Dans la partie frais de chantier d’une étude de prix en bâtiment, il y a un poste important concernant les moyens de levage. Pour le gros-œuvre, et notamment lorsqu’il s’agit d’une construction neuve, le matériel de levage principal est la grue à tour. Le budget consacré à ce poste est important.
Chiffrage du poste grue à tour d’une étude de prix en bâtiment
Décomposition du poste grue à tour
Le poste grue se décompose en différents éléments :
- Fondations de la grue à tour. En fonction de la nature du sol où va être implantée la grue, du type de grue (réactions d’appuis) et du type d’ancrage (fût scellé, embase large ou réduite), le système de fondation va être différent (radier, semelles isolées, pieux, micropieux…) et le budget également ;
- Amenée, repli de la grue à tour. En fonction des dimensions de la grue, le nombre de camions nécessaire à son amenée ou repli sur le site va être différent et le prix également.
- Installation de la grue à tour. Quels moyens vais-je devoir intégrer à mon étude pour mettre en place la grue à tour ? Une grue mobile, une autre grue déjà présente sur le site ? Vais-je devoir prévoir des frais pour bloquer la rue pour permettre le montage de la grue à tour ?
- Location de la grue à tour. Quelle durée dois-je prévoir ?
- Le grutier. Combien de grutiers ? Combien d’heures par jour ?
- La location du matériel annexe (système gestion des interférences/zones interdites, élingues, benne à béton, projecteurs de grue, lests d’essai, fourche à palettes, nacelle à blessé, anémomètre répétiteur…)
Dimensionnement de la grue à tour
Un des paramètres principaux pour choisir la grue est le besoin en levage. Quelle charge va devoir lever la grue et à quelle distance ?
On voit rapidement qu’il s’agit d’un calcul itératif où j’ai différentes variables :
- Le poids des éléments à lever
- Les distances de levage
Dès que je vais modifier la position de la grue, le calcul va devoir être refait.
Modélisation du chantier
Une des façons pour réaliser le dimensionnement de la grue à tour, c’est de réaliser un métré en 3D du gros-œuvre. Chaque élément (poutre, dalle, poteau, voile…) est localisé en (X, Y) et on ajoute une troisième dimension qui est le poids de l’objet. Attention, le poids de l’objet dépend du mode constructif. Par exemple pour une poutre, si elle est préfabriquée, le poids va correspondre à celle de la poutre. Par contre, si elle est coulée en place, le poids va être celui de la benne à béton.
Il faut également modéliser le plan d’installation de chantier. Où se situe en (X, Y) le fût de la grue ? Où se situent les aires de livraison et de déchargement ?
Modélisation des grues
Une grue est définie par sa courbe de charge. Il s’agit d’une courbe à deux dimensions avec en abscisse la distance et en ordonnée la charge. Chaque type de grue à plusieurs courbes de charges en fonction de la longueur de la flèche.
Personnellement, j’ai modélisé toutes les grues Potain, c’est-à-dire que j’ai déterminé l’équation mathématique qui relie la charge à la distance pour chaque type de grue et chaque longueur de flèche.
Ce travail est à réaliser une seule fois et à éventuellement mettre à jour avec les nouvelles grues.
Le tarif de location d’une grue est étroitement lié à sa courbe de charge, où plutôt à l’intégrale, entre 0m et la longueur de la flèche, de sa courbe de charge.
Calcul de dimensionnement
Connaissant les coordonnées (X, Y) de chaque élément, on peut facilement déterminer les distances à la grue. En choisissant un type de grue (ou plutôt une courbe de charge), on peut vérifier automatiquement que la charge à lever est inférieure à la capacité de la grue.
Personnellement, j’ai réalisé une feuille de calcul Excel avec des macros en VBA pour automatiser.
Dans cette feuille de calcul, à l’aide d’un menu déroulant, je peux faire varier le type de grue.
Le but est de déterminer la grue avec la plus petite courbe de charge permettant de lever les éléments.
En effet, petite courbe est synonyme de petit prix de location.
Le prix de location d’une grue dépend de sa courbe de charge.
En modélisant mathématiquement le chantier et les courbes de charges, on peut par itérations successives optimiser le prix du poste moyen de levage et ainsi remporter le marché de construction.
