Camions-bennes à chenilles vs camions-bennes à roues : arguments techniques en faveur des chenilles sur terrain non préparé
Le choix entre un tombereau articulé sur roues et un tombereau chenillé dépend essentiellement de la nature du terrain. Sur une route de gravier bien entretenue, le tombereau articulé sur roues est plus rapide, moins cher au tonne-kilomètre et plus économe en carburant. Sur tout terrain plus meuble – et ce terme englobe la plupart des conditions rencontrées lors de travaux de réhabilitation, de décharge, de construction de pipelines, d'exploitation de tourbières et de terrassement en saison humide – le tombereau chenillé permet de transporter la charge utile, contrairement au tombereau sur roues.
| Paramètre | Camion porteur sur roues (charge utile de 30 tonnes) | Camion-benne chenillé (charge utile de 15 tonnes) |
|---|---|---|
| Pression au sol (en charge) | 180 – 350 kPa | 30 – 55 kPa (6 fois plus faible) |
| praticabilité sur terrain meuble | Échec en dessous de CBR 8 | Fonctionne selon un CBR 2 – 3 |
| Grade maximal (chargé, mou) | 8 – 12% (traction limitée) | 20 – 30% (moteur limité) |
| vitesse en charge (à plat) | 25 – 40 km/h | 8 – 12 km/h |
| Dégâts au sol | Ornières profondes sur sol meuble | Minimal — répartit la charge |
| Type de transmission finale | boîte de vitesses planétaire à entraînement par roue | réducteur planétaire à chenilles |
| Consommation de carburant par tonne-km | Plus bas (sur une bonne route) | Plus élevé (friction de la piste) |
Le seuil de rentabilité : Lorsque l'indice CBR (California Bearing Ratio) du sol descend en dessous de 8 — ce qui correspond approximativement à l'état d'un terrain argileux humide après la pluie —, le tombereau articulé sur roues commence à perdre de l'adhérence, s'enfonce dans les ornières et nécessite l'entretien des voies de desserte. En dessous d'un CBR de 4, le tombereau articulé sur roues est totalement inutilisable. Le tombereau chenillé, quant à lui, continue de fonctionner jusqu'à un CBR de 2 à 3, éliminant ainsi totalement les coûts de construction et d'entretien des voies de desserte. Pour les sites où l'amélioration du sol engendrerait des coûts supérieurs à la perte de productivité du tombereau chenillé (vitesse et charge utile par trajet réduites), cette dernière option reste la solution économiquement rationnelle, indépendamment du surcoût de carburant par tonne-kilomètre.
Résistance au franchissement de pente avec charge utile — Le cas de charge qui dimensionne les chenilles des tombereaux
Un camion-benne chenillé transporte sa charge utile en montée. Chaque mètre de dénivelé positif à pleine charge exige un couple constant au niveau des chenilles – un couple qui doit être maintenu sur toute la distance de transport, pouvant aller de 200 à 2 000 mètres pour les grands chantiers de terrassement et d’aménagement du territoire. Cette charge constante en montée constitue le cas de charge caractéristique des chenilles des camions-bennes.
Sur une route de transport en gravier compacté, la résistance au roulement est de 3 à 4 tonnes de PTAC. Sur argile molle, elle passe à 8 à 12 tonnes de PTAC. Sur tourbe ou déchets d'enfouissement, elle peut atteindre 15 à 20 tonnes de PTAC. Avec une résistance au roulement de 15 tonnes de PTAC sur une pente de 20 tonnes de PTAC, la force de résistance au roulement est presque égale à la force de résistance à la pente ; cela signifie que le couple total requis pour la transmission des chenilles est presque le double de celui prévu par le seul calcul de la pente. Les ingénieurs qui dimensionnent la transmission des chenilles uniquement en fonction de la résistance à la pente, en négligeant la résistance au roulement sur terrain mou, sous-dimensionnent la boîte de vitesses de 30 à 50 tonnes de PTAC.
Le tombereau chenillé monte la pente (chargé, couple élevé, forte chaleur) et la redescend (à vide, couple faible, frein moteur). Le trajet retour constitue une phase de refroidissement : la température de l’huile de la transmission diminue pendant la descente. Ce cycle thermique naturel est spécifique aux applications de transport et permet à la transmission de bénéficier d’un temps de repos thermique dont ne bénéficient pas les bulldozers. Le cycle de service effectif pour le dimensionnement thermique est de 50 à 601 TP3T, inférieur à celui d’un bulldozer (75 à 851 TP3T), bien que le tombereau fonctionne en continu pendant toute la durée du poste.
Rapport charge utile/poids — Pourquoi les tombereaux chenillés ont besoin de plus de couple par tonne que les tombereaux à roues
Un tombereau articulé sur roues transporte généralement une charge utile égale à son poids à vide : un camion de 30 tonnes transporte 30 tonnes, soit le double de son PTAC. Un tombereau chenillé transporte une charge utile de 60 à 90 tonnes de son poids à vide : une machine de 18 tonnes transporte 15 tonnes, ce qui augmente son PTAC de 83 tonnes. Le tombereau chenillé est plus lourd par tonne de charge utile en raison de son train de roulement chenillé, qui pèse de 30 à 50 tonnes de plus que le train de roulement équivalent sur roues.
Ce rapport charge utile/poids inférieur signifie que le tombereau chenillé doit déplacer une masse morte plus importante par tonne de charge utile transportée, ce qui augmente le couple requis au niveau des chenilles par unité de capacité productive. Sur un terrain plat et ferme, le tombereau chenillé est donc moins efficace que le tombereau articulé sur roues. En revanche, sur un terrain meuble où le tombereau articulé sur roues est inopérant, la comparaison n'a plus lieu d'être : le tombereau chenillé est productif (100%) tandis que le tombereau sur roues l'est (0%).
Cinq applications où les camions-bennes à chenilles éliminent les limitations des camions-bennes à roues
Le camion-benne chenillé n'est pas un engin polyvalent. C'est une machine spécialisée qui excelle dans cinq situations spécifiques où les camions à roues échouent ou lorsque le coût de mise en service d'un camion à roues (construction et entretien des routes d'accès) dépasse le coût de la perte de productivité liée à l'utilisation d'un camion chenillé.
Indice CBR des déchets : 1 à 3. Les camions à roues s’enfoncent immédiatement. Les tombereaux à chenilles transportent les matériaux de couverture à travers les alvéoles actives de la décharge sans amélioration du sol. La transmission par chenilles fonctionne dans l’environnement le plus corrosif de toutes les applications de transport : le lixiviat de la décharge attaque les joints et les surfaces des châssis.
Les remblais de dragage fraîchement déposés ont une capacité portante quasi nulle jusqu'à leur consolidation. Les tombereaux chenillés répandent ces remblais en surface, répartissant le poids pour éviter de perforer la couche non consolidée. Le système de chenilles doit fonctionner partiellement immergé dans du sable saturé d'eau à chaque cycle.
Les voies d'accès aux pipelines traversent des terres agricoles, des zones humides et des terrains boisés où la construction de routes est interdite ou impraticable. Des tombereaux chenillés transportent les tuyaux, les matériaux de remblai et le matériel le long du corridor en minimisant les perturbations en surface. Réducteurs planétaires Ever-Power coréens assurer le service de l'ensemble du parc d'équipements de pipelines.
Capacité portante de la tourbe : 10 à 25 kPa, bien inférieure à celle de tout véhicule à roues. Les tombereaux chenillés à larges chenilles (500 à 700 mm) atteignent des pressions au sol de 20 à 30 kPa, permettant le transport de matériaux à travers les zones d’extraction de tourbe actives sans risque d’effondrement du sol.
Pendant la mousson et la saison des pluies, sur les chantiers de construction tropicaux, les tombereaux sur roues sont immobilisés pendant des semaines. Les tombereaux sur chenilles, quant à eux, continuent de travailler sur les sols saturés, permettant ainsi de respecter le calendrier du projet lorsque les intempéries immobilisent les tombereaux sur roues. Le surcoût de carburant par tonne est compensé par l'absence de pénalités pour retard dues aux intempéries.
Trois modes de défaillance des chenilles spécifiques au service des camions-bennes à chenilles
Contrairement à un bulldozer qui avance sur 60 à 120 mètres par passage, un camion-benne chenillé transporte sa charge en montée sur 200 à 2 000 mètres par trajet, à un couple quasi maximal et constant sur terrain meuble. La résistance combinée à la pente et au roulement sur terrain meuble génère un apport de chaleur continu dans le bain d'huile de la transmission pendant 3 à 15 minutes par trajet en charge. Sur les longs trajets en climat chaud, la température de l'huile peut dépasser 110 °C avant la fin du trajet. Ces cycles thermiques répétés au-dessus du seuil de lubrification accélèrent la fatigue des dents d'engrenage.
Le lixiviat des décharges (pH 5 à 8, contenant des métaux dissous et des acides organiques) et l'eau salée (sites de réhabilitation) attaquent le carter de la transmission, les surfaces d'étanchéité et les filetages des fixations. Après 2 000 à 4 000 heures de fonctionnement dans ces environnements, les surfaces du carter se corrodent, le matériau des lèvres d'étanchéité se dégrade et le couple de serrage des boulons diminue à mesure que la corrosion fragilise l'interface de serrage. Le carter de la boîte de vitesses, qui paraît structurellement sain, peut présenter une épaisseur de paroi réduite de 20 à 301 mm aux points de corrosion.
Un camion-benne chenillé chargé par une pelle mécanique reçoit souvent des matériaux de manière inégale, avec un poids plus important d'un côté que de l'autre. Pour une charge utile de 15 tonnes, une répartition 60/40 place 9 tonnes sur une chenille et 6 tonnes sur l'autre, soit une asymétrie de charge de 50 TP3T. La chenille la plus lourde fonctionne à 120 à 130 TP3T de sa charge nominale, tandis que la chenille la plus légère fonctionne à 70 à 80 TP3T. Après des milliers de cycles de transport, la chenille la plus chargée subit une usure disproportionnée des roulements et des engrenages, ce qui peut entraîner la défaillance d'une chenille alors que l'autre a encore entre 40 et 60 TP3T de durée de vie restante.
Réducteur planétaire à chenilles pour camions-bennes — Foire aux questions
Korea Ever-Power fournit des réducteurs planétaires pour la transmission des chenilles de tombereaux, d'un couple de 10 000 à 80 000 Nm, adaptés aux tombereaux de chantier de 6 tonnes jusqu'aux porteurs articulés sur chenilles de 30 tonnes. Des versions anticorrosion sont disponibles pour les travaux de décharge et de réhabilitation. Veuillez indiquer le modèle de votre machine et les conditions de votre chantier pour obtenir une recommandation personnalisée.
Éditeur : Cxm
