IRSST - Institut de recherche Robert-Sauvé en santé et en sécurité du travail

Développement de critères de conception de cales de roues pour retenir les camions et les semi-remorques aux quais de chargement

Résumé

La présente étude avait pour but de définir des critères de conception pour des cales de roues de camions et de semi-remorques utilisées aux quais de chargement. Ces critères devaient faire en sorte de permettre à la cale de maintenir immobilisé un camion ou un semi-remorque malgré trois éléments perturbateurs: le départ inopiné du camion ou du semi-remorque, le freinage des chariots élévateurs sur la plateforme de la semi-remorque et l'action de la gravité. Ces trois situations font en sorte que la semi-remorque peut s'éloigner spontanément ou progressivement du quai jusqu'à ce que la lèvre tombe et crée un vide dans lequel les roues d'un chariot élévateur peuvent s'introduire et mener à son renversement. Un quatrième élément perturbateur, le rampement antérieur de la semi-remorque, résultat d'une compression de la suspension de la semi-remorque par le chariot élévateur, a aussi été envisagé pour ajout dans le cahier des charges. Cependant, il n'a finalement pas été retenu, car la cale ne peut contribuer à limiter cette problématique, à moins d'être ancrée au sol. Bien que des dispositifs mécaniques existent pour ancrer la cale au sol ou la retenir au quai, ceux-ci présentent des contraintes d'utilisation en raison du climat hivernal que l'on retrouve au Québec. Par conséquent, notre étude s'est plutôt concentrée sur les critères qui feront en sorte de tirer profit de la résistance maximale au glissement de la cale sur le sol.

La littérature scientifique est particulièrement vierge sur les critères de conception de cale de roue. Les normes existantes et certains rapports techniques ont permis d'identifier des fonctions primaires et secondaires des cales, ainsi que des contraintes à la conception qui sont énumérées dans le présent rapport. À notre avis, l'ajout de critères ou de paramètres plus précis reviendrait à définir le design même de la cale, alors que plusieurs concepts sont éventuellement possibles. À titre indicatif, des valeurs cibles pour certains des paramètres sont établies dans le rapport. Parmi ceux-ci, c'est le profil géométrique de la surface de la cale en contact avec le pneu qui a retenu particulièrement notre attention, étant donné son impact sur plusieurs fonctions de la cale. Ce profil influence d'ailleurs les modes de défaillance qui seront observés lors de l'utilisation de la cale.

Notre étude a permis de comprendre qu'une cale mobile ne permettra probablement pas d’éviter tous les modes de défaillance potentiels, en particulier, le départ inopiné du camion ou du semi-remorque. Par conséquent, en matière de sécurité, il apparaît avantageux de contrôler le mode de défaillance qui se produira. L'étude a permis de déterminer que ce mode devrait être le glissement antérieur de la cale au sol, et non le passage de la roue par-dessus celle-ci. Ce choix a été fait car, même si la cale glisse, la résistance se maintiendra en tout temps, augmentant les chances de caler le moteur ou d'avertir le conducteur de la présence d'une anomalie. Si le pneu passe par-dessus la cale, il n'y aura plus aucune résistance par la suite. Cette situation se retrouve en particulier dans le cas de cales ancrées au sol et ayant une hauteur réduite. Il est important de remarquer que la cale mobile est un dispositif qui se substitue à l'action des freins du camion ou de la semi-remorque. Par conséquent, elle ne peut être plus performante que des pneus bloqués au sol, à moins qu'il y ait labourage du sol par la cale ou que celle-ci soit ancrée au sol.

La présente étude a permis de démontrer que la capacité de résistance au glissement d'une cale sur le sol est intimement liée à son profil géométrique et à sa raideur. Cet aspect n'a pas été traité dans la littérature. Afin d'illustrer les différents points à considérer dans le design d'une cale au regard de son profil géométrique, un concept de cale a été proposé. Le concept ne tient toutefois pas compte des déformations des structures en jeu et il n'est pas unique. Bien que d'un point de vue théorique le concept apparaît très performant, des études expérimentales devront être effectuées pour confirmer les résultats des modèles théoriques.

Il a été démontré dans le présent rapport que lors de la situation de rampement ("dock walking") de la semi-remorque, la cale ne pouvait contribuer à en limiter le mouvement à moins d'être retenue au sol. D'autres solutions doivent être envisagées, dont l'utilisation d’un crochet de retenue à la barre d'encastrement ou l'utilisation de systèmes de barrure de la suspension.

Informations complémentaires

Collection : Rapports scientifiques
Catégorie : Rapport
Auteur(s) :
  • Denis Rancourt
  • Yves St-Amant
  • Stéphane Martel
  • Geneviève Masson
Projet de recherche : 0099-7800
N° de publication : R-863
Langue : Français
Date de publication : 25 février 2015
Format : Texte