Le contrepoids est une masse fixée à l'arrière d'une pelle hydraulique, d'une grue mobile ou d'une grue à tour. Il compense le moment de basculement généré par la charge soulevée ou par le bras de travail déployé vers l'avant de la machine. Sans cette masse arrière, l'engin basculerait vers l'avant dès que la charge dépasse un certain couple par rapport à l'arête de basculement du châssis ou du train de chenilles.
Principe mécanique
Une pelle ou une grue fonctionne comme un levier articulé sur un point d'appui, l'arête de basculement. La charge en bout de flèche crée un moment qui tend à faire pivoter la machine vers l'avant. Le contrepoids, placé à l'opposé, crée un moment inverse. La stabilité est assurée tant que la somme des moments reste dans la plage admissible définie par le constructeur pour chaque configuration de flèche, de rayon de charge et d'inclinaison du terrain.
Conception et matériaux
Sur les pelles hydrauliques, le contrepoids est le plus souvent une pièce en acier moulé ou en fonte, boulonnée à l'arrière de la tourelle. Sa masse varie selon le gabarit de la machine et la configuration de flèche et de godet retenue par le constructeur. Sur les grues à tour, le contrepoids se compose de plaques en béton ou en fonte empilées, dont le nombre et la disposition sont fixés par les tableaux de charge du fabricant en fonction de la flèche montée et de la portée utilisée. Toute modification de la configuration de flèche impose de revoir la composition du lest arrière.
Contrepoids et gabarit de la machine
Sur les mini-pelles, la conception du contrepoids est liée au type de queue. Une queue conventionnelle, dont l'arrière dépasse du châssis chenilles, permet d'intégrer un contrepoids plus efficace pour les travaux lourds. Une configuration à queue nulle (zéro tail swing), où la tourelle ne dépasse pas la largeur du train de roulement, limite en revanche la masse et le bras de levier disponibles pour le lest arrière, ce qui réduit la capacité de levage par rapport à une machine de même poids en configuration conventionnelle.
Grues à tour : intégration et encombrement
Sur certains modèles de grues à tour récents, le contrepoids et la tête de rotation sont intégrés directement au système de levage. Cette intégration réduit le nombre de pièces à transporter et à assembler sur site, un avantage recherché pour les chantiers urbains où la logistique de montage est contrainte par l'espace disponible. L'encombrement du contrepoids en partie haute de la grue doit par ailleurs être pris en compte dans l'étude des dégagements par rapport aux bâtiments voisins et aux trajectoires de charge.
Le contrepoids dans nos reportages
Dans l'article Marché français des mini-pelles : acteurs, segments et applications, la distinction entre queue conventionnelle et queue nulle illustre l'arbitrage entre contrepoids efficace et compacité sur chantier.
Le reportage Trois grues Liebherr EC-B maîtrisent un chantier urbain extrême à Lyon décrit un chantier où seulement trois mètres séparent la flèche d'un contrepoids d'une façade de 115 mètres de hauteur, imposant une simulation préalable des trajectoires de charge.
Dans Liebherr NC-B 12-70 : deux grues à Sai Kung pour un chantier en milieu urbain, l'intégration du contrepoids et de la tête de rotation au système de levage est présentée comme un facteur de simplification du montage et de la maintenance en milieu urbain contraint.