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Choix et Entretien des Machines de Terrassement

Calcul du Choix et Entretien des Machines de Terrassement

Importance du Choix et de l'Entretien des Machines

Le choix judicieux des engins de terrassement est un facteur déterminant pour la réussite d'un projet. Il influence directement la productivité, les délais et les coûts. Une machine adaptée à la nature du sol, au volume de travail et aux contraintes du site permettra d'optimiser les opérations. Parallèlement, un entretien régulier et préventif des machines est indispensable pour garantir leur bon fonctionnement, prolonger leur durée de vie, assurer la sécurité des opérateurs et éviter des pannes coûteuses qui pourraient immobiliser le chantier.

Données de l'étude

Une entreprise doit choisir un bulldozer pour le nivellement d'une plateforme et planifier sa maintenance de base.

Caractéristiques de la tâche et des options de machines :

  • Tâche : Nivellement d'une plateforme.
  • Volume total de matériau (déjà foisonné) à déplacer/niveler : \(V_{\text{total_foisonné}} = 2400 \, \text{m}^3\).
  • Options de Bulldozers :
    • Bulldozer A : Rendement estimé \(R_A = 200 \, \text{m}^3/\text{h}\) (matériau foisonné), Coût horaire d'utilisation \(C_A = 80 \, \text{€/h}\).
    • Bulldozer B : Rendement estimé \(R_B = 150 \, \text{m}^3/\text{h}\) (matériau foisonné), Coût horaire d'utilisation \(C_B = 65 \, \text{€/h}\).
  • Maintenance préventive pour le bulldozer qui sera choisi :
    • Vérification des niveaux (huile, carburant, refroidissement) : Quotidienne (durée : \(0.25 \, \text{h}\)).
    • Nettoyage des filtres à air : Toutes les 50 heures de fonctionnement (durée : \(0.5 \, \text{h}\)).
    • Graissage général : Toutes les 100 heures de fonctionnement (durée : \(1.0 \, \text{h}\)).
  • Durée de travail effectif par jour : \(H_{\text{jour}} = 8 \, \text{h}\).
Schéma : Bulldozer en Action et Icônes de Maintenance
Bulldozer Filtre Huile Graisse Choix et Maintenance d'Engin

Illustration d'un bulldozer sur un chantier avec des symboles représentant la maintenance.

Questions à traiter

  1. Calculer le temps total de travail (en heures) nécessaire pour le nivellement avec le Bulldozer A.
  2. Calculer le coût total d'utilisation pour le nivellement avec le Bulldozer A.
  3. Calculer le temps total de travail (en heures) nécessaire pour le nivellement avec le Bulldozer B.
  4. Calculer le coût total d'utilisation pour le nivellement avec le Bulldozer B.
  5. Quel bulldozer est le plus économique pour cette tâche de nivellement ?
  6. Si le bulldozer choisi (le plus économique) est utilisé pour un total de 120 heures effectives sur ce chantier (incluant d'autres tâches similaires), combien d'opérations de "Nettoyage des filtres à air" et combien d'opérations de "Graissage général" seront nécessaires pendant ces 120 heures ?
  7. Calculer le temps total (en heures) consacré uniquement à ces deux opérations de maintenance spécifiques (nettoyage des filtres et graissage) durant ces 120 heures de fonctionnement.

Correction : Calcul du Choix et Entretien des Machines

Question 1 : Temps de travail pour le Bulldozer A (\(T_A\))

Principe :

Pour trouver le temps total nécessaire à un engin pour accomplir une tâche, on divise le volume total de travail à effectuer par le rendement effectif de cet engin. Le rendement effectif est la quantité de travail que l'engin peut réellement faire en une heure, en tenant compte des conditions réelles du chantier. Ici, le rendement donné est déjà un rendement estimé pour la tâche, que l'on peut considérer comme effectif pour ce calcul de temps.

Formule(s) utilisée(s) :
\[T_A = \frac{V_{\text{total_foisonné}}}{R_A}\]
Données spécifiques :
  • Volume total foisonné à déplacer (\(V_{\text{total_foisonné}}\)) : \(2400 \, \text{m}^3\)
  • Rendement du Bulldozer A (\(R_A\)) : \(200 \, \text{m}^3/\text{h}\)
Calcul :
\[ \begin{aligned} T_A &= \frac{2400 \, \text{m}^3}{200 \, \text{m}^3/\text{h}} \\ &= 12 \, \text{h} \end{aligned} \]
Résultat Question 1 : Le temps total de travail pour le Bulldozer A est \(T_A = 12 \, \text{heures}\).

Quiz Intermédiaire 1 : Si un volume de \(500 \, \text{m}^3\) doit être déplacé avec un engin ayant un rendement de \(50 \, \text{m}^3/\text{h}\), combien d'heures faudra-t-il ?

Question 2 : Coût total d'utilisation pour le Bulldozer A (\(\text{Coût}_A\))

Principe :

Le coût total d'utilisation d'un engin pour une tâche donnée se calcule en multipliant le temps total pendant lequel l'engin est utilisé (en heures) par son coût horaire d'utilisation. Le coût horaire inclut généralement le carburant, l'amortissement de la machine, l'opérateur, etc. C'est une manière simple d'estimer le coût direct lié à l'emploi de la machine pour le travail effectué.

Formule(s) utilisée(s) :
\[\text{Coût}_A = T_A \times C_A\]
Données spécifiques :
  • Temps de travail du Bulldozer A (\(T_A\)) : \(12 \, \text{h}\)
  • Coût horaire du Bulldozer A (\(C_A\)) : \(80 \, \text{€/h}\)
Calcul :
\[ \begin{aligned} \text{Coût}_A &= 12 \, \text{h} \times 80 \, \text{€/h} \\ &= 960 \, \text{€} \end{aligned} \]
Résultat Question 2 : Le coût total d'utilisation pour le Bulldozer A est \(\text{Coût}_A = 960 \, \text{€}\).

Quiz Intermédiaire 2 : Si une machine travaille 20 heures et coûte 50 €/h, le coût total est de :

Question 3 : Temps de travail pour le Bulldozer B (\(T_B\))

Principe :

Le principe est identique à celui de la question 1. On divise le volume total de travail à effectuer par le rendement effectif du Bulldozer B pour obtenir le temps total nécessaire en heures.

Formule(s) utilisée(s) :
\[T_B = \frac{V_{\text{total_foisonné}}}{R_B}\]
Données spécifiques :
  • Volume total foisonné à déplacer (\(V_{\text{total_foisonné}}\)) : \(2400 \, \text{m}^3\)
  • Rendement du Bulldozer B (\(R_B\)) : \(150 \, \text{m}^3/\text{h}\)
Calcul :
\[ \begin{aligned} T_B &= \frac{2400 \, \text{m}^3}{150 \, \text{m}^3/\text{h}} \\ &= 16 \, \text{h} \end{aligned} \]
Résultat Question 3 : Le temps total de travail pour le Bulldozer B est \(T_B = 16 \, \text{heures}\).

Quiz Intermédiaire 3 : Un bulldozer avec un rendement de \(100 \, \text{m}^3/\text{h}\) doit déplacer \(1500 \, \text{m}^3\). Temps nécessaire ?

Question 4 : Coût total d'utilisation pour le Bulldozer B (\(\text{Coût}_B\))

Principe :

Similaire à la question 2, le coût total d'utilisation du Bulldozer B est le produit de son temps de travail total et de son coût horaire d'utilisation.

Formule(s) utilisée(s) :
\[\text{Coût}_B = T_B \times C_B\]
Données spécifiques :
  • Temps de travail du Bulldozer B (\(T_B\)) : \(16 \, \text{h}\)
  • Coût horaire du Bulldozer B (\(C_B\)) : \(65 \, \text{€/h}\)
Calcul :
\[ \begin{aligned} \text{Coût}_B &= 16 \, \text{h} \times 65 \, \text{€/h} \\ &= 1040 \, \text{€} \end{aligned} \]
Résultat Question 4 : Le coût total d'utilisation pour le Bulldozer B est \(\text{Coût}_B = 1040 \, \text{€}\).

Quiz Q4 : Si un engin travaille 10h à 70 €/h, le coût est de :

Question 5 : Choix du bulldozer le plus économique

Principe :

Pour déterminer quel bulldozer est le plus économique pour la tâche de nivellement, il suffit de comparer les coûts totaux d'utilisation que nous avons calculés pour chacun des bulldozers (Coût_A et Coût_B). Celui qui présente le coût total le plus faible sera le choix le plus économique pour cette tâche spécifique, en ne considérant que ces deux facteurs (temps et coût horaire).

Comparaison des coûts :
  • Coût total pour Bulldozer A (\(\text{Coût}_A\)) : \(960 \, \text{€}\)
  • Coût total pour Bulldozer B (\(\text{Coût}_B\)) : \(1040 \, \text{€}\)

En comparant les deux coûts, \(960 \, \text{€} < 1040 \, \text{€}\).

Résultat Question 5 : Le Bulldozer A est le plus économique pour cette tâche, avec un coût de \(960 \, \text{€}\) contre \(1040 \, \text{€}\) pour le Bulldozer B.

Quiz Q5 : Si l'engin X coûte 500€ pour une tâche et l'engin Y coûte 550€ pour la même tâche, lequel est le plus économique ?

Question 6 : Nombre d'opérations de maintenance spécifiques

Principe :

Pour déterminer combien de fois une opération de maintenance spécifique doit être effectuée, on divise le nombre total d'heures de fonctionnement de l'engin par la fréquence (en heures) de cette opération de maintenance. Par exemple, si un nettoyage de filtre est requis toutes les 50 heures et que l'engin a fonctionné 120 heures, on divise 120 par 50. Comme on ne peut pas faire une "fraction" d'opération de maintenance (on la fait ou on ne la fait pas au moment prévu), si le résultat n'est pas un entier, on considère le nombre entier d'opérations complétées durant cette période. Pour la maintenance préventive, on effectue l'opération dès que l'intervalle est atteint.

Formule(s) utilisée(s) :
\[N_{\text{opérations}} = \text{PartieEntière}\left(\frac{\text{Heures_totales_fonctionnement}}{\text{Fréquence_opération_en_heures}}\right)\]
Données spécifiques (pour le bulldozer choisi, supposons le Bulldozer A) :
  • Heures totales de fonctionnement : \(120 \, \text{h}\)
  • Fréquence nettoyage filtres à air : \(50 \, \text{h}\)
  • Fréquence graissage général : \(100 \, \text{h}\)
Calcul :

Nombre de nettoyages de filtres à air :

\[ \begin{aligned} N_{\text{filtres}} &= \text{PartieEntière}\left(\frac{120 \, \text{h}}{50 \, \text{h/opération}}\right) \\ &= \text{PartieEntière}(2.4) \\ &= 2 \, \text{opérations} \end{aligned} \]

Nombre de graissages généraux :

\[ \begin{aligned} N_{\text{graissages}} &= \text{PartieEntière}\left(\frac{120 \, \text{h}}{100 \, \text{h/opération}}\right) \\ &= \text{PartieEntière}(1.2) \\ &= 1 \, \text{opération} \end{aligned} \]
Résultat Question 6 : Pour 120 heures de fonctionnement, il faudra effectuer :
  • \(2\) opérations de nettoyage des filtres à air.
  • \(1\) opération de graissage général.

Quiz Q6 : Si une maintenance est requise toutes les 25h et que l'engin fonctionne 60h, combien d'opérations de maintenance sont effectuées ?

Question 7 : Temps total consacré aux maintenances spécifiques

Principe :

Pour calculer le temps total consacré à des opérations de maintenance spécifiques sur une période donnée, on multiplie le nombre de fois où chaque opération a été effectuée par la durée de cette opération. Ensuite, on additionne les temps obtenus pour chaque type d'opération.

Formule(s) utilisée(s) :
\[T_{\text{maintenance_totale}} = (N_{\text{filtres}} \times \text{Durée}_{\text{filtre}}) + (N_{\text{graissages}} \times \text{Durée}_{\text{graissage}})\]
Données spécifiques :
  • Nombre de nettoyages de filtres (\(N_{\text{filtres}}\)) : \(2\)
  • Durée d'un nettoyage de filtre : \(0.5 \, \text{h}\)
  • Nombre de graissages (\(N_{\text{graissages}}\)) : \(1\)
  • Durée d'un graissage : \(1.0 \, \text{h}\)
Calcul :
\[ \begin{aligned} T_{\text{maintenance_totale}} &= (2 \times 0.5 \, \text{h}) + (1 \times 1.0 \, \text{h}) \\ &= 1.0 \, \text{h} + 1.0 \, \text{h} \\ &= 2.0 \, \text{h} \end{aligned} \]
Résultat Question 7 : Le temps total consacré au nettoyage des filtres et au graissage durant les 120 heures de fonctionnement est de \(2.0 \, \text{heures}\).

Quiz Q7 : Si 3 nettoyages de 0.5h chacun et 2 graissages de 1h chacun sont faits, le temps total de maintenance est :

Quiz Rapide : Testez vos connaissances (Récapitulatif)

1. Le choix d'une machine de terrassement dépend principalement de :

2. La maintenance préventive des engins a pour but de :

3. Si un bulldozer a un rendement de \(100 \, \text{m}^3/\text{h}\) et un coût horaire de \(50 \, \text{€/h}\), pour déplacer \(500 \, \text{m}^3\), il coûtera :

Glossaire

Bulldozer (Bouteur)
Engin de terrassement sur chenilles ou pneus, équipé d'une grande lame frontale servant à pousser des matériaux (terre, sable, gravats).
Rendement d'un Engin
Quantité de travail (ex: volume de terre déplacé) qu'un engin peut effectuer par unité de temps (généralement par heure).
Coût Horaire d'Utilisation
Coût total de fonctionnement d'un engin par heure, incluant le carburant, l'opérateur, l'amortissement, l'entretien, etc.
Maintenance Préventive
Ensemble des opérations d'entretien effectuées régulièrement sur un équipement pour prévenir les pannes et maintenir ses performances.
Nivellement
Opération de terrassement consistant à aplanir un terrain pour le mettre à un niveau ou une pente déterminée.
Volume Foisonné
Volume occupé par un matériau (terre, granulats) après avoir été excavé ou manipulé, incluant les vides créés.
Calcul du Choix et Entretien des Machines de Terrassement - Exercice d'Application

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