Études de cas pratique

EGC

Temps de Cycle d’une Pelle Hydraulique

Calcul du Temps de Cycle d’une Pelle Hydraulique

Comprendre le Temps de Cycle d'une Pelle Hydraulique

Le temps de cycle d'une pelle hydraulique est un indicateur clé de sa productivité sur un chantier de terrassement. Il représente la durée totale nécessaire pour effectuer une opération complète de creusement et de chargement. Un cycle typique se décompose en plusieurs phases :

  • Creusement (ou pénétration et remplissage du godet) : La pelle pénètre le matériau et remplit son godet.
  • Levage et rotation (godet plein) : La pelle lève son bras et sa flèche, puis pivote pour amener le godet au-dessus du point de déchargement (par exemple, la benne d'un camion).
  • Vidage du godet : La pelle ouvre son godet pour déverser les matériaux.
  • Rotation retour (godet vide) : La pelle pivote pour revenir à la zone d'excavation.

La somme de ces temps élémentaires donne le temps de cycle. Ce temps est influencé par de nombreux facteurs tels que la nature du sol, la profondeur de fouille, l'angle de rotation, la hauteur de déchargement, la taille du godet, l'habileté de l'opérateur et l'état de la machine. Une estimation précise du temps de cycle permet de planifier efficacement les rendements et les durées de chantier.

Données de l'étude

Une pelle hydraulique est utilisée pour charger des camions avec de la terre meuble.

Temps élémentaires moyens observés ou estimés pour un cycle :

  • Temps de remplissage du godet (\(T_{\text{remplissage}}\)) : \(8 \, \text{secondes}\)
  • Temps de levage et rotation (godet plein, angle de 90°) (\(T_{\text{rotation_charge}}\)) : \(7 \, \text{secondes}\)
  • Temps de vidage du godet (\(T_{\text{vidage}}\)) : \(4 \, \text{secondes}\)
  • Temps de rotation retour (godet vide, angle de 90°) (\(T_{\text{rotation_vide}}\)) : \(5 \, \text{secondes}\)

Autres informations :

  • On considère qu'il n'y a pas de temps d'attente significatif entre les phases du cycle pour cet exercice simplifié.
Schéma : Cycle de Travail d'une Pelle Hydraulique
Zone d'Excavation Camion 1. Remplissage (T) 2. Rotation Charge (T) 3. Vidage (T) 4. Rotation Vide (T) Cycle de la Pelle Hydraulique

Schéma illustrant les différentes phases du cycle de travail d'une pelle hydraulique.

Questions à traiter

  1. Calculer le temps total de pivotement (rotation) de la pelle pour un cycle complet (en secondes).
  2. Calculer le temps de cycle de base (\(T_{\text{cycle_base}}\)) de la pelle hydraulique en secondes (somme des temps élémentaires).
  3. Convertir le temps de cycle de base en minutes.
  4. Si le coefficient d'efficacité du chantier (qui tient compte des micro-arrêts, de la fatigue, etc.) est de 0.85 (soit 85%), calculer le temps de cycle effectif (\(T_{\text{cycle_effectif}}\)).

Correction : Calcul du Temps de Cycle d’une Pelle Hydraulique

Question 1 : Temps Total de Pivotement

Principe :

Le temps total de pivotement pour un cycle complet comprend la rotation avec le godet plein pour aller décharger, et la rotation avec le godet vide pour revenir à la zone de creusement. Il suffit d'additionner ces deux temps.

Formule(s) utilisée(s) :
\[T_{\text{pivotement_total}} = T_{\text{rotation_charge}} + T_{\text{rotation_vide}}\]
Données spécifiques :
  • Temps de levage et rotation (godet plein) (\(T_{\text{rotation_charge}}\)) : \(7 \, \text{secondes}\)
  • Temps de rotation retour (godet vide) (\(T_{\text{rotation_vide}}\)) : \(5 \, \text{secondes}\)
Calcul :
\[ \begin{aligned} T_{\text{pivotement_total}} &= 7 \, \text{s} + 5 \, \text{s} \\ &= 12 \, \text{s} \end{aligned} \]

La pelle passe 12 secondes par cycle à pivoter.

Résultat Question 1 : Le temps total de pivotement est de \(12 \, \text{secondes}\).

Question 2 : Temps de Cycle de Base (\(T_{\text{cycle_base}}\))

Principe :

Le temps de cycle de base est la somme de tous les temps élémentaires nécessaires pour accomplir une opération complète : remplissage du godet, rotation avec charge, vidage du godet, et rotation à vide. Pour cet exercice, nous n'ajoutons pas de temps d'attente spécifique pour le cycle de base, car il sera pris en compte via le coefficient d'efficacité plus tard.

Formule(s) utilisée(s) :
\[T_{\text{cycle_base}} = T_{\text{remplissage}} + T_{\text{rotation_charge}} + T_{\text{vidage}} + T_{\text{rotation_vide}}\]
Données spécifiques :
  • Temps de remplissage du godet (\(T_{\text{remplissage}}\)) : \(8 \, \text{s}\)
  • Temps de levage et rotation (godet plein) (\(T_{\text{rotation_charge}}\)) : \(7 \, \text{s}\)
  • Temps de vidage du godet (\(T_{\text{vidage}}\)) : \(4 \, \text{s}\)
  • Temps de rotation retour (godet vide) (\(T_{\text{rotation_vide}}\)) : \(5 \, \text{s}\)
Calcul :
\[ \begin{aligned} T_{\text{cycle_base}} &= 8 \, \text{s} + 7 \, \text{s} + 4 \, \text{s} + 5 \, \text{s} \\ &= 24 \, \text{s} \end{aligned} \]

Le temps théorique pour un cycle complet, sans imprévus, est de 24 secondes.

Résultat Question 2 : Le temps de cycle de base est \(T_{\text{cycle_base}} = 24 \, \text{secondes}\).

Question 3 : Conversion du Temps de Cycle de Base en Minutes

Principe :

Pour convertir des secondes en minutes, il faut diviser le nombre de secondes par 60, car il y a 60 secondes dans une minute.

Formule(s) utilisée(s) :
\[T_{\text{cycle_base (minutes)}} = \frac{T_{\text{cycle_base (secondes)}}}{60}\]
Données spécifiques :
  • Temps de cycle de base (\(T_{\text{cycle_base (secondes)}}\)) : \(24 \, \text{s}\)
Calcul :
\[ \begin{aligned} T_{\text{cycle_base (minutes)}} &= \frac{24 \, \text{s}}{60 \, \text{s/min}} \\ &= 0.4 \, \text{minutes} \end{aligned} \]
Résultat Question 3 : Le temps de cycle de base est de \(0.4 \, \text{minutes}\).

Quiz Intermédiaire 1 : Si le temps de remplissage du godet augmente à cause d'un sol plus dur, le temps de cycle de base :

Question 4 : Temps de Cycle Effectif (\(T_{\text{cycle_effectif}}\))

Principe :

Le temps de cycle de base est un temps idéal. En réalité, divers facteurs (petits arrêts, coordination, fatigue de l'opérateur, conditions du site) réduisent l'efficacité. Le coefficient d'efficacité du chantier représente la proportion du temps de travail qui est réellement productive. Pour obtenir le temps de cycle effectif (plus long que le temps de base), on divise le temps de cycle de base par ce coefficient d'efficacité.

Formule(s) utilisée(s) :
\[T_{\text{cycle_effectif}} = \frac{T_{\text{cycle_base}}}{\text{Coefficient d'efficacité}}\]
Données spécifiques :
  • Temps de cycle de base (\(T_{\text{cycle_base}}\)) : \(24 \, \text{secondes}\)
  • Coefficient d'efficacité du chantier : \(0.85\)
Calcul :
\[ \begin{aligned} T_{\text{cycle_effectif}} &= \frac{24 \, \text{s}}{0.85} \\ &\approx 28.235 \, \text{secondes} \end{aligned} \]

En prenant en compte l'efficacité du chantier, un cycle prendra en moyenne environ 28.24 secondes.

Résultat Question 4 : Le temps de cycle effectif est \(T_{\text{cycle_effectif}} \approx 28.24 \, \text{secondes}\).

Quiz Rapide : Testez vos connaissances (Récapitulatif)

5. Le temps de cycle d'une pelle hydraulique est une mesure de :

6. Si l'angle de rotation de la pelle augmente, le temps de cycle :

7. Un coefficient d'efficacité de chantier de 0.80 signifie que :

Glossaire

Pelle Hydraulique
Engin de chantier utilisé pour creuser, déplacer des matériaux (terre, roche, etc.) et charger des véhicules de transport, grâce à un bras articulé muni d'un godet actionné par un système hydraulique.
Temps de Cycle
Durée totale nécessaire à un engin pour accomplir une séquence complète de son travail et revenir à sa position de départ pour recommencer. Pour une pelle, cela inclut le creusement, le levage, la rotation, le vidage et la rotation retour.
Godet
Partie de la pelle qui creuse et contient les matériaux.
Rotation (Pelle)
Mouvement de pivotement de la tourelle de la pelle pour déplacer le godet entre la zone d'excavation et le point de déchargement.
Coefficient d'Efficacité (ou de rendement)
Facteur (généralement inférieur à 1) qui tient compte des aléas, des micro-arrêts, de la fatigue de l'opérateur, et d'autres conditions de chantier, pour ajuster un temps de cycle théorique (base) en un temps de cycle plus réaliste (effectif).
Calcul du Temps de Cycle d’une Pelle Hydraulique - Exercice d'Application

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