Une grue est limitée par le moment de charge : sa capacité chute donc en proportion inverse du rayon, et une machine donnée pour 25 tonnes à 8 mètres n'en lève plus que 10 à 20. Saisissez la capacité et le rayon nominaux, le rayon de travail, la charge et le poids des accessoires pour obtenir la capacité disponible, la charge brute et le pourcentage de capacité d'abaque utilisé.
Calculateur
Unités :
t
Capacité au rayon de référence, selon l'abaque
m
Le rayon auquel s'applique cette capacité
m
Distance du centre de rotation à la charge, mesurée en charge
t
La pièce que l'on lève
t
Moufle, élingues, manilles, palonniers et cadres
Résultat du calcul
Appuyez sur Calculer pour obtenir la capacité disponible à votre rayon de travail, la charge brute accessoires compris, le pourcentage de capacité d'abaque que cela représente et la marge restante. Les levages prévus se limitent couramment à 80 ou 90 %.
Solution étape par étape
Aide au prédimensionnement. Les résultats suivent les formules publiées citées plus bas et sont destinés à l'estimation, à l'étude et au prédimensionnement. Le projet définitif doit être vérifié par un ingénieur qualifié au regard de la réglementation en vigueur sur le chantier.
Points clés
✓Montre à quelle vitesse la capacité chute quand le rayon augmente
✓Compte le poids des accessoires contre la capacité, là où il doit l'être
✓Donne le taux d'utilisation en pourcentage, comme on évalue les levages
✓Alerte au-delà du seuil de 90 % qu'imposent la plupart des règlements de chantier
✓Le graphique de sensibilité montre la courbe réciproque de la capacité
✓Liens partageables et export CSV pour la traçabilité du plan de levage
Qu'est-ce que la capacité d'une grue ?
Une grue résiste à un moment de charge : la charge multipliée par sa distance horizontale au centre de rotation. Comme c'est ce produit que la machine est construite pour supporter, la capacité à n'importe quel rayon se déduit du classement à un rayon connu : une capacité de 25 tonnes à 8 mètres fait 200 tonnes-mètres, ce qui donne 10 tonnes à 20 mètres. Capacité et rayon sont inversement proportionnels : s'éloigner coûte donc de la capacité plus vite qu'on ne le ressent.
Tout ce qui pend sous le crochet compte
La capacité d'abaque est le total que la machine peut supporter, pas la charge utile qu'elle peut délivrer. Moufle, élingues, manilles, palonniers et cadres de levage pendent tous sous le crochet et se soustraient directement. Dans l'exemple traité, un ensemble d'accessoires de 1,2 tonne consomme 13 % de la charge brute, et sur un levage employant un palonnier important la proportion est nettement supérieure.
Pourquoi une vraie abaque est plus compliquée
La relation de moment employée ici est le principe de fond, pas l'abaque entière. Les capacités réelles dépendent aussi de la longueur et de l'angle de flèche, de la configuration de contrepoids, de la sortie des stabilisateurs et du quadrant de travail : la capacité latérale d'une grue mobile est souvent très inférieure à la capacité arrière. Ce calcul sert à comprendre et à présélectionner ; ce qui gouverne le levage est l'abaque de la machine elle-même.
Formule
M_nominal = C_nominale × R_nominal
Moment de charge nominal en tonnes-mètres, à partir d'un couple connu de capacité et de rayon
Formules associées
C = M_nominal / R
W_brute = W_charge + W_accessoires
Taux d'utilisation = W_brute / C × 100 %
Définition des variables
Symbole
Variable
Unité
Description
C_nominale
Capacité nominale
t
Capacité au rayon de référence, tirée de l'abaque de la grue.
R_nominal
Rayon nominal
m
Le rayon auquel s'applique la capacité nominale.
R
Rayon de travail
m
Distance horizontale du centre de rotation à la charge, mesurée en charge.
W_charge
Poids de la charge
t
La pièce que l'on lève.
W_accessoires
Poids des accessoires
t
Moufle, élingues, manilles et tout palonnier ou cadre.
M
Moment de charge
t·m
Capacité multipliée par le rayon : la grandeur sur laquelle la machine est classée.
Comment utiliser ce calculateur
Prenez le couple nominal dans l'abaque de la machineN'importe quel couple capacité-rayon de l'abaque définit le classement en moment. Utilisez un point situé dans la plage de travail plutôt que la capacité maximale de catalogue, qui s'applique en général à un rayon très court que le levage n'emploiera jamais.
Mesurez le rayon jusqu'à la charge et en chargeLe rayon va du centre de rotation au centre de la charge, et il augmente lorsque la flèche fléchit. Un levage préparé sur le rayon à vide est préparé trop court, et l'erreur croît avec la charge.
Incluez tout ce qui pend sous le crochetMoufle, élingues, manilles, palonniers et cadres de levage comptent tous. Un palonnier pèse souvent une tonne ou plus, et l'oublier est la façon la plus fréquente pour un plan de levage de sous-estimer la charge brute.
Gardez les levages prévus sous 80 à 90 %Le vent, le balancement de la charge, le défaut de niveau et toute erreur sur le poids estimé consomment le reste. La plupart des grutiers et beaucoup de règlements de chantier plafonnent le taux d'utilisation prévu bien en deçà de 100 %.
Confirmez sur l'abaque réelle avant de leverLa relation de moment est le principe, pas l'abaque. Longueur et angle de flèche, contrepoids, sortie des stabilisateurs et quadrant de travail modifient tous la capacité réelle, et la capacité latérale peut être très inférieure à la capacité arrière.
Exemples résolus
Exemple 1
Une grue classée 25 tonnes à 8 mètres lève une charge de 8 tonnes avec 1,2 tonne d'accessoires à un rayon de travail de 16 mètres.
Solution étape par étape
Moment de charge nominal : 25 t × 8 m = 200 t·m
Capacité à 16 m : 200 / 16 = 12,50 t
Charge brute : 8,0 + 1,2 = 9,20 t
Taux d'utilisation : 9,20 / 12,50 = 73,6 % de la capacité d'abaque
Marge restante : 12,50 − 9,20 = 3,30 t
Notez que doubler le rayon de 8 à 16 m a réduit la capacité de moitié, de 25 t à 12,5 t
Interprétation : 73,6 % reste dans la limite de préparation habituelle, mais les accessoires représentent à eux seuls 13 % de la charge brute. Les omettre aurait donné 64 % et sous-estimé le levage.
Exemple 2
La même charge à des rayons croissants, pour voir à quelle vitesse la marge disparaît.
Solution étape par étape
À 8 m : capacité 25,00 t, taux d'utilisation 36,8 %, marge 15,80 t
À 10 m : capacité 20,00 t, taux d'utilisation 46,0 %, marge 10,80 t
À 12 m : capacité 16,67 t, taux d'utilisation 55,2 %, marge 7,47 t
À 16 m : capacité 12,50 t, taux d'utilisation 73,6 %, marge 3,30 t
À 20 m : capacité 10,00 t, taux d'utilisation 92,0 %, marge 0,80 t
Le rayon a augmenté d'un facteur 2,5 et la marge est tombée de 15,80 t à 0,80 t : un facteur de près de vingt.
C'est la forme d'une courbe réciproque. La capacité chute plus vite en valeur absolue près de l'axe, mais la marge chute plus vite au loin parce que la charge brute est fixe pendant que la capacité continue de se rapprocher d'elle.
À 20 m le levage est à 92 % et serait refusé par la plupart des règlements de chantier. Quatre mètres de rayon supplémentaires l'ont fait passer de confortable à inacceptable, et c'est pourquoi la position de la grue compte autant que sa taille.
Sensibilité au rayon
La capacité chute comme l'inverse du rayon : la courbe est raide près de l'axe et s'aplatit en s'éloignant. Le taux d'utilisation monte à sa rencontre. Le point où les deux se croisent est celui où le levage cesse d'être possible. Le marqueur indique le rayon saisi.
Capacité au rayon de travailen fonction deRayon de travail
Recalculé en direct à partir de vos données. Le repère indique votre valeur actuelle.
Graphique en courbe de Capacité au rayon de travail en fonction de Rayon de travail. Les mêmes valeurs figurent dans le tableau de données ci-dessous.
Valeurs tracées ci-dessus, échantillonnées sur la plage de rayon de travail.
Comment interpréter le résultat
Le taux d'utilisation est le chiffre sur lequel on évalue un levage. Ce qui compte à côté, c'est la proximité du rayon de travail avec la limite, parce que la capacité chute plus vite que le rayon ne croît.
À < 50 % de la capacité d'abaque, le levage dispose d'une réserve importante. Il y a de la place pour que la charge soit plus lourde qu'estimé ou que le rayon soit plus grand que prévu, deux choses qui arrivent plus souvent qu'on ne l'admet.
Capacité d'abaque utilisée : 50 – 80Plage de préparation normale
À 50 – 80 % de la capacité d'abaque, le levage se situe dans la plage de préparation habituelle. Confirmez que le rayon a été mesuré en charge et que tous les accessoires ont été comptés, car les deux erreurs vont dans le sens défavorable.
Capacité d'abaque utilisée : 80 – 100Peu de marge — revoyez le plan
À 80 – 100 % de la capacité d'abaque, la réserve est minime. Le vent, le balancement de la charge, le défaut de niveau et l'erreur d'estimation du poids consomment ce qui reste, et la plupart des règlements de chantier plafonnent les levages prévus en deçà. Réduisez le rayon ou prenez une machine plus grosse.
À ≥ 100 %, la charge brute dépasse ce que la grue peut supporter à ce rayon. Le levage ne peut pas se faire tel que prévu. Repositionnez la grue pour raccourcir le rayon, fractionnez la charge ou prenez une machine à moment nominal plus élevé.
Capacité au rayon de travail : < 1Capacité très faible à ce rayon
Une capacité de < 1 t à ce rayon suggère que la machine est menée bien au-delà de sa plage utile. Vérifiez le couple nominal saisi : la capacité de catalogue d'une grue s'applique à un rayon court que la plupart des levages n'emploient jamais.
Erreurs courantes à éviter
Omettre le poids des accessoires
Pourquoi c'est important :La capacité d'abaque est ce que la grue peut supporter au total, pas ce qu'elle peut délivrer. Moufle, élingues et tout palonnier pendent sous le crochet et comptent intégralement : 1,2 t d'accessoires font 13 % de la charge brute dans l'exemple traité.
✓Comment l'éviter :Pesez ou calculez chaque élément suspendu au crochet. Les palonniers et les cadres de levage sont les plus lourds et les plus souvent oubliés.
Utiliser le rayon à vide
Pourquoi c'est important :La flèche fléchit sous charge : le rayon au levage dépasse donc le rayon auquel la flèche a été positionnée. L'erreur croît avec la charge, c'est-à-dire qu'elle est maximale exactement quand la marge est minimale.
✓Comment l'éviter :Préparez le levage sur le rayon en charge. Les machines modernes l'affichent directement, et l'écart sur une flèche longue à fort taux d'utilisation n'a rien de négligeable.
Prendre la capacité de catalogue pour généralement disponible
Pourquoi c'est important :Une grue annoncée à 25 tonnes fait 25 tonnes à un seul rayon court. À 20 mètres la même machine lève 10 tonnes, et choisir une grue sur le chiffre de catalogue sans vérifier le rayon de travail est la manière dont les levages se révèlent impossibles le jour venu.
✓Comment l'éviter :Choisissez la machine sur la capacité au rayon dont le levage a réellement besoin, c'est-à-dire sur ce que donne la relation de moment de charge.
Préparer à 100 % de la capacité d'abaque
Pourquoi c'est important :Le chiffre d'abaque est la limite en conditions idéales. Le vent, le balancement de la charge, le défaut de niveau du sol et l'écart entre poids estimé et poids réel l'érodent tous, et aucun de ces facteurs n'est sous contrôle du grutier pendant la manœuvre.
✓Comment l'éviter :Préparez à 80 ou 90 % au plus, et plus bas encore lorsque le poids de la charge est incertain ou que le levage se fait en site exposé.
Supposer que la capacité est identique dans toutes les directions
Pourquoi c'est important :Une grue mobile sur stabilisateurs est bien plus forte à l'arrière que sur le côté, parce que l'écartement des stabilisateurs et la géométrie du contrepoids diffèrent. Les abaques donnent les capacités par quadrant exactement pour cette raison.
✓Comment l'éviter :Lisez la capacité du quadrant de travail réel, et souvenez-vous qu'un levage qui pivote de l'arrière vers le côté peut sortir de l'abaque pendant la rotation.
Ignorer la portance du sol sous les stabilisateurs
Pourquoi c'est important :Tout le moment de charge se résout en efforts verticaux sur les platines de stabilisateurs, et ces pressions sont élevées. La ruine d'un stabilisateur par sol mou, réseau enterré ou dalle de sous-sol est une cause reconnue de renversement de grue.
✓Comment l'éviter :Calculez les réactions aux stabilisateurs et comparez-les à la portance du sol, en employant des plaques de répartition là où c'est nécessaire.
Applications pratiques
▸Vérifier si une grue peut réaliser un levage prévu
▸Choisir une machine pour une charge et un rayon connus
▸Évaluer l'effet de la position de la grue sur la capacité
▸Comparer le taux d'utilisation aux limites de chantier
▸Comprendre la variation de capacité le long d'un arc de levage
▸Chiffrer l'effet du poids des accessoires sur un levage
Cas d'usage par secteur
Levage sur chantier
La position de la grue se choisit avant sa taille, tant la capacité dépend du rayon. Rapprocher la machine de quatre mètres peut valoir plus que passer à la taille supérieure, et cela ne coûte rien d'autre que de l'accessibilité.
Préparation des levages
Le chargé de levage rédige un plan qui indique la charge, les accessoires, le rayon et le taux d'utilisation obtenu. Les quatre sont vérifiés, et le poids des accessoires est celui que l'on retrouve le plus souvent sous-estimé à la relecture.
Montage de grues à tour
Les grues à tour sont classées explicitement en moment de charge, avec des abaques donnant la capacité en fonction du rayon le long de la flèche. La relation employée ici est exactement la manière dont ces abaques sont construites, sous réserve d'une capacité maximale au crochet près de l'axe.
Conseils pratiques
💡La capacité est inversement proportionnelle au rayon : doubler le rayon la réduit de moitié.
💡Tout ce qui pend sous le crochet compte, y compris le moufle lui-même.
💡Le rayon augmente quand la flèche fléchit : préparez sur la valeur en charge.
💡La capacité de catalogue s'applique à un rayon court, pas en général.
💡Préparez à 80 ou 90 % de l'abaque, jamais à 100 %.
💡La capacité latérale est en général très inférieure à la capacité arrière.
Avantages et limites
Avantages
✓Rend explicite la relation inverse entre capacité et rayon
✓Compte les accessoires contre la capacité, comme l'exigent les abaques
✓Donne le taux d'utilisation, tel qu'on évalue réellement les levages
✓Alerte au seuil qu'imposent la plupart des règlements de chantier
✓Assez rapide pour tester des positions de grue pendant la préparation
Limites
!Relation de moment simplifiée, qui ne remplace pas l'abaque de la machine
!Ne tient compte ni de la longueur ni de l'angle de flèche ni de la configuration de contrepoids
!Ignore le quadrant de travail, où les capacités réelles diffèrent sensiblement
!N'applique pas la capacité maximale au crochet qui limite les levages à court rayon
!Suppose une machine de niveau sur un sol adéquat, stabilisateurs entièrement sortis
!Ne calcule ni les réactions aux stabilisateurs ni la pression sur le sol
!Ne prévoit pas le vent, qui restreint le levage bien avant de menacer la stabilité
Comment la capacité chute avec le rayon
Une grue de 25 t à 8 m — une machine de 200 t·m — levant une charge brute de 9,2 t. La capacité chute comme une réciproque pendant que la charge reste fixe : la marge s'effondre donc au loin.
Classement de 200 t·m, charge de 8 t plus 1,2 t d'accessoires. Le rayon augmente 2,5 fois et la marge tombe de 15,80 t à 0,80 t, un facteur de près de vingt. Les quatre derniers mètres font passer le levage de confortable à au-delà de ce que permettent la plupart des règlements de chantier.
Comment calculer la capacité d'une grue à un rayon donné ?
Multipliez un couple connu de capacité et de rayon pour obtenir le moment de charge, puis divisez par le rayon de travail. Une machine de 25 t à 8 m fait 200 t·m, ce qui donne 12,5 t à 16 m de rayon avant toute déduction d'accessoires.
Pourquoi la capacité chute-t-elle quand le rayon augmente ?
Parce qu'une grue résiste à un moment de charge, c'est-à-dire à une charge multipliée par une distance horizontale. Ce moment est fixé par la machine : capacité et rayon sont donc inversement proportionnels sur toute l'abaque. Doubler le rayon revient exactement à diviser la capacité disponible par deux.
Les accessoires comptent-ils contre la capacité de la grue ?
Oui, intégralement. Moufle, élingues, manilles, palonniers et cadres de levage pendent tous sous le crochet et se soustraient de la capacité d'abaque. Dans l'exemple traité, 1,2 t d'accessoires représentent 13 % de la charge brute, et un palonnier important pèse souvent à lui seul plus d'une tonne.
Quel taux d'utilisation est acceptable pour un levage prévu ?
80 à 90 % au plus. Le vent, le balancement de la charge, le défaut de niveau de la machine et les erreurs sur le poids estimé consomment le reste, et aucun de ces facteurs n'est maîtrisable pendant la manœuvre elle-même.
Le rayon se mesure-t-il charge accrochée ?
Il devrait. La flèche fléchit sous charge, de sorte que le rayon en charge dépasse le rayon à vide, et l'écart est maximal à fort taux d'utilisation, précisément quand la marge est la plus mince. Les machines modernes l'affichent en cabine.
Pourquoi la capacité annoncée d'une grue dépasse-t-elle ce qu'elle lève ?
Parce que le chiffre de catalogue s'applique à un seul rayon court. La même machine de 25 t ne lève plus que 10 t à 20 m, et c'est pourquoi les grues se choisissent sur la capacité au rayon de travail et non sur le nom commercial.
La capacité dépend-elle de l'orientation de la grue ?
Oui, sensiblement sur une grue mobile. L'écartement des stabilisateurs et la géométrie du contrepoids diffèrent d'un quadrant à l'autre, et la capacité latérale est en général très inférieure à la capacité arrière. Un levage qui pivote de l'arrière vers le côté peut donc sortir de l'abaque en cours de rotation.
Qu'est-ce qu'un limiteur de moment de charge ?
Le système qui calcule en continu le moment de charge à partir de la charge et du rayon mesurés, et qui alerte ou coupe le mouvement à l'approche de la limite. Il impose la même relation que celle employée par ce calcul.
Faut-il vérifier le sol sous les stabilisateurs ?
Oui. Le moment de charge se résout en efforts verticaux élevés sur les platines, et la ruine d'un stabilisateur par sol mou ou par un vide enterré est une cause reconnue de renversement. Les plaques de répartition étalent la charge lorsque la portance ne suffit pas.
Comment le vent affecte-t-il un levage ?
Il restreint le levage bien avant de menacer la stabilité, parce que le vent sur une charge de grande surface la rend incontrôlable. Le constructeur indique une vitesse maximale, et c'est souvent cette limite, et non la capacité, qui arrête le chantier.
Glossaire
Moment de charge
Charge multipliée par le rayon horizontal, la grandeur sur laquelle une grue est classée.
Rayon de travail
Distance horizontale du centre de rotation au centre de la charge.
Charge brute
Tout ce qui pend sous le crochet : la charge plus tous les accessoires.
Accessoires de levage
Moufle, élingues, manilles, palonniers et cadres employés pour amarrer la charge.
Palonnier
Poutre écartant les points de levage, qui pèse souvent une tonne ou plus à elle seule.
Taux d'utilisation
Charge brute exprimée en pourcentage de la capacité d'abaque à ce rayon.
Quadrant
Le secteur du cercle de rotation dans lequel on travaille, et sur lequel la capacité varie.
Limiteur de moment de charge
Le système qui surveille la charge et le rayon et alerte à l'approche de la limite.
Réaction au stabilisateur
L'effort vertical sur la platine d'un stabilisateur, comparé à la portance du sol.
Chargé de levage
La personne responsable de la préparation d'une opération de levage.
Références scientifiques et normatives
NF EN 13000 — Appareils de levage à charge suspendue : grues mobiles — AFNOR
ISO 4301 — Appareils de levage à charge suspendue : classification — International Organization for Standardization
Recommandation R.406 de la CNAM — Prévention des risques liés au montage et à l'utilisation des grues mobiles — Assurance Maladie – Risques professionnels
Décret 2008-1156 et articles R4323-29 et suivants du Code du travail — Équipements de travail servant au levage — Légifrance
CPA Technical Information Note — Ground Conditions for Mobile Cranes — Construction Plant-hire Association
Conclusion
La capacité d'une grue est gouvernée par le moment de charge : elle chute donc comme l'inverse du rayon, et une machine de 200 tonnes-mètres donne 25 tonnes à 8 mètres et exactement 10 à 20. La conséquence qui compte se lit dans la marge et non dans la capacité : avec une charge fixe de 9,2 tonnes, le tableau ci-dessus montre la réserve s'effondrer de 15,8 à 0,8 tonne pendant que le rayon croît d'un facteur 2,5. Quatre mètres de plus au loin font passer un levage confortable au-delà de ce que permettent la plupart des règlements de chantier, et c'est pourquoi l'endroit où la grue se pose est souvent une décision plus puissante que le choix de la grue. Deux erreurs aggravent cela, et toutes deux poussent dans le même sens. Les accessoires comptent intégralement contre la capacité — 13 % de la charge brute dans l'exemple — et le rayon augmente lorsque la flèche fléchit : un levage préparé sur la valeur à vide est préparé trop court précisément quand la marge est la plus mince. Ni ce calcul ni aucune règle de pouce ne remplacent l'abaque de la machine, qui varie en outre avec la configuration de flèche et le quadrant de travail.
Saisissez le classement de votre grue, le rayon et la charge ci-dessus pour vérifier le taux d'utilisation.
