez le rayon de travail au point le plus défavorable de la trajectoire de levage : le rayon augmente à mesure que la flèche s’abaisse, et la capacité diminue en conséquence.
- Choisissez la colonne d’état de mer. Prenez la hauteur significative de houle prévue Hs pour l’opération, et arrondissez à la bande supérieure de l’abaque : entre deux colonnes, la plus défavorable s’applique.
- Lisez l’intersection. Cette cellule correspond à la charge suspendue brute admissible pour le cas considéré, et non à la cargaison nette. Soustrayez le crochet, le mouflage, l’élingage, le palonnier, les équipements sous crochet et les autres tares suspendues pour obtenir l’allocation nette de charge utile.
- Vérifiez la base. L’écart entre les colonnes correspond à un facteur dynamique ψ fixe, intégré à cet abaque illustratif. Si ψ est calculé à partir de la masse suspendue effective totale, résolvez le facteur et cette masse localisée simultanément, comme indiqué ci-dessous. L’ article DAF traite de l’origine du facteur — et de la façon dont la compensation le réduit.
Le facteur varie-t-il avec la masse?
EXEMPLE B · Un cas traité distinct : une cellule d’abaque de référence de 10 t avec un facteur minimal de 1.30. Ces branches reposent sur des hypothèses différentes; il ne s’agit pas d’une comparaison avec/sans compensation.
Appliquez la règle du ratio.
Le facteur est fourni indépendamment et ne varie pas avec la masse suspendue.
Résolvez la masse et le facteur simultanément.
Dans la formule de vitesse, le facteur augmente lorsque la masse suspendue effective diminue.
Données d’entrée publiées du cas traité : vr = 1.25 m/s et k = 400 kN/m.
Lire le calcul couplé ↗Vérifiez l’abaque approuvé et la base du projet avant d’appliquer l’une ou l’autre branche. Il s’agit d’exemples traités de l’article, non de valeurs d’abaque certifiées pour un projet.
L’allocation brute n’est pas la cargaison nette.
Soustrayez le crochet, le mouflage, l’élingage, le palonnier, les équipements sous crochet et les autres tares suspendues de l’allocation brute.
Qu’est-ce qui détermine la charge de pointe?
Consultez le guide d’équipement existant pour distinguer un événement de choc unique d’un mouvement cyclique répété lié à la houle.
Équations, hypothèses et recommandations à l’appui.
L’explication technique complète suit, avec ses chiffres, références et calculs d’origine.
Un abaque de charge de grue précise la charge maximale d’utilisation en sécurité (SWL) qu’une grue peut lever à différents rayons, longueurs de flèche et angles. En offshore, la capacité disponible de l’abaque doit être vérifiée vis-à-vis du chargement dynamique, car le crochet, la charge utile, le pont et la surface de la mer peuvent tous se déplacer les uns par rapport aux autres.
Le facteur de charge dynamique (ψ), souvent évoqué avec le DAF, est le multiplicateur que la règle applicable impose à la charge suspendue statique totale à la référence de l’abaque lors de la vérification par rapport à celui-ci. Les deux notions sont liées mais non interchangeables : un DAF est un rapport de réponse mesuré ou calculé pour un canal de charge donné, tandis que ψ suit le jeu de règles propre à l’abaque. Un facteur de 1.5 signifie que la grue et l’élingage doivent supporter 50% de charge en plus par rapport à la référence de charge suspendue statique indiquée.
D’où provient la charge supplémentaire
Les réductions de capacité les plus importantes proviennent généralement de la vitesse relative et des variations brusques de tension :
- Décollage depuis un navire de ravitaillement ou une barge – le crochet de grue et le pont de chargement 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. Cette charge de choc peut dépasser largement la charge utile statique.
- Traversées de la zone de déferlement – la flottabilité, la traînée, la masse ajoutée et la vitesse des particules de houle varient rapidement lorsque la charge utile 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 – la grue, le câble, les élingues et la charge utile se comportent comme un système masse-ressort, de sorte qu’un mouvement rapide ou un mauvais timing peut amplifier la tension de pointe.
- Décollage, pose et accrochage – des événements brefs peuvent dominer la charge maximale au crochet, même lorsque l’état de mer moyen semble acceptable.
Le facteur de charge dynamique traduit ces effets en une valeur unique appliquée à l’abaque de charge de grue.
Comment calculer la vitesse relative?
Pour les levages depuis un pont, les règles de classification estiment couramment la vitesse relative comme suit :
v_r =\frac{1}{2}v_L + \sqrt{v_c^2+v_d^2}Où v_r est la vitesse relative, v_L est la vitesse de levage de la grue, v_c est la vitesse verticale de la tête de grue due au mouvement du navire, et v_d est la vitesse verticale du pont ou de la charge utile due au mouvement de la houle.
Nous estimons v_c et v_d à partir des données de réponse du navire, de mouvements mesurés, de données métocéaniques ou d’une simulation en domaine temporel. En cas de données limitées, des valeurs conservatrices issues des règles peuvent être utilisées.
Comment calculer le facteur dynamique et la charge suspendue brute admissible?
Pour une grue et un élingage conventionnels, un facteur dynamique peut être estimé à partir de la vitesse relative, de la raideur et de la masse suspendue effective localisée totale à la référence de l’abaque :
\psi(m) =1 + \frac{v_r}{g} \sqrt{\frac{k}{m}}Ici v_r est la vitesse relative, g est l’accélération de la pesanteur, k est la raideur effective de la grue et du câble, et m est la masse suspendue effective localisée totale à la référence de l’abaque. De nombreuses vérifications offshore appliquent également un facteur minimal fixé par la règle et la catégorie de levage.
Prenons le cas traité utilisé ci-dessous : v_r=1.25\,\mathrm{m/s}, k=400\,\mathrm{kN/m}, une cellule d’abaque de 10 t et un facteur minimal de 1.30. Pour une masse suspendue effective localisée totale initiale de 10 t :
\psi(10)=1+\frac{1.25}{9.81}\sqrt{\frac{400\,000}{10\,000}}=1.8059Il existe deux branches de calcul distinctes :
- Facteur externe, indépendant de la masse. Si ψ = 1.8 est une valeur fixe issue d’un tableau de règles ou d’une analyse, la règle du ratio donne 10(1.30/1.8)=7.2\,\mathrm{t}. La fiche comparative et la Figure 1 ci-dessous illustrent cette branche à facteur fixe.
- Formule de vitesse dépendant de la masse. Si ψ provient de l’équation ci-dessus, il augmente lorsque la masse suspendue effective totale diminue. Avec m exprimée en tonnes, \psi(m)=1+2.54842/\sqrt{m}, et la charge dynamique admissible est 10(1.30)=13\,\mathrm{t}. Par conséquent :
Arrondie pour la communication technique, la charge suspendue brute admissible couplée est de 6.50 t à ψ ≈ 2.00 — environ 35% de moins que la cellule d’abaque de 10 t. Il ne s’agit pas de la cargaison nette : soustrayez le crochet, le mouflage, l’élingage, le palonnier, les équipements sous crochet et les autres tares suspendues. Avant d’appliquer la règle du ratio simple, vérifiez si le facteur est indépendant de la masse.
Réduire les charges de choc par amortissement, ou le mouvement relatif entre le crochet et la charge utile par la compensation de pilonnement, permet de rapprocher le levage du facteur minimal et de réduire le déclassement.
Comparaison à facteur fixe (indépendant de la masse)
La fiche et la courbe ci-dessous présentent la branche distincte de la règle du ratio, où ψ est une valeur externe fixe qui ne varie pas avec la charge utile. Il s’agit d’une comparaison simplifiée, non d’un abaque de charge POLARIS certifié ni du résultat couplé ψ(m) ci-dessus.
Règle du ratio indépendante de la masse : charge suspendue brute admissible = capacité de l’abaque × 1.30 / ψ fixe. Si un amortisseur de grue POLARIS maintient la charge de pointe proche du facteur minimal, la même cellule d’abaque peut rester beaucoup plus proche de sa pleine capacité.
Comment réduire le déclassement de l’abaque de charge
La question pratique n’est pas seulement de connaître le facteur dynamique, mais d’en comprendre la cause. Différents cas de charge nécessitent différents équipements.
- Charges de choc et prise en charge depuis un pont : utilisez un amortisseur de grue POLARIS. L’amortisseur ajoute une course contrôlée et un amortissement entre la grue et la charge utile, de sorte qu’un écart de vitesse ponctuel (prise en charge, choc, surcharge) est absorbé avant de devenir une charge de pointe au crochet. Il a besoin de temps pour se réarmer entre deux événements; lorsque des cycles détente-choc se répètent dans la zone de houle, la compensation de pilonnement est l’outil approprié.
- Traversées de la zone de déferlement et levages sous-marins : utilisez la compensation passive de pilonnement pour réduire le mouvement relatif entre le crochet et la charge utile. RIGEL et CYGNUS couvrent les cas passifs simples; ANTARES est utilisé pour les levages sous-marins complexes ou multi-étapes avec flottabilité variable.
- Compensation active de pilonnement topside : utilisez la compensation active de pilonnement lorsque le mouvement résiduel doit être minimisé. En pratique, elle est réservée à un nombre restreint de cas où la performance justifie le coût et la complexité; pour la plupart des cas d’abaque de charge, un compensateur passif adaptatif tel que ANTARES comble une grande partie de l’écart sans alimentation externe.
- Mesures opérationnelles : utilisez une vitesse de levage contrôlée, planifiez un décollage en douceur, évitez tout recontact, évitez les états de mer résonnants et utilisez des fenêtres météorologiques adaptées. L’équipement réduit la charge de pointe, mais la procédure de levage reste déterminante pour les conditions initiales.
Pour une première vérification produit, utilisez le guide de sélection de compensateur de pilonnement. Pour une analyse complète, communiquez le rayon de grue, le SWL, la vitesse de levage, la charge utile, l’état de mer, la période de houle et la séquence de levage.
Normes et classification
Les abaques de charge de grue pour les opérations offshore relèvent de DNV-ST-0378, DNV-RP-N202, API 2C et EN 13852. Les produits Norwegian Dynamics sont conçus et classés selon DNV-ST-0378 lorsque applicable.
Abaques de charge de grue : questions fréquentes
Qu’est-ce qu’un abaque de charge de grue?
Pourquoi les abaques de charge de grue offshore sont-ils déclassés?
Quel facteur dynamique s’applique à un levage offshore?
Comment la charge suspendue admissible est-elle calculée à partir de l’abaque de charge?
Comment réduire le déclassement de l’abaque de charge?
Ressources connexes
Vous lisez l’abaque de charge pour un levage compensé?
Si le déclassement de l’abaque de charge limite votre levage, communiquez-nous la grue et le cas de charge. Nous pouvons distinguer les cas de charge de choc, de transfert de charge et de traversée de zone de déferlement, et proposer la prochaine étape pratique.
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Cas de charge de levage offshore — chiffres de référence ND
Ce qu’un levage mesure réellement, avec et sans compensation passive, d’après les simulations en domaine temporel propres à Norwegian Dynamics. Il ne reproduit aucune norme — la valeur réside dans les chiffres, qu’aucune norme ne publie.
