La capacité d'une benne basculante se mesure de deux façons : le volume de la benne et la charge utile que le tracteur et la remorque peuvent transporter, compte tenu de leurs capacités et des limitations de vitesse sur les routes empruntées. Pour un matériau donné, la valeur à retenir est la plus petite des deux. Les matériaux denses, comme le gravier ou le sable humide, atteignent la limite de poids tout en laissant de l'espace libre dans la benne. Les matériaux légers, comme la terre végétale meuble, remplissent la benne avant que la charge utile ne soit atteinte. Le volume est calculé à partir des dimensions intérieures ; la charge utile admissible doit être déterminée pour le tracteur et la remorque.
Mesures de capacité des semi-remorques bennes : volume versus charge utile
La capacité des semi-remorques bennes comprend deux limites indépendantes pour chaque semi-remorque basculante : le volume interne de la benne et la charge utile autorisée pour l’ensemble du véhicule, la limite contraignante étant fixée par la masse volumique apparente du matériau chargé.
Le volume est une donnée purement géométrique. La longueur, la largeur et la hauteur des parois internes donnent un volume exprimé en yards cubes ou en mètres cubes, sans que ce volume ne tienne compte du poids. Le volume est indépendant du poids.
Le calcul de la charge utile est complexe et une étape est souvent négligée. Il faut partir de la masse en charge nominale du constructeur et de la masse à vide de la configuration exacte ; la différence correspond à la charge utile nominale. Ensuite, il faut prendre en compte le véhicule tracteur, l’attelage, les pneumatiques, la répartition de la charge par essieu et les limites des itinéraires prévus. Sur une semi-remorque, le tracteur supporte une partie de la charge via la sellette d’attelage ; par conséquent, les capacités des essieux de la remorque ne suffisent pas à déterminer la charge utile admissible.
La plupart des désaccords entre acheteur et fournisseur proviennent d'une confusion entre ces deux contraintes. Un fournisseur décrivant une benne de 30 mètres cubes et un acheteur entendant “ 30 tonnes par trajet ” évoquent des contraintes distinctes. En demandant le volume, la masse en charge nominale, la masse à vide avec équipement et les charges par essieu sur la même fiche technique, l'ambiguïté disparaît dans un document unique.
Calcul du volume corporel et à quel volume “ entier ” le chiffre se réfère
Le volume d'une benne basculante rectangulaire est égal à la longueur intérieure multipliée par la largeur multipliée par la hauteur des parois latérales, divisé par 27 pour obtenir des yards cubes ou lu directement en mètres pour obtenir des mètres cubes, les bennes coniques et semi-circulaires étant calculées à partir de leur géométrie interne réelle.
Une benne de 4,27 m x 2,13 m avec des côtés de 61 cm offre un volume de 5,58 m³, soit environ 7,26 verges cubes. Une benne de 8,0 m x 2,4 m avec des côtés de 1,5 m offre un volume de 28,8 m³, soit environ 37,7 verges cubes (1,308 verge cube par mètre cube). Ce calcul s'applique aussi bien aux petites bennes basculantes qu'aux semi-remorques à benne basculante lourde, bien que leurs capacités de charge et les limitations routières doivent être vérifiées séparément.
Il convient de rectifier une affirmation courante concernant les proportions : augmenter la longueur, la largeur ou la hauteur intérieures du même pourcentage augmente le volume du même pourcentage. La hauteur des parois latérales retient l’attention car c’est là que se situent les variations de pourcentage les plus importantes. Ajouter 30 cm à une paroi de 60 cm représente une variation de 50 % ; ajouter 30 cm à une structure de 4,25 m représente une variation d’environ 7 %.
Deux notions différentes sont publiées sous le terme de “ capacité ”, et elles appartiennent à des catégories distinctes. Le volume mesuré et le volume total correspondent à des états de mesure d'un même corps. Les extensions de buffet modifient le corps lui-même ; après quoi, les notions de volume mesuré et total s'appliquent à nouveau au volume augmenté. Avant toute comparaison avec une donnée citée, il convient de préciser à laquelle de ces mesures se réfère.
La capacité de charge d'un tas doit préciser sa méthode de calcul ou le profil de tas supposé. Elle ne garantit pas la quantité retenue lors du transport : l'humidité, la granulométrie, la cohésion et les vibrations routières modifient le profil de charge, tandis que les limites de confinement, de dégagement et de masse restent applicables.
Pourquoi le volume nominal correspond rarement à la charge que vous transportez
La masse volumique du matériau détermine laquelle des deux limites s'applique en premier, et chaque corps possède une masse volumique au-delà de laquelle le poids devient insuffisant avant l'espace.
Il est important de calculer le seuil de rentabilité une seule fois, car il est spécifique à votre remorque et non au matériau utilisé. Divisez la charge utile admissible par le volume utile de la benne pour obtenir la masse volumique de seuil. Prenons l'exemple d'une remorque dont la charge utile admissible est déjà vérifiée à 40 tonnes, avec une benne d'un volume utile de 30 mètres cubes. En divisant 40 000 par 30, on obtient une masse volumique de seuil d'environ 1 330 kg/m³. Au-delà de cette valeur, la benne n'est remplie que partiellement avant d'atteindre la limite de poids. En deçà, la benne se remplit en premier et la charge utile restante est inutilisée.
Effectuez la même division avec vos propres chiffres : la charge utile admissible en kilogrammes divisée par le volume utile en mètres cubes est égale à la densité à laquelle votre remorque passe d’une limitation de volume à une limitation de poids.
Pour planifier un chargement spécifique, retenez la plus petite des deux valeurs suivantes : le volume utile du corps et la charge utile admissible divisée par la masse volumique apparente du matériau une fois chargé. La masse volumique apparente désigne ici le matériau tel qu'il se trouve dans le corps, et diffère de la masse volumique des particules solides.
| Matériau | lb/yd³ | Environ kg/m³ | Volume illustratif à 40 t (m³) | Principales variables |
|---|---|---|---|---|
| Terre végétale (meuble) | 2,050 | 1,216 | 32.9 | humidité, contenu organique |
| Calcaire (concassé) | 2,565 | 1,522 | 26.3 | gradation, carrière source |
| Pierre concassée (moyenne) | 2,700 | 1,602 | 25.0 | type de pierre, granulométrie |
| Sable (sec) | 2,750 | 1,632 | 24.5 | granulométrie, humidité résiduelle |
| Sable (humide) | 3,300 | 1,958 | 20.4 | eau libre contenue entre les grains |
| Gravier (humide) 3/4″ | 3,375 | 2,002 | 20.0 | pluie, drainage avant chargement |
Livres par mètre cube à partir d'un Tableau des volumes en mètres cubes compilé à partir des données de l'EPA et de la NTEA. Les conversions métriques et la colonne de 40 tonnes sont calculées ici à partir d'une valeur de charge utile indicative ; il s'agit d'estimations de planification et non d'autorisations de chargement. Les gravats de démolition sont exclus. Utilisez la masse volumique apparente mesurée du matériau et vérifiez les masses brutes et par essieu pour la combinaison spécifique avant toute utilisation.
Avant de calculer le volume de la benne, nous comparons la charge utile admissible à la plage de densité du matériau principal, car ces deux éléments correspondent rarement à la même remorque. Si vous vous basez sur le volume indiqué dans une brochure sans vérifier le matériau pour lequel il a été calculé, deux problèmes peuvent survenir : une benne trop volumineuse pour un matériau dense n'atteindra sa limite de poids que partiellement remplie ; une benne trop petite pour un matériau à faible densité sera pleine, la charge utile restant inutilisée. Dans les deux cas, il faudra modifier les parois latérales ou la benne elle-même.
Le plafond légal au-dessus de la carrosserie : limites d’essieu, de combinaison et de pont
Les limites légales de masse fixent la limite supérieure de ce qu'une remorque basculante peut transporter sur une voie publique, et les chiffres de référence proviennent de chaque juridiction et de chaque itinéraire sur lequel l'ensemble routier circulera.
L'Afrique du Sud illustre l'interaction des plafonds de charge. Le Règlement national sur la circulation routière de 2000, établi en vertu de la loi n° 93 de 1996, régit les charges massiques par essieu, les charges massiques unitaires par essieu, la masse du véhicule et la masse totale de l'ensemble routier sur les routes publiques sud-africaines. L'article 237 fixe une masse maximale générale de 56 000 kg pour l'ensemble routier. Il s'agit d'un plafond pour l'ensemble routier. La masse admissible pour un ensemble routier donné correspond à la plus faible de ces limites et est souvent bien inférieure.
Trois de ces limites méritent une attention particulière lors de la spécification. La charge massique admissible par essieu et la charge massique unitaire admissible par essieu sont des dispositions distinctes ; par conséquent, les charges admissibles par essieu ne peuvent être simplement additionnées pour déterminer la capacité routière. Les exigences de charge des ponts lient la capacité admissible à l’écart entre les groupes d’essieux, ce qui fait de l’empattement un élément à prendre en compte. Le rapport puissance/masse et le rapport de pont moteur peuvent encore limiter la capacité de l’ensemble, selon le tracteur. Il est impératif de confirmer les valeurs en vigueur auprès des autorités compétentes en matière de circulation routière pour chaque zone et itinéraire prévus avant de fixer les dimensions de la carrosserie.
Il en découle une relation de poids qui s'oppose à l'achat de volume pour le simple plaisir d'augmenter la masse. À masse brute autorisée inchangée, chaque kilogramme de masse à vide réduit la masse disponible pour le chargement. L'acier se répercute sur la charge utile : parois latérales plus hautes, caisse plus longue, plancher plus lourd. L'utilisabilité du volume supplémentaire dépend de la légèreté des matériaux utilisés pour le remplir avant d'atteindre la limite de masse.
Comment le type de décharge modifie-t-il la question de la capacité ?
La méthode de déchargement modifie la géométrie de la carrosserie, la masse à vide et les conditions du sol sur lesquelles une remorque peut décharger ; de sorte que le type de remorque qui transporte le plus de poids sur le papier n'est pas toujours celui qui effectue le plus de trajets.
Les petites remorques bennes à attelage classique ne sont pas incluses dans cette comparaison. Le type d'attelage les place dans une catégorie de poids différente, et la capacité de remorquage du véhicule tracteur détermine généralement leur capacité avant même que le volume de la benne ne soit pris en compte. Les trois poids lourds types de remorques bennes Les candidats ci-dessous postulent au même emploi.
| Taper | Comment il se décharge | Qu'est-ce qui se lie généralement en premier ? | Adapté à | Là où cela cesse d'être le bon choix |
|---|---|---|---|---|
| semi-remorque benne arrière | Le corps pivote à l'arrière et bascule verticalement. | Charge utile sur agrégat, volume sur déblais légers | Carrière vers usine, fondation routière, terrassement en vrac | Faible dégagement vertical, ou terrain d'évacuation mou ou en pente transversale |
| semi-remorque à benne basculante latérale | Le corps pivote latéralement sans être soulevé à pleine hauteur. | Charge utile, plus capacité portante du côté basculement | Épandage en bord de route et déversement latéral lorsque le dégagement latéral et le terrain sont adéquats | Déversements en fosse profonde ou sites sans espace à côté |
| semi-remorque benne basculante (à fond plat) | Des portes s'ouvrent dans le plancher pendant le déplacement de l'unité. | Charge utile et dégagement sous la trémie | Mise en andains de granulats fluides | Matériau collant, cohésif ou surdimensionné qui relie les portes |
Le déversement latéral ne dispense pas de vérifier la stabilité du sol, le dégagement latéral et l'absence de dangers aériens avant le déchargement. Une benne à déversement arrière à hauteur maximale élève son centre de gravité, ce qui rend la planéité du sol indispensable à son fonctionnement. Les caractéristiques du terrain déterminent ce point. Les dimensions déterminent le volume de chargement. La stabilité de la benne levée sur le terrain de déchargement fait l'objet d'une vérification distincte, effectuée sur chaque site. Ces deux aspects ne sont pas pris en compte dans le calcul du volume en mètres cubes.
Lorsque l'exploitation alterne entre matériaux de saison humide et de saison sèche provenant d'une même fosse, le repère de hauteur de chargement sur la caisse est généralement la première chose à vérifier. Un même volume subit des variations de masse en fonction de l'humidité.
Dimensionnement adapté à la tâche : quelle variable verrouiller en premier ?
Le dimensionnement part de deux variables fixes extérieures à l'achat : la charge utile admissible pour la combinaison réelle sur ses itinéraires prévus et la plage de densité apparente des matériaux transportés, car le volume de la caisse et la hauteur des parois latérales en découlent.
La charge utile et la densité doivent converger simultanément plutôt que d'être déterminées successivement. Fixez ces deux paramètres en premier, pour deux raisons : ils influencent tous deux la conception de la carrosserie, et vous n'aurez plus la mainmise sur aucun d'eux une fois la remorque construite. La hauteur des parois latérales et l'épaisseur du plancher sont des paramètres physiques du même ordre, faciles à modifier sur un plan, mais coûteux à modifier sur une carrosserie soudée. Une fois ces deux paramètres correctement définis, le reste du cahier des charges n'est plus qu'une question de calcul.
Les propriétés des matériaux et les contraintes du site de déchargement doivent être prises en compte dès le début. Les spécifications du sol, le type de déchargement, la configuration du hayon et le système de basculement influent tous sur la masse à vide ou les performances de déchargement ; ils doivent donc être considérés au même titre que le volume et la charge utile, et non lors d'une phase ultérieure.
Un argument plaide contre l'utilisation d'une semi-remorque. Pour les transports courts sur site, où les matériaux sont déplacés sur quelques centaines de mètres, le temps de chargement et de déchargement est prépondérant par rapport au trajet. C'est précisément à ce moment-là qu'une charge utile importante cesse d'être rentable. Comparez un camion-benne rigide, un véhicule de votre flotte actuelle et une nouvelle semi-remorque en fonction de votre propre cycle de chargement, de trajet et de déchargement avant de supposer qu'une charge utile plus importante réduit le coût par tonne.
Avant de signer, demandez une fiche technique détaillant la configuration exacte : masse en charge nominale, masse à vide avec équipement, capacités des essieux., dimensions internes du corps et le volume déclaré. Pour une semi-remorque, demandez également une évaluation de la répartition de la charge spécifique au tracteur et vérifiez les limites sur les itinéraires que vous prévoyez d'emprunter.
Détermination du volume et de la charge utile avant la construction de la carrosserie
La capacité d'une benne basculante dépend de la limite de charge admissible atteinte en premier, et la différence dépend de votre équipement plutôt que du matériau transporté. Déterminez la charge utile admissible pour l'ensemble routier prévu sur ses itinéraires, divisez-la par le volume utile de la benne, et vous obtiendrez la densité à partir de laquelle le comportement de votre remorque change. La hauteur des parois latérales, le type de plancher et le type de hayon découlent de cette valeur.
Lorsqu'une flotte transporte plusieurs types de matériaux, il convient de comparer les chargements en fonction de la fréquence des trajets et des exigences opérationnelles plutôt que de dimensionner systématiquement le chargement le plus dense. Les bennes de grande capacité optimisent l'utilisation pour les chargements à faible densité ; les chargements denses sont alors transportés partiellement remplis afin de respecter les limites de poids total autorisé en charge et de poids par essieu. Nous comparons les limites de poids par essieu, de capacité de remorquage et de poids sur pont pour les itinéraires prévus avec le volume de la benne avant de valider la fiche de construction. La validation finale du poids autorisé pour la route incombe à l'exploitant et à l'itinéraire.
Si la densité des matériaux que vous transportez dépasse votre seuil de rentabilité, dimensionnez la benne en divisant la charge utile par la densité et considérez le volume publié comme une valeur de référence. Si elle est inférieure, spécifiez le volume en fonction de celui-ci ; une paroi latérale plus haute justifiera alors la masse à vide supplémentaire. Dans tous les cas, tenez compte de votre charge utile admissible, de la plage de densité de vos matériaux et des limites de votre itinéraire. remorques à benne basculante sont configurées à partir de ces trois entrées.
FAQ
C'est la hauteur des parois latérales qui détermine le volume. À dimensions égales (14 x 7 pieds), le volume est d'environ 7,3 verges cubes avec des parois de 24 pouces et d'environ 14,5 verges cubes avec des parois de 48 pouces. C'est pourquoi deux vendeurs annoncent des volumes différents pour une remorque qui semble identique. La capacité de charge reste inchangée.
Renseignez-vous avant de calculer. Une tonne courte équivaut à 2 000 livres et une tonne à 1 000 kg, soit une différence d'environ 10 %. Les fiches techniques destinées aux marchés nord-américain et africain ou d'Asie du Sud-Est utilisent souvent des unités différentes sans le préciser, et cet écart est suffisamment important pour fausser le calcul du poids par essieu.
Cela ne constitue pas une garantie de quantité livrée. Précisez l'unité de mesure dans le contrat et facturez les travaux au poids sur la base des tickets de pesée plutôt que sur les chiffres du catalogue.
Pas à elle seule. La taille du vérin détermine la capacité de levage et l'angle de levage, et non les charges homologuées ou la charge utile routière autorisée. Une charge autorisée au transport n'est pas forcément sans danger en cas de basculement.
Trois éléments sont à surveiller : tout changement de carrière ou de carrière d’emprunt, toute variation des données de pesée par rapport à la même ligne de remplissage, et les premiers chargements après une variation saisonnière de l’humidité du stock. Chacun de ces éléments modifie la masse volumique apparente sans que cela n’ait d’incidence visible sur le produit.
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