Grue au sommet d’un gratte-ciel : les secrets des chantiers vertigineux

Les grues à tour sont conçues pour s’élever au même rythme que le bâtiment. À mesure que les travaux avancent, des systèmes d’escalade spécialisés, comme des vérins hydrauliques ou des dispositifs grimpeurs, servent à élever progressivement le mât de la grue vers les étages supérieurs. Cette progression vers le haut exige une coordination minutieuse et le respect rigoureux des protocoles de sécurité afin d’assurer une ascension fluide et maîtrisée.

La silhouette d’une grue à tour perchée au sommet d’un gratte-ciel en construction est devenue un symbole emblématique des paysages urbains modernes. Ces imposantes structures jouent un rôle essentiel dans la construction des immeubles de grande hauteur, en permettant de hisser et de mettre en place des matériaux et des équipements lourds à des hauteurs vertigineuses.

Les grues sont montées au sommet des gratte-ciel selon différentes méthodes : la méthode d’escalade externe, où la grue s’élève le long de la façade du bâtiment, ou la méthode d’escalade interne, où elle monte depuis l’intérieur de l’édifice. Au besoin, des hélicoptères de levage peuvent également transporter les pièces de la grue jusqu’au chantier. Lisez cet article pour découvrir comment les grues à tour arrivent au sommet des bâtiments.

Fonctionnement des grues et consignes de sécurité

Installer des grues au sommet d’un bâtiment est une opération à haut risque qui exige des mesures de sécurité et des protocoles stricts. Toute grue à tour est équipée d’un système de protection contre les surcharges, qui comprend des indicateurs de moment de charge, des indicateurs de capacité nominale et des anémomètres. Ces dispositifs sont essentiels pour assurer un fonctionnement sûr et efficace de la grue :

Limites de charge et indicateurs de capacité

Les grues ont des limites de charge et des capacités nominales précises, déterminées selon des facteurs comme la longueur de la flèche, le rayon d’action et les conditions de vent. Pour éviter les surcharges et les accidents potentiels, les grues sont équipées des dispositifs suivants :

• Indicateurs de moment de charge (LMI) : systèmes électroniques qui surveillent en continu la charge et la configuration de la flèche de la grue, et fournissent des informations en temps réel à l’opérateur.
• Indicateurs de capacité nominale (RCI) : affichages visuels ou systèmes d’alerte qui avertissent l’opérateur lorsque la grue approche de sa capacité nominale.
• Dispositif de coupure à la charge maximale d’utilisation : ce dispositif interrompt les mouvements de la grue, comme le levage ou le déplacement du chariot vers l’extérieur, susceptibles de provoquer une surcharge dépassant la capacité nominale. Il fonctionne conjointement avec le système LMI.

Systèmes de surveillance météorologique

Le vent et les conditions météorologiques peuvent avoir une incidence importante sur le fonctionnement et la stabilité des grues. Celles qui se trouvent au sommet des bâtiments sont généralement équipées de :

• Anémomètres : dispositifs qui mesurent la vitesse et la direction du vent, permettant aux opérateurs d’adapter les opérations ou de les interrompre en cas de vents violents.

Techniques d’escalade des grues

À mesure que ces immeubles gagnent en hauteur, les grues doivent pouvoir s’élever ou augmenter leur hauteur afin de maintenir leur efficacité. Plusieurs techniques permettent d’y parvenir.

Utilisation d’une seconde grue

Cette méthode consiste à utiliser une autre grue pour atteindre l’objectif. Bien que cela soit possible, cette pratique est rare sur les chantiers. Elle est très dangereuse et seuls des opérateurs qualifiés peuvent manœuvrer deux grues en même temps.

Méthode d’escalade externe

La méthode d’escalade externe est utilisée lorsque la grue à tour se trouve à l’extérieur de la structure en construction. Elle repose sur un cadre ou une cage d’escalade qui entoure le fût de la grue. Certaines personnes la considèrent comme le moyen le plus efficace de faire atteindre le sommet aux grues, car elle réduit au minimum les temps d’arrêt. Voici les principales étapes de l’escalade externe :

1. Construction de la base : Construisez une base en béton pour la grue et utilisez une grue mobile pour aider à ériger la grue à tour sur cette base. N’oubliez pas que la base de la grue doit être très stable.
2. Montage du cadre d’escalade : un cadre ou une cage d’escalade est monté autour du fût de la grue, à la hauteur où celui-ci doit être prolongé. Le cadre d’escalade est une structure en acier qui entoure le fût de la grue et comprend des systèmes intégrés de vérins hydrauliques.
3. Levage hydraulique : le cadre d’escalade est équipé de vérins hydrauliques stratégiquement placés autour du fût de la grue. Ces vérins sont synchronisés pour soulever l’ensemble du fût par étapes successives, généralement de 20 à 30 pieds (6 à 9 mètres) à la fois.
4. Insertion de sections de mât : pendant que les vérins hydrauliques soulèvent le fût de la grue, de nouvelles sections de mât sont insérées sous celui-ci. Ces sections sont préassemblées au sol, puis hissées en position à l’aide du mécanisme de levage de la grue ou d’une grue auxiliaire.
5. Boulonnage et fixation : une fois les nouvelles sections en place, les ouvriers les fixent au fût existant à l’aide de boulons et de raccords à haute résistance. Cette opération garantit l’intégrité structurelle et la stabilité du fût prolongé. Déplacement du cadre d’escalade : une fois les nouvelles sections boulonnées et fixées, le cadre d’escalade est démonté puis remonté à une hauteur supérieure. L’opération se répète au fil de l’avancement des travaux, permettant à la grue de s’élever avec le bâtiment.
6. Ancrages : À mesure que le fût de la grue s’élève, il est généralement relié aux éléments structurels du bâtiment au moyen de colliers en acier ou de systèmes de contreventement. Ces ancrages renforcent le soutien et la stabilité du fût, l’empêchant de tanguer ou de basculer sous l’effet du vent ou d’autres forces.

Méthode d’escalade interne

La méthode d’escalade interne est utilisée lorsque la grue à tour est montée à l’intérieur du noyau du bâtiment. À mesure que de nouveaux étages sont ajoutés, la grue s’élève en s’appuyant sur les éléments structurels de l’édifice. Voici les étapes à suivre :

1. Le fût de la grue est d’abord érigé à travers le noyau du bâtiment ou à côté de celui-ci.
2. À mesure que de nouveaux étages sont construits, le déplacement vertical de la grue est guidé par des rails ou des guides d’escalade fixés au noyau du bâtiment.
3. Un vérin hydraulique intégré au fût de la grue la soulève par paliers jusqu’au niveau de l’étage suivant. Ensuite, les ouvriers peuvent faire glisser les poutres en acier pour créer un nouvel appui.
4. L’opération se répète à mesure que le bâtiment s’élève.

Hélicoptère de levage lourd / Skycrane

Dans certaines situations, notamment sur les chantiers situés dans des zones isolées ou difficiles d’accès, des hélicoptères de levage lourd sont utilisés pour effectuer des opérations de levage aérien. Ils peuvent soulever et positionner avec précision des charges lourdes au moyen de longues élingues. Cependant, cette méthode s’effectue pièce par pièce et peut coûter très cher ; elle est donc peu recommandée pour acheminer des grues jusqu’au sommet. Les principaux avantages des hélicoptères de levage lourd sont les suivants :

1. Accès aux sites isolés sans routes ni infrastructures au sol
2. Déploiement et déplacement rapides de l’équipement et des matériaux
3. Positionnement précis des charges dans des espaces restreints ou encombrés
4. Impact environnemental réduit par rapport aux grues classiques installées au sol

Les hélicoptères de levage lourd sont couramment utilisés dans les projets d’infrastructures de services publics, les chantiers en zone isolée, les opérations aérospatiales, la lutte contre les incendies et les interventions de secours en cas de catastrophe, lorsque les grues classiques sont difficiles à déployer.

Les trois techniques d’escalade des grues ont chacune des applications précises, selon les exigences du projet, les conditions du site et les contraintes logistiques. Démontage et retrait de la grue

Une fois la construction du gratte-ciel achevée, le démontage et le retrait de la grue doivent être exécutés avec soin. Cette étape est tout aussi importante que l’installation et le fonctionnement de la grue et exige une planification minutieuse ainsi que le respect des protocoles de sécurité.

Démontage dans l’ordre inverse

Dans bien des cas, le démontage de la grue suit l’ordre inverse de son installation et de son montage :

1. Débranchement des systèmes électriques et de commande : les systèmes électriques, les panneaux de commande et les dispositifs de sécurité de la grue sont débranchés et retirés en toute sécurité.
2. Retrait des contrepoids : les contrepoids sont soigneusement déchargés et transportés hors du site.
3. Démontage de la flèche principale et de la fléchette : la flèche horizontale ou la fléchette est détachée et descendue au sol ou à un niveau inférieur du bâtiment.
4. Démontage de la tour ou du mât : Les sections de la tour ou du mât sont démontées méthodiquement et abaissées, souvent à l’aide d’une grue mobile ou de la grue elle-même, dans le cadre d’un processus d’autodémontage.
5. Retrait de la base : La base de la grue est démontée, puis le chantier est nettoyé et préparé pour d’autres travaux de construction ou sa remise en état.

Démontage des sections de la grue

Pour les grues dotées de sections d’escalade modulaires ou de vertèbres, le démontage peut comprendre les étapes suivantes :

• Rétraction contrôlée : La hauteur de la grue est progressivement réduite en rétractant ou en retirant les sections d’escalade une à une.
• Descente des sections : Les différentes sections de la grue sont détachées et descendues au sol ou à un niveau inférieur à l’aide de grues mobiles ou d’hélicoptères de levage lourd.

Nettoyage et remise en état du chantier

Une fois la grue entièrement démontée et retirée, le chantier fait l’objet d’un nettoyage approfondi et d’une remise en état :

• Enlèvement des débris : Tous les débris, matériaux ou équipements restants liés aux opérations de la grue sont retirés du chantier.
• Remise en état des surfaces : Les dalles de béton, les points d’ancrage et les autres surfaces touchés par l’installation de la grue sont réparés ou remis dans leur état d’origine.
• Inspection du chantier : Des inspections finales sont réalisées afin de s’assurer que le chantier est sécuritaire et prêt pour les étapes de construction suivantes ou pour son occupation.

Points clés à prendre en compte :

• Planification de la logistique inverse : Élaborer des plans détaillés pour le transport et l’élimination des composants démontés de la grue.
• Protocoles de sécurité : Mettre en œuvre des mesures de sécurité strictes, comme des zones d’exclusion, des protections antichute et des protocoles d’inspection de la grue pendant le démontage.
• Conformité environnementale : Veiller à l’élimination adéquate des matières ou déchets dangereux produits lors du retrait de la grue.

Foire aux questions

À quoi servent les grues installées au sommet des gratte-ciel ?

Les grues installées à de telles hauteurs servent principalement à soulever et à mettre en place les matériaux de construction. Elles facilitent la construction des immeubles de grande hauteur et réduisent le recours aux équipements de levage au sol, qui sont parfois moins adaptés ou plus chronophages pour les structures élevées.

Comment les grutiers accèdent-ils à la cabine d’une grue à tour installée en hauteur ?

Les grutiers accèdent généralement à la cabine en combinant ascenseurs et échelles. La dernière partie du trajet consiste souvent à monter à l’intérieur du mât de la grue pour rejoindre la cabine, où ils passent leur journée de travail.

Y a-t-il des toilettes à disposition des grutiers qui travaillent à très grande hauteur ?

Certaines grues à tour de grande hauteur sont équipées de toilettes rudimentaires dans la cabine du grutier, car il serait peu pratique de redescendre fréquemment pendant la journée. Cela reste toutefois rare.

Quels sont les principaux composants d’une grue à tour ?

Les principaux composants d’une grue à tour sont la base, le mât qui lui donne sa hauteur, l’unité d’orientation qui permet la rotation, la flèche qui supporte les contrepoids, la cabine du grutier et le crochet utilisé pour soulever les charges.