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30 décembre 2022
/ modifié le 27 février 2024

Comment calculer la saturation de grue - Les étapes

Dans cet article, nous allons aborder les saturations de grues et leurs calculs. Imaago s’efforce de faciliter le travail du gros œuvre et de la préparation de chantier (voir notre logiciel d’organisation de projet de construction)

Qu’est-ce qu’une saturation de grue.

La charge de grue est aussi appelée « saturation de grue ». Elle correspond en fait à l’occupation de la grue, ou encore la charge de travail permettant de la saturer. Vous l’aurez donc compris, la charge de grue n’a aucun lien avec les capacités de levage de l’engin.

Les moyens de levage représentent une dépense conséquente sur un chantier. Il faut alors optimiser leurs utilisations pour assurer la réussite du projet.

Les prérequis pour le calcul de saturation de grue

Pour réaliser les calculs de saturation de grue, nous avons besoin de 2 éléments clés. Il faut savoir les quantités du bâtiment, regroupées dans un métré opérationnel mais également le délai de réalisation de l’ouvrage qui nous inscrira dans un planning objectif. Pour être le plus pertinent possible, il faut ventiler les quantités par moyen de levage associé.

Quels sont les objectifs et enjeux de l’étude de saturation de grue

Une fois que le délai de réalisation et les modes constructifs sont déterminés, nous pouvons initier la saturation de grue. L’objectif de cette étude est de déterminer, pour les niveaux concernés, le temps de réalisation de chaque tâche élémentaire afin d’identifier les contraintes temporelles à respecter.

Grâce à cette analyse, on détermine donc le délai de réalisation de chaque niveau afin de respecter le planning global (fréquemment imposé par le maître d’ouvrage) ainsi que les amplitudes horaires quotidiennes des moyens de levage et des engins. En outre, lors de la détermination des délais de réalisation de chaque niveau il est nécessaire d’uniformiser les cadences de travail afin d’anticiper l’optimisation du besoin en matériel et la définition de la main d’œuvre.

Estimer les coûts des opérations

On pourra alors estimer les coûts des opérations en fonction des heures des compagnons, des grutiers et de l’encadrement. Les frais de chantier seront alors directement impactés par les décisions prises.

Le nombre de grue impacte directement les installations de chantier, faut-il plusieurs points de livraison ? Avons-nous de la place pour stocker ? Dois-je prévoir un poste de préfabrication conséquent ?

Ces questions soulèvent plusieurs points clés et il n’y a pas de vérité générale pour répondre à ces problématiques qui restent uniques à chaque chantier. Toutes ces variables doivent se compiler pour constituer un planning objectif solide qui assurera la réalisation de votre chantier dans les temps annoncés.

Pour résumé, la saturation de grue, ce n’est pas seulement déterminer un délai de location des moyens de levage, mais également une réflexion générale sur l’organisation de chantier. Des délais tenus, un matériel optimisé, des effectifs en quantité suffisante, voici les enjeux de votre étude et IMAAGO vous donne les moyens de bâtir votre réussite.

Qu'est-ce qui se cache derrière un cycle de grue ?

Tout d’abord, on peut vulgariser le terme « temps de grue » par « temps d’occupation ».

En fonction des modes constructifs de chaque ouvrage élémentaire (murs, poteaux, planchers, poutres), il faut lister les actions nécessitant une manutention mécanique pour la réalisation de l’élément en question.

On estime les durées de chaque tâche par une étude statistique via une chrono-analyse ou à partir d’une simulation temporelle.

Pour illustrer cela, prenons l’exemple d’une poutre préfabriquée. On peut décomposer la pose d’une poutre préfabriquée en 5 étapes.

Elingage de la poutre (de l’aire de stockage ou bien en déchargement d’un camion)
Accompagnement de la poutre sur les premiers mètres du levage
Manutention du lieu de stockage jusqu’à son emplacement définitif avec une grue.
Réception et pose de l’élément avec des moyens de levage et de manutention.
Retour à vide

Les étapes 3 et 5 dépendent uniquement des caractéristiques de déplacement de la grue et de la géométrie de l’ouvrage, alors que les autres nécessitent une intervention humaine supplémentaire. Le temps de grue est directement lié au savoir-faire des opérateurs sur site, pour que cette opération soit réalisée en toute sécurité.

Détails des calcul de saturation de grue

Manutention en charge

Mouvements et distances	Caractéristiques de la grue	Temps élémentaires
Montée : 20 m	40 m/min	0.50 min
Rotation de la flèche : 135°	0 à 0.8 tr/min	0.46 min
Translation : 15 m	0 à 66 m/min	0.23 min
Descente : 8 m	40 m/min	0.20 min
Majoration		0.15 min
Temps de manutention en charge :		1.31 min

Manutention à vide :

Mouvements et distances	Caractéristiques de la grue	Temps élémentaires
Montée : 8 m	80 m/min	0.10 min
Translation : 15 m	0 à 66 m/min	0.23 min
Rotation de la flèche : 135°	0 à 0.8 tr/min	0.46 min
Descente : 20 m	80 m/min	0.25 min
Majoration		0.15 min
Temps de manutention en charge :		0.96 min

Logiquement, on remarque qu’on se déplace plus rapidement à vide qu’en charge.

Si on reprend la décomposition de la réalisation d’une poutre, en considérant qu’il y a 1 ouvrier sur l’aire de préfabrication et 2 ouvriers à la réception sur le lieu de pose, on a mesuré en moyenne les temps suivants :

Tâches	Temps élémentaire [Ω]	Temps de grue
Elingage de la poutre	0.60 min	0.60 minG	Temps statistique
Accompagnement	0.15 min	0.15 minG	Temps statistique
Manutention en charge	–	1.31 minG	Détails ci-dessus
Réception et pose	4.50 min	4.50 minG	Temps statistique
Retour à vide	–	0.96 minG	Détails ci-dessus
Temps de cycle		7.52 minG

Si on analyse plus en détail ce tableau, on s’aperçoit que 30% du temps de grue est uniquement fonction des caractéristiques de la grue, tandis que les 70% restants reflètent la véritable valeur ajoutée de l’entreprise. Poser un élément en béton préfabriqué est un tout : Le dimensionnement des moyens de levage et la manutention.

C’est le premier axe d’amélioration dans la quête d’une augmentation de l’efficacité. Ne monopolisez pas la grue pour faire 3 fois la même action, libérer les colis rapidement…

On détermine ainsi les temps de cycle pour tous les modes constructifs de chaque type de structure (voiles banchés, prémurs, planchers traditionnels, prédalles, etc.) en fonction du savoir-faire des compagnons et des moyens de levage en activité.

ImaaGO vous propose une bibliothèque de temps unitaire issue de plus de 10 années d’expérience en bureau d’études méthodes.

Calcul des délais objectifs

En additionnant les temps de cycle de l’ensemble de la structure, on obtient la durée d’utilisation de la grue par niveau. En intégrant les durées d’enclenchement, il est facile de calculer le délai de production pour l’ensemble du projet.

Calcul du délai global

La durée de réalisation prend en considération les impondérables liés à la production. C’est pourquoi, il convient de provisionner des aléas de chantier de l’ordre de 15% afin d’intégrer les particularités du BTP (travail en extérieur, perte de productivité, etc.)

Voici quelques cas d’usages que nous traitons très régulièrement :

Les moyens de levage sont trop saturés. Nous n'arrivons pas à atteindre les rendements prévus

Lors de la construction, nous nous rendons compte que nous avons sous-estimé la charge de grue. Le chantier dispose de quelques solutions pour régler la mire et corriger les erreurs dans le délai imparti.

Augmenter l’amplitude de travail

Naturellement si la ou les grues sont surutilisées votre amplitude de travail augmentera mécaniquement. Vos équipes de production étant directement lié à l’approvisionnement de la grue, ils devront faire des heures supplémentaires. Afin de minimiser l’impact de cette solution, il conviendra d’augmenter l’amplitude horaire de vos moyens de levage tout en maîtrisant l’amplitude de travail des ouvriers par un travail en équipe décalée.

Autant de frais qui n’étaient pas prévu dans le budget initial !

Adapter les procédés constructifs

Il peut être intéressant d’adapter certains choix constructifs moins chronophages en utilisation de grue.
Par exemple, il peut être envisagé de limiter l’utilisation de prédalles à partir d’un certain niveau et d’utiliser des coffrages outils permettant de réaliser des planchers coulés en place.
Autre exemple, on peut décider d’alléger l’utilisation de la grue en utilisant une pompe à béton ou une benne de coulage avec une capacité supérieure.

Augmenter les moyens de levage (quasiment impossible en cours de chantier !)

Si les installations de chantier le permettent (point de livraison, stockage, etc.), on peut imaginer ajouter une grue pour compenser le travail que la ou les grues en place ne peuvent pas absorber. Cela impliquera des frais de location de la nouvelle grue, sans oublier la rémunération du grutier supplémentaire.

Les opérations de montage et de démontage de la grue ont aussi un coût qu’il faut prendre en compte pour que les comptes soient exacts. Par ailleurs le temps de mise en place de cette solution sera très long (délai de consultation, temps de réalisation des éléments administratifs, temps de montage…)

Retarder la livraison de l'ouvrage

Vous acceptez de ne pas pouvoir livrer l’ouvrage à temps, car vous n’avez pas les moyens d’agir. Vous vous exposez à débourser des pénalités de retard. Mais ce n’est pas tout, vous devrez aussi allonger les durées de location de tous vos matériels et régler vos compagnons sur cette période supplémentaire.

Vous l’aurez donc compris, sous-estimer votre saturation de grue aura des conséquences financières non négligeables, et génèrera des contraintes pour tous les acteurs du chantier.

Les moyens de levage sont sous-utilisés. Il y a des temps d’arrêt fréquent dans la journée

Cas assez rare, mais nous avons surestimé les moyens de levage !

Où est le problème si on ne manque de rien ?

En ayant trop de ressources, on paie du matériel inactif sur le chantier et la rentabilité est directement impactée. Pour remédier à ça, on peut envisager plusieurs solutions.

Améliorer l’organisation de chantier par l’usage de la grue

Dans le cas où la grue serait sous-utilisée, il est envisageable d’augmenter les cadences de production et ainsi réduire le délai de réalisation du projet. Les frais de chantier seront ainsi réduits. Néanmoins il faudra nécessairement augmenter les cadences de travail en augmentant les effectifs de production et le matériel associé.

Adapter le temps de travail

On peut envisager d’adapter les horaires ou le nombre de compagnons mais en maintenant une sous-utilisation des moyens de levage les frais de chantier auront un impact négatif sur la rentabilité de votre projet.

Diminuer le nombre de grue

De la même manière qu’ajouter une grue est très compliqué en cours de chantier. En enlever une est tout aussi farfelue. Il faudrait que les installations le permettent et malheureusement tous les coûts fixes ne seront plus amortis.

Dans le cas contraire, si personne ne s’aperçoit de cette surconsommation de matériel, le chantier payera un grutier désabusé et une grue à l’arrêt, engendrant également des surcoûts de production.

Le risque lorsqu’on prend trop de marge lors de ces études, c’est d’avoir un matériel en quantité trop importante et donc un poste plus cher qu’il ne devrait l’être. Dès lors, il devient difficile d’être concurrentiel par rapport à d’autres entreprises du BTP qui auraient optimisé cette partie.

Ce qu'il faut retenir sur les saturations de grue

Pour résumer, il faut que votre étude de saturation de grue soit au plus juste de la réalité, en visant trop bas, il y aura forcément une perte financière, alors que si on prend trop de marge on a moins de chance de décrocher l’affaire.

Avec ImaaGO, maîtrisez davantage que vos calculs de saturation de grue. Récoltez les retours des équipes travaux et emmagasinez votre expérience dans une base de données progressive, pour la réussite de vos futurs chantiers.