Les évolutions techniques, décisives à l'achat d'une chargeuse sur pneus

Écologie, efficacité et souplesse d'utilisation sont le fil rouge

Des normes d'émission plus sévères, une télématique accrue, de meilleurs entraînements, une plus grande attention pour la sécurité: ce ne sont que quelques évolutions actuelles qui font que l'achat d'une chargeuse sur pneus peut poser un défi. Nous examinons avec vous les facteurs de sélection importants pour vous aider à démarrer.

Caractéristiques de base

Les éléments importants lors du choix de la chargeuse sur pneus sont la contenance du godet, la charge de basculement, la force d'arrachement, le temps de cycle et la hauteur de levage.

La force d'arrachachement est assez bien confondue avec la capacité de levage. Nous pouvons décrire la force d'arrachement comme la force maximale générée par la chargeuse sur pneus grâce à l'engagement de toutes les forces de levage possibles, donc aussi le basculement du godet. La capacité de levage est uniquement le poids pouvant être soulevé par les vérins de levage. La différence est notamment importante dans le terrassement parce que là, la force d'arrachement donne une meilleure indication de la prestation réelle.

Le temps de cycle dépend surtout du système hydraulique et est le temps calculé pour lever à la hauteur de levage maximale, déverser et ensuite redescendre au niveau du sol. Pour des travaux répétitifs, un temps de cycle rapide peut signifier un certain gain de temps.

Si la chargeuse sur pneus est souvent utilisée dans des endroits où l'espace de manœuvre est limité, il est important de choisir un modèle à faible rayon de braquage.

Polyvalence

Certaines machines sont dotées d'un système hydraulique de changement rapide des accessoires et des godets. Ceci est essentiellement pratique pour exécuter de nombreuses tâches différentes dans un délai court, car cela évite à l'opérateur de descendre constamment pour changer manuellement les accessoires. La fixation de l'accessoire s'effectue par un système push-pull. Ces pièces se contrôlent depuis la cabine, en réglant le débit hydraulique vers les commandes des accessoires.

Il existe un nombre pratiquement infini de types d'équipements. Outre les godets de chargement traditionnels, relevons les godets à gravats, godets cribleurs, godets malaxeurs, fourches à palette, brosses, chasse-neige, tarières et tondeuses. Les applications possibles dépassent les réalisations que l'ion trouve sur les chantiers de construction.

Transmission

Il existe différents types de transmission pour les chargeuses sur pneus : hydrostatique, powershift, hydrodynamique et transmission à variation continue (hybride).

Hydrostatique

La transmission hydrostatique est courante sur les chargeuses sur pneus de petite et moyenne taille. Elle utilise une pompe et un moteur hydrauliques pour contrôler la vitesse en continu et permet un fonctionnement en douceur et un contrôle précis à faible vitesse. Avantages : très bien adapté aux mouvements fins, économe en énergie à faible vitesse, freinage régénératif.

Powershift

Les modèles à transmission powershift sont les plus courants sur les chargeuses sur pneus de moyenne et grande taille. Ce système utilise des trains d'engrenages planétaires et des embrayages hydrauliques et permet de passer d'une vitesse à l'autre sans arrêt ni embrayage. Dans de nombreux cas, il permet de passer de la marche avant à la marche arrière pour des changements de direction rapides (très utile dans les cycles de chargement). Avantages : Durable, peut supporter un couple élevé, passe rapidement d'un rapport à l'autre.

Hydrodynamique

Une transmission hydrodynamique est utilisée dans de nombreuses chargeuses de taille moyenne à grande. Elle combine un convertisseur de couple et une boîte de vitesses à passage sous charge et simplifie la transmission de la puissance du moteur aux roues. Avantages : bon équilibre entre le couple et la vitesse, démarrage en douceur.

À variation continue

Cette transmission est employée dans certains modèles plus récents ou haut de gamme. Elle combine les éléments d'une transmission hydrostatique et d'une transmission mécanique et permet une variation de vitesse en douceur, un meilleur rendement énergétique et un couple élevé. Avantages : faible consommation de carburant, fonctionnement en douceur.

Commande

Pour améliorer la précision de la commande, on travaille avec une commande 'fingertip' sur base d'un asservissement électro-proportionnel de l'installation hydraulique. Ceci permet à l'opérateur de doser l'huile avec une précision extrême, de zéro au maximum.

Outre les commandes fingertip, il existe également de grandes manettes qui remplacent le volant traditionnel. Cela permet au conducteur d'adopter une position plus ergonomique pendant la conduite, et de conserver une meilleure vue d'ensemble du tableau de bord.

Niveau sonore

Un phénomène qui se manifeste de plus en plus souvent ces dernières années dans les les zones résidentiels est l'intolérance des riverains vis à vis des travaux de construction et d'infrastructure. Les nuisances sonores, plus précisément, agissent souvent sur les nerfs des riverains, plus vite enclins à appeler la police, voire à déposer plainte. Les fabricants l'anticipent en accordant plus d'attention à l'ingénierie de leurs machines.

Ici deux facteurs sont importants: le niveau sonore extérieur de la machine est surtout important pour les riverains et les autres entrepreneurs, le niveau sonore dans la cabine est une donnée importante pour l'opérateur. Remarquez ici que la pression sonore est exprimée en décibels, ceci est une unité logarithmique. La différence entre 105 et 100 dB n'équivaut donc pas à 5%.

Sécurité

Stabilité

Le basculement peut être évité surtout par une bonne formation de l'opérateur. La construction de la machine peut aussi largement contribuer à la stabilité. Les fabricants s'y emploient en concevant des machines avec un centre de gravité abaissé, des alarmes de basculement ou un contrepoids supplémentaire. Des modèles avec joint pendulaire articulé confèrent encore plus de stabilité, en plus d'une maniabilité accrue. Ce système maintient les quatre roues au sol, même lors de travaux sur un terrain accidenté, de sorte que la traction reste intacte.

Protection physique du conducteur

De plus en plus de chargeuses sur pneus sont proposées avec un toit de sécurité standard, qui a été testé selon les exigences d'instances neutres.

Visibilité maximale des environs

Les fabricants conçoivent leurs cabines de chargeuses sur pneus de manière à maximiser la visibilité de l'environnement pour le conducteur. Cela se réalise par moyen d'une position de conduite surélevée et des surfaces vitrées relativement importantes, à l'intérieur de montants étroits. 

La visibilité panoramique est encore améliorée par le biais des systèmes de détection d'objets et de personnes basés sur des caméras et des capteurs, ainsi que par des éclairages à LED avec des fonctions de gradation automatique.

Un accès aisé par une large porte permet de monter et de descendre rapidement. Pendant le travail, on se soucie aussi du confort avec par exemple des fenêtres latérales, des ouvertures de ventilation, la climatisation, des sièges à amortissement pneumatique, une colonne de direction basculante et télescopique, et des rangements pratiques. Les instruments et les commandes, enfin, sont de mieux en mieux organisés, si bien que la manipulation est intuitive. Des joysticks facilitent l'utilisation.

Performance environnementale

Afin de limiter l'émission de substances nocives, la législation européenne pose certaines exigences aux moteurs aussi bien essence que diesel. En 2019, ces normes d'émission ont été encore renforcées et, depuis lors, les moteurs qui ne répondent pas à ces normes ne peuvent pas être vendus.

Bien entendu, les fabricants s'efforcent depuis longtemps d'adapter leurs machines (voir plus loin). Comme la plupart des machines mobiles sont entraînées par des moteurs diesel, celles-ci ont un grand impact sur le parc de machines. Le prix de ces adaptations sera effectivement en partie comptabilisé dans le prix de vente, même si vous obtenez en retour une plus faible consommation de carburant dans bien des cas. Dans d'autres cas, les modifications auront aussi un impact sur le fonctionnement quotidien des machines.

Les exigences en vigueur depuis 2019 ont été baptisées normes d'émissions Stage 5 en Europe et sont beaucoup plus strictes en ce qui concerne les émissions de suie et de particules. Les moteurs sous 19 kW font dorénavant partie de la norme.

Méthodes pour limiter l'émission

Pour limiter l'émission de Nox, les fabricants peuvent engager une large palette de mesures, éventuellement combinées:

• La recirculation des gaz d'échappement (EGR) renvoie une partie de l'échappement du moteur dans le moteur pour refroidir et diminuer les pics de température de combustion et la pression, et dès lors réduire la production de NOx;
• Les filtres à particules diesel (DPF) sont des appareils de post-traitement de l'échappement qui abaissent nettement l'émission des véhicules et des machines diesel. Les DPF utilisent le plus souvent un substrat poreux en céramique ou cordiérite, ou un filtre métallique pour capter physiquement les particules (PM) et les éliminer du flux d'échappement;
• Les catalyseurs d'oxydation diesel (DOC) procurent un post-traitement des gaz d'échappement en les envoyant vers un filtre alvéolaire à fines mailles. Le fin revêtement métallique entraîne une réaction catalytique qui, à son tour, décompose les substances toxiques en composants moins dangereux;
• Les systèmes de réduction catalytique sélective (SCR) injectent un produit de réduction ou un liquide d'échappement diesel (DEF) -principalement connu sous la marque AdBlue - dans le flux d'échappement où se produit une réaction avec un catalyseur pour convertir l'émission de NOx en N2 (gaz d'azote) et oxygène. La réaction catalytique exige certains critères de température pour obtenir la diminution de NOx. Les systèmes SCR exigent de temps en temps un appoint de DEF et le système devrait veiller à ce que le DEF ne gèle jamais. D'habitude, les systèmes SCR sont utilisés avec un DOC et/ou DPF pour diminuer l'émission de PM. En raison des nouvelles normes NOx, la plupart des moteurs diesel plus récents sont équipés depuis 2010 d'un tel système SCR;
• La gestion du moteur n'est pas une méthode en soi pour limiter l'émission mais aide bel et bien à visualiser les performances. Ainsi le système peut agir comme une sorte de centrale d'alarme et indiquer quand un filtre à particules ne fonctionne plus bien. Le cas échéant, la puissance du moteur sera abaissée pour diminuer l'émission.

Réduction de la consommation

Outre la diminution de l'émission, une réduction de la consommation de carburant est une option. Ici aussi, plusieurs possibilités existent:

• Le common rail est une méthode qui optimise l'injection de carburant. Sur les systèmes d'injection diesel conventionnels, la pression requise pour chaque injecteur doit être créée séparément. Ce n'est pas le cas sur un système common rail car la pression et l'injection sont indissociables. Ceci signifie que le carburant est constamment disponible à la pression exigée pour l'injection. La pression se crée dans la pompe haute pression. La pompe comprime le carburant et l'envoie via une conduite haute pression vers l'admission d'un tube ('rail') qui agit comme réservoir haute pression commun pour tous les injecteurs - d'où le nom 'common rail'. De là, le carburant est réparti sur les injecteurs séparés qui injectent le carburant dans la chambre de combustion du cylindre. La technique common rail avancée garantit un apport de carburant précis, avec comme conséquence une consommation nettement réduite;
• Plusieurs modes de travail optimisent la puissance en fonction de la charge. Cela diminue la consommation parce que le moteur est sollicité sur un meilleur point de travail. La plupart des fabricants travaillent avec trois positions;
• Un dispositif de déconnexion standard arrête automatiquement la machine après un intervalle réglé, certes à régime stationnaire. Ceci évite une consommation excessive et une durée de fonctionnement gaspillée.
• Les chargeuses sur pneus électriques offrent la même productivité que les chargeuses sur pneus standard, mais avec moins de bruit, de vibrations et aucune émission. Pour ceux qui privilégient l'énergie verte et les faibles émissions, il s'agit d'une alternative particulièrement intéressante. Par exemple, il existe sur le marché des machines dotées d'une batterie d'environ 20 kWh. Le bloc-batterie est monté de série dans le châssis arrière afin de garantir la stabilité de la machine. Des chargeurs rapides externes sont disponibles sur le marché pour réduire le temps de charge et augmenter encore la productivité. 

Avec la collaboration de: AVANT Machinery, BIA, Firma Beel, JCB, New Holland, Nijssen Wielladers