L'univers des engins à moteur thermique est riche d'une vaste histoire. Depuis la première révolution industrielle, ils ont été le fer de lance du progrès technologique.
Dans le domaine de l'agriculture, ils ont ainsi permis de faire des avancées considérables en automatisant les tâches : le travail est devenu moins fastidieux et plus rapide à production égale. Finis les attelages à traction animale… Des engins d'autre nature ont également transformé radicalement le paysage des chantiers et de la construction depuis l'époque des bâtisseurs qui ne travaillaient qu'avec leurs mains et quelques ingénieux outils ! Symbole incontournable de la modernité technique, les engins sont aujourd'hui au carrefour de nombreuses problématiques qui vont définir leur avenir.
Un peu d'histoire
Historiquement, les engins, de plus en plus variés au fil du temps, ont été conçus par assemblage de machines simples dont on combine les actions : il s'agit donc d'une complexification de la technique pour répondre à des besoins de la vie en société qui se perfectionnait elle aussi.
Basiquement, un engin peut être constitué, à titre d'exemple
• De roues, permettant son déplacement des lieux de stockage jusqu'aux différents chantiers (excepté le cas de certains appareillages fixes). L'origine de la roue est estimée à environ 6 000 ans dans les terres eurasiatiques. Une variante est la chenille, système de roulement liant originellement plusieurs roues qui est apparu dans le courant du XIXe siècle, c'est-à-dire à une époque, et dans des pays d'Europe, où l'industrie avait déjà atteint un stade avancé.
• De poulies et de courroies, permettant la transmission du mouvement afin de pouvoir soulever des charges ou accomplir toute autre action. Ce type de pièce est vraisemblablement connu et utilisé depuis le premier millénaire avant notre ère et son apparition dans le bassin méditerranéen.
Progressivement, l'assemblage a ainsi donné naissance à de nouveaux engins satisfaisant des besoins émergents dans la construction comme dans l'agriculture. Des systèmes de plus en plus poussés ont vu le jour pour répondre aux problèmes du moment. Ainsi, historiens et archéologues s'accordent à dire que des leviers à bascule ont été utilisés pour bâtir les pyramides d’Égypte au IIIe millénaire avant notre ère ; les grues étaient quant à elles employées dès l'Antiquité plus proche à des fins de travaux ou de manutention portuaire. Dans le milieu agricole, ainsi que celui des chantiers, la traction était assurée par des animaux : cet usage est la forme ancestrale des engins actuels de transport ou de labour.
Une grande évolution, et même révolution (puisque l'on parle de « révolution industrielle »), a donc été l'avènement du moteur thermique. Le début du XIXe siècle a connu la généralisation de la vapeur comme source d'énergie motrice. À ce titre, l'expression "cheval-vapeur" pour désigner l'unité de puissance dans l’industrie est révélatrice d'un âge qui a vu cette délégation : les chevaux sont remisés au profit de la vapeur ! Bien sûr, le premier domaine d'application auquel on pense est le transport avec la machine à vapeur et le développement fulgurant du train. Mais les engins de génie civil ne furent pas en reste pour profiter de cette avancée. Le premier d'entre eux à fonctionner à la vapeur est ainsi breveté aux États-Unis en 1839, on le doit à William Otis : son excavatrice ou « pelle » à vapeur. Puis à la vapeur a succédé le pétrole au début du XXe siècle.
Classification et constructeurs
De nos jours, les engins sont devenus la chose la plus évidente qui soit, emblématiques des travaux publics comme des activités agricoles, à tel point que l'on en oublierait presque toute l'histoire et la technique qui les ont précédés. Le marché actuel est dominé par des marques telles que Volvo ou Caterpillar, apparues au début du XXe siècle et ayant acquis une envergure internationale pour les bulldozers et les chargeuses, ou encore le constructeur français Rolland en ce qui concerne, parmi d'autres gammes, les bennes. Le neuf se porte bien puisque le secteur du BTP ne sera jamais en déclin : il faudra en effet toujours démolir, construire ou restaurer des bâtiments. Qui pourrait affirmer le contraire ? Il en va de même pour l'agriculture qui, jusqu'à nouvel ordre, est la seule à même de nourrir une population mondiale qui devrait friser la dizaine de milliards d'âmes d'ici une trentaine d'années. Et, bien sûr, des acteurs se sont aussi développés ces dernières années dans la vente de matériel BTP d'occasion. L'étude de ce secteur florissant est donc importante pour en saisir les enjeux. Penchons-nous plus en détail sur ces deux grandes familles d'engins, selon leur domaine d'utilisation.
Commençons par les engins utilisés dans le secteur du bâtiment/travaux publics. Ils sont de plusieurs natures, on peut donc les classer sommairement
• Le matériel de levage. Bien qu'il existe également dans d'autres secteurs, comme la manutention portuaire, nous nous concentrerons ici sur la seule partie des engins de chantier : il s'agit en particulier des grues. Installées à un endroit stratégique, elles permettent de déplacer rapidement, grâce à l'envergure de leurs mouvements, des poids de plusieurs tonnes comme des blocs de béton… Ces mouvements sont rendus possibles par une rotation de la grue sur son axe vertical, généralement avec un degré de liberté de 360°, et par le caractère amovible du chariot contenant la charge. Celui-ci se déplace sur toute la longueur de l'axe horizontal (minorée d'une marge de sécurité), à plusieurs mètres du sol. Une grue de chantier peut ainsi assurer des transports sur une surface circulaire allant jusqu'à quelques centaines de mètres carrés, selon les besoins du chantier.
• Ce que l'on appelle « usines de mélange » : il s'agit de bétonnières servant au mélange automatisé, dans une cuve en rotation sur un axe inclinable, du béton en poudre avec l'eau afin de le maintenir prêt à l'usage. On distingue deux types de bétonnières : des petites, amovibles sur roulettes, desquelles on extrait le béton manuellement à l'aide d'une pelle, et les bétonnières montées sur un camion, de beaucoup plus grande capacité -jusqu'à plusieurs dizaines de milliers de litres. Ces dernières peuvent déverser des grandes quantités de béton, typiquement dans des fondations, par un système hydraulique de basculement de la cuve. Il peut aussi s'agir d'unité de mélange d'asphalte intervenant dans la création des chaussées.
• Les engins servant au travail de la terre. On retrouve dans cette catégorie la pelle mécanique, encore appelée « excavatrice » ou « pelleteuse », qui extrait et déplace plusieurs mètres cubes de terre à chaque mouvement grâce à un godet tenu à l'extrémité d'un bras articulé. Une variante est le tractopelle possédant généralement deux godets : l'un au bout de bras rigides constitués de vérins amovibles hydrauliques (comme dans le cas d'une chargeuse) et l'autre lui étant opposé par rapport à la cabine et tenu par un bras articulé comme pour l'excavatrice.
Le bulldozer quant à lui sert au terrassement par raclage du sol avec sa lame perpendiculaire au plan traité, par exemple pour l'égaliser. On peut également utiliser le bulldozer à d'autres fins telles que le déplacement de gravats sur de courtes distances.
Le compactage lors des travaux de terrassement est généralement assuré par un rouleau compresseur, engin massif sur chenilles dont la surface totale en contact avec le sol peut avoisiner la dizaine de mètres carrés. Comme dans le cas de la bétonnière, il existe une variante plus petite, sans cabine, qui se manipule à la main pour les tâches de finition.
Ces engins se retrouvent par exemple à la manœuvre dans les travaux de terrain préalables à la construction d'immeubles ou de routes. Dans le domaine de l'agriculture, on peut citer parmi d'autres le motoculteur, le tracteur ou encore la moissonneuse-batteuse. Avec le motoculteur, on retourne la terre d'une parcelle de petite surface comme un potager, traditionnellement à l'hiver, quelques mois avant les semences afin de l'aérer et de la fertiliser par processus biologique. Il se dirige manuellement en gardant les pieds au sol. Il s'oppose en cela au tracteur qui possède un poste assis avec un volant et qui permet de labourer des surfaces bien plus étendues, à une vitesse de plusieurs hectares par heure moyennant le tractage d'une charrue.
La moissonneuse-batteuse est un engin perfectionné servant en même temps, comme son nom l'indique, à moissonner un champ de céréales (c'est-à-dire couper les tiges des plantes) et battre (extraire les graines).
Des enjeux actuels
Tous ces engins ont participé à la modernisation des secteurs économiques concernés et de la société en général. Mais ils ne cessent pourtant pas d'évoluer. Quels sont les enjeux auxquels le marché est aujourd'hui confronté ?
Les enjeux de sécurité
Au fil des décennies, cette problématique n'a eu de cesse de gagner en importance. Le code du travail a évolué afin d'assurer la meilleure sécurité pour les conducteurs d'engins comme pour les individus présents dans les environs. Outre les évidences telles que la nécessité de recourir aux services d'un personnel dûment qualifié ou de suivre les recommandations constructeur d'utilisation et d'entretien du matériel, on a ainsi créé des dispositions supplémentaires telles que le signal de recul, rendu obligatoire par l'article R 233-20 du code du travail.
La modernisation des technologies a conduit à l'apparition récente de capteurs de proximité. On ne se contente plus de signaler aux personnes éventuellement présentes et non visibles qu'une manœuvre périlleuse va avoir lieu, on informe désormais le conducteur que ces individus se trouvent dans l'angle mort. Ceci est certainement une solution d'avenir car l'alarme de recul est de plus en plus remise en cause, principalement pour des questions de pollution sonore venant s'ajouter à celle, déjà très élevée, d'un chantier.
Les enjeux environnementaux
L'impact écologique des engins est bien sûr devenu une question cruciale en ce début de XXIe siècle. On peut l'aborder sous plusieurs angles
• La consommation de carburant et le rejet de particules fines des moteurs fonctionnant au gazole non routier (GNR). Un engin utilisé en conditions normales sur un chantier peut par exemple réclamer une cinquantaine de litres par heure de travail. Réduire ce chiffre permet de gagner en rentabilité, ce qui est sécurisant dans des périodes où les évolutions des prix des carburants restent incertaines. Le spectre d'une plus forte taxation du GNR (repoussée d'un an à l'heure où nous écrivons ces lignes) refait fréquemment surface ; par ailleurs, la vertu environnementale donne une bonne image d'entreprise et constituera de plus en plus souvent un avantage commercial.
• Dans un monde se préparant à l'après-pétrole, certains, de plus en plus nombreux, commencent dès aujourd'hui à promouvoir des projets d'engins électriques.
• La connaissance du terrain. Ceci est par exemple un enjeu de taille en agriculture : sur les moissonneuses-batteuses, des sondes sont installées pour mesurer le flux de grains. Combinés à la position de l'engin déterminée par GPS, ces relevés permettent d'établir des cartes de rendements d'un champ avec une précision géographique de quelques dixièmes voire quelques centièmes. Grâce à ces données, on peut par exemple établir un plan d'irrigation ou d'utilisation raisonnée d'intrants.
Divers enjeux d'ergonomie et de productivité
De façon générale, des gains sont recherchés en productivité et cela passe par une meilleure maîtrise de l'ergonomie comme du facteur temps. Ainsi, si le chantier le permet, on préférera utiliser une grue à montage automatique, conçue pour éviter quand cela est possible le recours aux grues traditionnelles à montage par élément. Les grues à montage rapide se déploient grâce à un système hydraulique et leur base reste fixée au camion qui sert à les transporter. Dans le but de toujours économiser du temps, le montage est de plus en plus rapide : il ne demande désormais plus que quelques minutes sur les modèles les plus récents.
Les engins s'inscrivent ainsi depuis leurs origines dans une logique d'évolution permanente. Il est important de la comprendre pour saisir tous les enjeux qui modèleront les engins de demain, mais aussi les façons de produire la richesse et de vivre. Cette connaissance, qui permet donc de se placer dans l'anticipation stratégique à moyen ou long terme, est dès à présent un atout pour le professionnel qui compte se lancer dans un achat de matériel neuf ou d'occasion. Au-delà des aspects théoriques, il est bien sûr nécessaire de se pencher en premier lieu sur les besoins de son chantier. De là, il est intéressant de se tourner vers des fournisseurs proposant une offre variée et modulable.
Source : batirama.com