Câbles de levage

I. Généralités

A. Constitution des câbles

Définition : Un câble est un assemblage de fils métalliques constituant un outil de travail. Ces fils peuvent être enroulés de façon hélicoïdale en une ou plusieurs couches, généralement autour d'un fil central. ils forment alors des torons, qui peuvent à leur tour être enroulés autour d'un noyau ou âme pour former les câbles à torons multiples.

B. Caractéristiques fondamentales

1) Diamètre : Circonférence circonscrite à la section droite du câble, exprimée en mm.
Mesuré avec un pied à coulisse.
2) Composition : Combinaison de 3 chiffres : nombre de torons, nombre de fils constituant chaque toron, nombre d'âme textile.
Si l'âme est métallique, une combinaison entre parenthèse remplace le troisième chiffre.
Exemples : 6x19x1(6 : torons, 19 : fils métalliques, 1 : âme en fibre textile). 6x19x(7x7+0)
(6 : torons, 19 : fils métalliques, (7x7+0) : âme en acier). 3) Cablâge :
a. Croisé : Les torons sont enroulés dans le sens opposé à celui des fils qui le composent.
b. lang : Les torons sont enroulés dans le même sens que celui des fils constituant les torons.
Note : l'enroulement croisé est le plus utilisé car la manipulation du câble "croisé" est plus aisée. Il est aussi plus résisitant à l'écrasement et aux déformations. L'enroulement "Lang" est utilisé uniquement dans les cas ou il est demandé une grande résistance à l'abrasion, bien qu'aujourd'hui, il existe des câbles spécialement déssinés pour avoir cette propriété sans présenter les inconvénients du lang.
4) Sens du câblage : Le câblage est à droite quand les torons sont enroulés dans le sens des aiguilles
d'une montre. Le câblage "à gauche" est effectué dans le sens inverse des aiguilles d'une montre.
5) Préformage : C'est une opération que subissent les fils et les torons lors de la fabrication du câble.
Elle consiste à leur donner une déformation permanente, adoptant la forme d'une hélice, concordant
avec la position qu'ils devront occuper dans le câble. On élimine ainsi les tensions internes, existant
dans les fils des câbles non préformés, qui contribuent à la rupture de ces fils par fatigue.
6) Matériau & surface : Les câbles peuvent être fabriqués avec des aciers de résistance
allant généralement de 140 à 200 kg/mm². Quand il doit travailler en atmosphères corrosives,
il faut donner au câble une protection contre l'oxydation, en galvanisant les fils constitutifs.
Note : lors de la fabrication, l'âme les fils métalliques et les torons sont graissés.

II. Familles

A. Câbles antigiratoires

Une charge extérieure produit dans un câble conventionnel un couple de giration qui essaie de torsader le câble et la charge dans le sens opposé du sens du câblage. Un câble antigiratoire possède une âme acier,
laquelle est câblée dans le sens opposé aux torons extérieurs. Sous charge, l'âme acier essaie de torsader
le câble dans un sens et les torons extérieurs dans le sens opposé. La composition géométriques des câbles
antigiratoires est choisie de sorte que les couples de giration des âmes en acier et des torons extérieurs
s'annulent dans une grande zone de charge et évitent ainsi le vrillage des câbles même sous des hauteurs
de levage importante. Dans les câbles antigiratoires, la charge ne crée pas de forces intérieures qui essaient
de faire tourner le câble. Mais il y a des influences extérieures qui essaient à leur tour de tourner le câble
qui essaient à leur tour de tourner le câble par des forces tangentielles, telles que les angles de déflexion
aux poulies et au tambour. Les rotations forcées causent un couple de giration important dans les câbles
antigiratoires. Si ces câbles sont fixés à un émerillon, la tension crée peut tourner l'émerillon et,
dans le cas idéal, réduire le couple induit vers zéro.
Pour des câbles antigiratoires, l'émerillon n'a pas d'inconvénients, au contraire les torsions induites
par les forces extérieures peuvent s'évacuer. En revanche, pour des câbles non antigiratoires, l'émerillon
n'a que des inconvénients : il réduit la charge de rupture, accélère la fatigue et génère des torsions
qui entrent ensuite dans le moulage.

B. Câbles d'acier enrobés

Le câble avec enrobage polyamide est un câble en fils d'acier enrobé de nylon par extrusion afin
que ce dernier forme une masse compacte avec lui. Le câble avec enrobage nylon, s'il y est utilisé et traité
correctement à une durée de vie supérieure de plusieurs fois celle des câbles en fils d'acier de construction
traditionnelle. Le câble est recouvert de nylon thermoplastique dont les excellentes propriétés mécaniques
sont particulièrement bien adaptées à l'enrobage des câbles. Grâce à des additifs spéciaux, il possède
une très haute résistance aux rayons ultraviolets.
Avantages du câble avec enrobage nylon : charge de rupture élevée, haute résistance à l'usure, aucune
corrosion, moindre entretien, haute résisitance à la fatigue, il n'abîme pas les mains, haute résistance
à la déformation, haute isolation électrique, surface lisse, aucune formation intempestive de boucles,
sécurité accrue.

C. Câbles inox

1) Utilisation : dans tous les cas ou la rouille est interdite et ou la température extérieure à 300 C°.
2) Qualité : a. Type AISI 304 en qualité standard (AFNOR Z.6.CN 18-09 ou DIN 1.4301).
b. Type AISI 316 en qualité offshore avec une très grande résistance à la corrosion par l'eau de mer
(AFNOR Z.6.CN 17-11 ou DIN 1.4401).
3) Élasticité : le module d'élasticité du câble en acier inoxydable est 10% inférieur à celui des câbles
ordinaires ou galvanisés.
Applications : les câbles et accessoires en acier inoxydables sont surtout utilisés dans l'industrie
chimique et alimentaire, l'aviation, les sports nautiques, les câbles de haubannage
et en architecture (rampes décoratives).
Note : terminaisons en inox pour ces câbles (manchons, cosses, crochets, manilles, ridoirs,
tendeurs, serre-câbles).

III. Charge de rupture

A. Définitions

• Minimale : charge à obtenir au banc d'essai.
• Mesurée (effective) : charge obtenue à l'essai de rupture d'un échantillon de câble.
• Nominale totalisée (de tous les fils) : Produit de la somme des sections droites nominales
de tous les fils du câble par leur résistance nominale.
• Charge de travail maximum (ou d'utilisation) : Quotient du rapport entre la charge de rupture
effective sur le cœfficient de sécurité.
• Cœfficient de sécurité : Pour calculer soit la charge maximum sous laquelle un câble
donné pourra travailler, soit la résistance à la rupture minimum du câble, lorsque la charge maximum
est connue, il faut tenir compte des facteurs suivants :
- Le nombre de brins auxquels la charge est suspendue.
- Le parcours du câble, à partir du câble jusqu'à la charge, sur les différentes poulies, où le sens des flexions
est également d'une grande importance.
- La tension d'incurvation sur le treuil et sur les poulies (influence du Ø du treuil et des poulies).
- La pression du câble sur les poulies et, éventuellement, entre les différentes couches du câble
sur le tambour (influence du matériau, de la composition et de la construction du câble, du mode de câblage
et des angles de toronnage).
- La pression entre les fils d'acier (influence de la construction du câble).
- La manière de mise sous tension (uniforme ou par à-coups), la vitesse de translation et d'accélération.
Bien des facteurs, qui cependant ont parfois une grande influence sur la mise en tension du câble
et sur sa durée de service, ne sont parfois que très difficiles à calculer ou même à évaluer. Si l'on veut
également tenir compte de l'usure en cours de travail, ainsi que des ruptures prématurées de fils,
qui peuvent se produire, il devient compréhensible qu'il faille une marge assez grande entre la tension
permise et la charge de rupture effective du câble. Cette marge est alors nommée la sécurité de service.
Le facteur avec lequel il faut multiplier la tension maximum du câble, pour connaître sa résistance effective
nécessaire est appelé le cœfficient de sécurité. Si l'on connaît la résistance effective du câble, il suffira
de diviser cette résistance par le cœfficient de sécurité, et de multiplier ce quotient par le nombre de brins
(par exemple pour un moufle), pour connaître la charge.

B. Quel cœfficient faut-il choisir ?

La récente Directive européenne concernant les appareils de levage applicable depuis le 1er janvier 1995
le confirme. Extrait de la Directive machines 89/392/CEE et 91/368/CEE (Annexe I)
- Exigences essentielles de sécurité et de santé - Art. 4.1.2.4 et 5 Câbles & accessoires d'élingage :
"Le cœfficient d'utilisation de l'ensemble câble et terminaison est choisi de manière à garantir
un niveau de sécurité adéquate, ce cœfficient est en général égal à 5."

CMU = Charge de rupture effective divisée par 5.

IV. Précautions d'utilisation

A. Industrie

Ponts roulants : 6x36 âme textile (selon les données du constructeur de l'engin). 19x7 antigiratoire.
Palans : 8 torons.
Élingues : 6x19, 6x36, 6x37.

B. Construction

Grues à tour : 19x7 antigiratoire.
Grues de chantier : câbles spéciaux.
Chariots de grues : 6x19 ou 7x19.

C. Forestier

Préconisés : 6x19 et/ou 6x25 torons rouges.

D. Chimie & Agro-alimentaire

Préconisés : câbles inox 316, 7x7, 7x19 - câble inox enrobé PVC.
Treuillage : 7x19 (6 et 8 mm), 6x36 (8 mm et plus), 6x25 (8 mm et plus).

E. Marine

Voilerie et bateaux de plaisance : câble inox 316, 1x19, 7x7, 7x19, 6x36.
Pêche en mer : 6x19, 6x26.