machine de forage

Machines de forage en service Sécurisation de la zone de travail

❯ SÉCURITÉ

L’Institut national de recherche et de sécurité (INRS)

Dans le domaine de la prévention des risques professionnels, l’INRS est un organisme scientifique et technique qui travaille, au plan institutionnel, avec la CNAMTS, les Carsat, Cram, CGSS et plus ponctuellement pour les services de l’État ainsi que pour tout autre organisme s’occupant de prévention des risques professionnels.

Il développe un ensemble de savoir-faire pluridisciplinaires qu’il met à la disposition de tous ceux qui, en entreprise, sont chargés de la prévention : chef d’entreprise, médecindu travail, CHSCT, salariés. Face à la complexité des problèmes, l’Institut dispose de compétences scientifiques, techniques et médicales couvrant une très grande variété de disciplines, toutes au service de la maîtrise des risques professionnels.

Ainsi, l’INRS élabore et diffuse des documents intéressant l’hygiène et la sécurité du travail : publications (périodiques ou non), affiches, audiovisuels, multimédias, site Internet… Les publications de l’INRS sont distribuées par les Carsat. Pour les obtenir, adressez-vous au service Prévention de la caisse régionale ou de la caisse générale de votre circonscription, dont l’adresse est mentionnée en fin de brochure.

L’INRS est une association sans but lucratif (loi 1901) constituée sous l’égide de la CNAMTS et soumise au contrôle financier de l’État. Géré par un conseil d’administration constitué à parité d’un collège représentant les employeurs et d’un collège représentant les salariés, il est présidé alternativement par un représentant de chacun des deux collèges. Son financement est assuré en quasi-totalité par le Fonds national de prévention des accidents du travail et des maladies professionnelles.

Les caisses d’assurance retraite et de la santé au travail (Carsat), les caisses régionales d’assurance maladie (Cram) et caisses générales de sécurité sociale (CGSS)

Les caisses d’assurance retraite et de la santé au travail, les caisses régionales d’assurance maladie et les caisses générales de sécurité sociale disposent, pour participer à la diminution des risques professionnels dans leur région, d’un service Prévention composé d’ingénieurs-conseils et de contrôleurs de sécurité. Spécifiquement formés aux disciplines de la prévention des risques professionnels et s’appuyant sur l’expérience quotidienne de l’entreprise, ils sont en mesure de conseiller et, sous certaines conditions, de soutenir les acteurs de l’entreprise (direction, médecin du travail, CHSCT, etc.) dans la mise en œuvre des démarches et outils de prévention les mieux adaptés à chaque situation. Ils assurent la mise à disposition de tous les documents édités par l’INRS.

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L’Organisme professionnel de prévention de la branche du bâtiment et des travaux publics (OPPBTP)

L’OPPBTP est l’Organisme professionnel de prévention de la branche du bâtiment et des travaux publics. Sa mission est de conseiller, former et informer les entreprises de ce secteur à la prévention des accidents du travail et des maladies professionnelles, et à l’amélioration des conditions de travail. Grâce à son réseau de 320 collaborateurs répartis dans 18 agences en France, l’OPPBTP accompagne les chefs d’entreprise dans l’analyse des risques de leur métier, dans la réalisation du document unique, dans la mise en œuvre de leur plan de formation.

L’OPPBTP propose aux entreprises des services et des formations personnalisés répondant à leurs besoins. Il met à disposition sur son site Internet diverses publications, outils pratiques, fiches conseils pour aider les entreprises dans leur gestion de la prévention.

Machines de forageen service Sécurisation de la zone de travail

ED 6111juillet 2012

Ce document a été réalisé par l’INRS (Jean-Paul Bello),

avec la participation d’utilisateurs membres

des syndicats professionnels USG et SOFFONS,

de constructeurs de machines de forage

dont les membres de l’UFCMF, de l’OPPBTP

d’ingénieurs de CRAM/CARSAT et de l’INRS.

Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

1. Éléments mobiles de travail concernés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

2. Conduite de la machine de forage et intervention des opérateurs . . . . . . . . . . . . . 6

3. Sécurisation de la zone de travail de la machine de forage en service . . . . . . . . . 7

4. Protecteurs de la zone de travail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10 4.1. Règles générales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 4.2. Mise en œuvre du protecteur mobile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 4.3. Dispositif de verrouillage et d’interverrouillage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 4.4. Conception mécanique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 4.5. Protection du train de tiges uniquement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 4.6. Utilisation des protecteurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

5. Dispositifs de protection de la zone de travail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16 5.1. Règles générales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 5.2. Mise en œuvre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 5.3. Positionnement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

6. Mode de fonctionnement réduit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19 6.1. Sélection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 6.2. Règles de mise en œuvre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

7. Dispositifs sensibles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22 7.1. Règles générales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 7.2. Conception . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 7.3. Positionnement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 7.4. Cas des dispositifs d’arrêt à câble . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

8. Arrêt d’urgence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26 8.1. Choix et implantation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 8.2. Mise en œuvre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

9. Organes de commande des mouvements liés aux opérations de forage . . . .28 9.1. Règles générales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 9.2. Commandes à action maintenue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

10. Règles générales de choix des composants électriques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30

11. Circuit de commande hydraulique d’arrêt des mouvements dangereux . . . . . .31 11.1. Exemples de mise en œuvre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 11.2. Précautions de mise en œuvre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

12. Mise en œuvre des fonctions de sécurité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34

13. Autres recommandations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35

Pour en savoir plus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .36

5Machines de forage en service • Sécurisation de la zone de travail

es machines de forage, principalement celles utilisées lors des travaux de sondage ou de réalisation de micropieux, dans les domaines de la géotechnique ou des fondations, présentent d’importants risques de happement des vêtements ou d’une partie du corps. Ces risques sont liés, d’une part, au principal élément mobile de travail que constituent l’outil de forage et le train de tiges, et, d’autre part, aux opérations manuelles effectuées par les opérateurs.

De nombreuses machines de forage utilisées sur les chantiers, souvent anciennes, sont dépourvues ou sous-équipées en termes de moyens de protection.

Ce document répertorie les solutions techniques de prévention qui peuvent être mises en place sur les machines de forage en service dont les ajouts et retraits des tiges ou tubes de forage sont manuels. Ces mesures sont destinées à réduire les risques dus aux éléments mobiles de travail directement liés aux opérations de forage en position verticale. Les utilisateurs pourront ainsi améliorer le niveau de sécurité de leurs machines.

Champ d’application Les mesures décrites dans ce document s’appliquent principalement aux machines de forage dont les éléments mobiles de travail sont mus par l’énergie hydraulique et pour lesquelles les couples de rotation sont tels qu’ils peuvent provoquer des dommages très graves voire mortels pour les opérateurs en cas de happement. La plupart des moyens de prévention développés ci-après peuvent également s’appliquer à d’autres types de machines de forage mues par d’autres énergies (pneumatique, électrique) ou réservées à d’autres travaux. Leur application doit alors être adaptée aux spécificités rencontrées.

Cette brochure ne s’attache pas à décrire les solutions de prévention liées aux autres facteurs de risque tels que : les éléments mobiles de transmission, la mobilité de l’engin supportant la foreuse, l’énergie électrique, l’énergie hydraulique…

De même, elle ne décrit pas les solutions d’organisation du chantier, ni les obligations en termes de formation des utilisateurs, de vérifications géné-rales périodiques de l’équipement de travail ou de port des équipements de protection individuelle (EPI). Ces différents aspects de prévention sont décrits dans un manuel de sécurité sur les machines de forage publié par l’INRS [1].

Les mesures de prévention décrites dans ce document, bien qu’elles s’inspirent pour certaines prescriptions du projet de norme prNF EN 16228 [2], ne sont pas destinées à la conception des machines neuves.

6

1. Éléments mobiles de travail concernés

Les principaux éléments mobiles de travail concernés par ce document sont : le

train de tiges entraîné en rotation par la tête de forage et la tête de forage qui

se déplace en translation verticale (en position de travail) sur la glissière du mât.

Les tiges de forage sont constituées principalement de tarières hélicoïdales ou de

tiges lisses quel que soit l’outil. Il existe également des tubes lisses de différents

diamètres, qui permettent la tenue des parois de forage. Lorsque les ajouts/

retraits des tiges de forage sont effectués manuellement, elles ont un diamètre

relativement faible (< 200 mm).

Lorsque la foreuse en est équipée, les mors de serrage mécanisés (hydraulique) des

tiges de forage sont également pris en compte dans les éléments mobiles de travail.

2. Conduite de la machine de forage et intervention des opérateurs

Lorsqu’il y a nécessité d’interventions manuelles pour les opérations de forage, ces

travaux sont effectués, au minimum, en binôme constitué d’un opérateur (foreur/

sondeur) et d’un aide-opérateur.

Les mouvements liés aux opérations de forage (rotation et translation) sont

commandés par le foreur depuis un poste fixe ou un poste mobile positionné à

proximité de la zone de travail.

Les principales interventions dans la zone de travail sont nécessitées par l’ajout

ou le retrait des tiges ou tubes de forage en fonction de la profondeur à atteindre

et de la longueur unitaire des tiges utilisées.

En fonction de la technique de forage mise en œuvre, d’autres interventions

des opérateurs sont nécessaires pour effectuer des prélèvements d’échantillons,

pour introduire et retirer la sonde de mesure, pour nettoyer la zone de travail et

évacuer les sédiments.


3. Sécurisation de la zone de travail de la machine de forage en service

Les mesures techniques à mettre en œuvre sont destinées à protéger les opéra-

teurs contre le risque principal que représente l’entraînement ou le happement

d’un vêtement ou d’une partie du corps par le train de tiges. Elles consistent à :

◗ en priorité, interdire l’accès aux éléments mobiles de travail dangereux, tant

qu’ils sont en mouvement, par la mise en place de protecteurs ou dispositifs de

protection (exemples : encagement de la zone de travail, protection mécanique

limitée à la zone de l’outil…) ;

◗ à défaut, limiter le dommage en cas d’entraînement ou de happement par

la mise en place de dispositifs sensibles (exemples : plaques sensibles, volets

sensibles…).

Lorsque la protection de l’opérateur est assurée par des protecteurs ou dispositifs

de protection, les travaux de forage peuvent être effectués dans les conditions

nominales d’effort et de vitesse, sans contrainte spécifique sur la commande de

ces mouvements et sans limitation du type d’outil utilisé.

Pour les opérations nécessitant la présence d’un opérateur dans la zone de

travail (ajout/retrait d’une tige de forage) avec une nécessité de commander les

mouvements de certains éléments mobiles tels que la rotation ou la translation

verticale, la protection principale, constituée d’un protecteur ou d’un dispositif

de protection, pourra être désactivée (ouverture du protecteur ou inhibition

du dispositif de protection). Tant que la protection principale ne sera pas opé-

rationnelle, la commande des mouvements dangereux ne pourra être obtenue

que dans un « mode de fonctionnement réduit ».

Ce mode peut également être utilisé pour faciliter les manœuvres nécessaires

à l’ajout/retrait des tiges de forage lorsque la machine de forage est équipée

uniquement d’un dispositif sensible.

Même lorsque la machine de forage est équipée d’un protecteur ou d’un dis-

positif de protection, elle doit également être équipée de dispositifs sensibles

complémentaires pour couvrir les risques résiduels non couverts par la protection

principale ou également pour couvrir les risques résiduels lorsque la protection

principale est inhibée.

8

Diagramme de choix des mesures de prévention à mettre en œuvre

Le diagramme suivant présente de manière synthétique les différentes mesures à mettre en œuvre en fonction de la solution de prévention choisie.

solutions nécessaires

solutions complémentaires

Remarque

En cas de difficulté d’utilisation des protecteurs, notamment lors de travaux

de forage au pied d’ouvrages existants, une solution peut consister à dédier

une machine (sur l’ensemble d’un parc machine) à ce type de travaux, à

l’équiper uniquement de dispositifs sensibles efficaces et à mettre en œuvre

des mesures organisationnelles spécifiques.

Attention !

L’utilisation de dispositifs sensibles comme seule et unique mesure de pré-

vention des risques de happement ne peut être acceptée que dans le cas où :

◗ il est difficilement envisageable d’utiliser ou d’installer des protecteurs ou

dispositifs de protection. Parmi les dérogations, on peut citer : la mise en

cause de la stabilité ou de la structure de la machine liée à la surcharge

des protecteurs, des difficultés techniques à mettre en œuvre un mode de

fonctionnement réduit lié à la vétusté de la machine ou de son circuit de

commande électrique ou hydraulique ;

◗ les dispositifs sensibles sont correctement positionnés (voir les règles

correspondantes de ce document) ;

◗ la sollicitation du dispositif sensible à vitesse nominale de rotation des

éléments mobiles tournants (train de tiges) provoque leur arrêt en moins

d’un tour. Cette recommandation est principalement applicable sur les

machines de forage utilisant des tarières hélicoïdales ne nécessitant pas

une vitesse élevée de rotation du train de tiges (≤ 120 tr/min).

De plus, si l’outil principal utilisé pour les travaux de forage est une tarière,

il est nécessaire d’utiliser une « commande à action maintenue » pour le

mouvement de rotation du train de tiges à vitesse nominale.


En priorité,Interdire l’accès aux éléments mobiles de

travail dangereux.

À défaut,Limiter le dommage

en cas d’entraînement.

Mise en œuvre des mesures suivantes : Mise en œuvre des mesures suivantes :

Chapitre 4 Protecteurs de la zone de travail

ou

Chapitre 5 Dispositifs

de protection de la zone de travail

Chapitre 7 Dispositifs sensibles

Chapitre 6 Mode de fonctionnement réduit

Chapitre 6 Mode de fonctionnement réduitUtile pour faciliter les changements de tiges

Chapitre 7 Dispositifs sensiblesPour couvrir les risques résiduels

Chapitre 3 Sécurisation de la zone de travail

Distance d’arrêt du mouvement de rotation Inférieur à 1 tour si utilisation de tarières

Chapitre 8 Arrêt d’urgence

Chapitre 9 Organes de commande des mouvements liés aux opérations de forage

À action maintenue si utilisation de la tarière

Chapitre 10 Règles générales de choix des composantes électriques

Chapitre 11 Circuit de commande hydraulique d’arrêt des mouvements dangereux

Chapitre 12 Mise en œuvre des fonctions de sécurité

Chapitre 13 Autres recommandations

Diagramme de choix des mesures de prévention à mettre en œuvre

Le diagramme suivant présente de manière synthétique les différentes mesures à mettre en œuvre en fonction de la solution de prévention choisie.

solutions nécessaires

solutions complémentaires

10

4. Protecteurs de la zone de travail

4.1. Règles générales

Le protecteur de la zone de travail :

◗ doit être de construction robuste adaptée

aux conditions d’utilisation ;

◗ doit être situé à une distance suffisante de

la zone dangereuse ;

◗ ne doit pas créer de risques d’écrasement

ou de cisaillement avec les éléments mo-

biles de la machine ;

◗ doit être conçu et construit de manière

à offrir une bonne visibilité de la zone de

travail ;

◗ ne doit pas pouvoir être facilement esca-

moté ou rendu inopérant ;

◗ doit permettre les interventions indispen-

sables pour la mise en place et le retrait des

tiges ou tubes de forage, sans démontage

du protecteur ;

◗ doit être constitué d’une partie mobile (pro-

tecteur mobile) qui sera ouverte à chaque

intervention de l’opérateur dans la zone de

travail, complétée éventuellement d’une

partie fixe.

Figure 1. Exemple de protecteur de la zone de travail© Ecofore

Attention !

Si le protecteur de la zone de travail est un élément rapporté sur une machine

qui n’en était pas équipée lors de sa conception, une attention particulière doit

être apportée, notamment sur les foreuses de petites dimensions et de faible

tonnage, afin que cet élément supplémentaire ne surcharge pas la machine

et ne la déséquilibre pas dans toutes les phases de son exploitation telles que

forage, déplacement, chargement sur un véhicule porteur, etc.


4.2. Mise en œuvre du protecteur mobile

En « mode de service normal », lorsque le protecteur mobile est en service, sa

position fermée doit être contrôlée par un dispositif de verrouillage.

L’ouverture du protecteur mobile doit commander l’arrêt des éléments mobiles

dangereux de la machine (rotation et translation verticale du train de tiges) avant

que l’opérateur puisse les atteindre. Dans le cas contraire (exemple : inertie du train

de tiges), un dispositif d’interverrouillage doit empêcher l’ouverture du protecteur

mobile tant que les éléments mobiles ne sont pas à l’arrêt.

La remise en mouvement des éléments mobiles dangereux, dans ce mode, doit

rester impossible tant que le protecteur n’est pas fermé. Sa fermeture ne doit pas,

à elle seule, provoquer cette remise en mouvement mais seulement l’autoriser.

� Si l’opérateur a une visibilité complète de la zone couverte par le protecteur, un

contrôle automatique de l’état repos des organes de commande des éléments

mobiles dangereux peut être suffisant pour réarmer le protecteur mobile ; la

remise en route des éléments mobiles nécessite donc un réactionnement de ces

organes de commande.

� Si la visibilité, depuis le poste de commande, n’est pas suffisante, il est nécessaire

de disposer d’un organe de réarmement spécifique positionné à un endroit où

toute la zone couverte par le protecteur est visible.

Figure 2. Exemple de protecteur de la zone de travail© Socomafor

12

4.3. Dispositif de verrouillage et d’interverrouillage

Lorsqu’un dispositif de verrouillage est nécessaire, il doit comporter au moins un

interrupteur de position, difficilement neutralisable et comportant des contacts

à manœuvre positive d’ouverture. Lorsque deux interrupteurs de position sont

utilisés pour le dispositif de verrouillage, chacun d’eux doit contrôler la position

fermée du protecteur suivant deux modes opposés : un par actionnement, l’autre

par relâchement.

Lorsqu’un dispositif d’interverrouillage est nécessaire, il doit être associé à un

contrôle d’arrêt des mouvements dangereux ou à une temporisation, correc-

tement calibrée par rapport au temps maximal d’arrêt des éléments mobiles et

rendue indéréglable.

Dans tous les cas, les capteurs utilisés doivent être correctement positionnés ou

protégés contre les risques mécaniques (chocs). Ils ne doivent pas servir de butée

à la fermeture du protecteur ni servir de dispositif de maintien en position fermée

du protecteur (cas des interrupteurs à clé). De même, le montage du capteur et de

son actionneur (exemple : interrupteur + clé) doit tenir compte du jeu admissible

dans les manœuvres et des angles d’ouverture et de fermeture du protecteur.

Les capteurs utilisés doivent également respecter les contraintes définies dans le

chapitre « Règles générales de choix des composants électriques » de ce document.

Un dispositif de maintien en position fermée du

protecteur, rapide et efficace est nécessaire pour

éviter toute ouverture intempestive du protecteur

qui provoquerait un arrêt des mouvements.

Figure 3. Exemple de protecteur de la zone de travail© EMCI


4.4. Conception mécanique

D’une manière générale, la conception mécanique du protecteur doit prendre

en compte les prescriptions techniques de la norme NF EN 953 [3] et certaines

prescriptions de la norme NF EN 13857 [4] pour déterminer ses dimensions et

son éloignement par rapport aux éléments dangereux. Ces caractéristiques sont

disponibles dans la brochure INRS Sécurité des équipements de travail [5].

Afin de ne pas trop pénaliser l’utilisation de protecteurs sur les machines de

forage, le projet de norme prNF EN 16228-2 [6] permet des hauteurs minimales

de la protection, moins contraignantes que celles généralement requises. Elles ne

pourront être appliquées qu’après une analyse des risques spécifiques.

Ces hauteurs sont les suivantes :

◗ la partie supérieure du protecteur doit être au minimum à 1 600 mm du sol pour

couvrir les accès involontaires directs de l’opérateur. Une distance supérieure

peut être requise pour couvrir des risques significatifs liés à la présence néces-

saire d’un opérateur ou d’un tiers à proximité de la zone dangereuse pendant

la phase de forage ;

◗ la partie inférieure du protecteur doit être au maximum à 500 mm du sol en

l’absence de frein de tige ou guide tige et au maximum à 200 mm au-dessus du

frein de tige ou guide tige de pied de flèche. Des valeurs inférieures peuvent

être requises pour couvrir des risques significatifs liés à la présence nécessaire

d’un opérateur ou d’un tiers à proximité de la zone dangereuse pendant la

phase de forage.

La conception et les dimensions du protecteur doivent prendre en compte un

certain nombre de critères dépendant :

◗ des éléments mobiles de travail à couvrir :

• train de tiges,

• tête de forage,

• etc. ;

◗ de la configuration de la machine de forage :

• dimensions de la tête de forage,

• présence de flexibles hydrauliques,

• équipements présents tels que frein de tige,

• position des stabilisateurs,

• etc. ;

14

◗ des contraintes spécifiques liées aux opérations de forage :

• sondage, fondations,

• introduction de sonde de mesure, prélèvements,

• injection (boues, béton),

• forage à proximité d’obstacles (encombrement, accessibilité),

• nécessité de visualiser le train de tiges ou les points de jonction entre les tiges,

• etc.

Attention !

Dans le cas où des risques résiduels subsistent, ils doivent être pris en compte

par des mesures organisationnelles appropriées.

4.5. Protection du train de tiges uniquement

Lorsque la configuration de la machine le permet (longueur du mât suffisante,

longueur des tiges de forage adaptée) et afin de minimiser l’encombrement du

protecteur, une solution consiste à couvrir uniquement les accès au train de tiges.

Cette solution peut être matérialisée par exemple sous forme d’un protecteur

mobile (« mini-cage ») ou d’un protecteur à soufflet.

La mise en œuvre de ces solutions nécessite, en plus des règles précédentes :

◗ de limiter la course utile de la glissière par la mise en place d’une butée mé-

canique correctement dimensionnée ;

◗ d’utiliser un manchon (raccord d’usure) de longueur suffisante pour compenser

la limitation de course ;

◗ d’utiliser, le cas échéant, des tiges ou tubes de forage de longueur réduite afin

d’optimiser l’ergonomie du poste de

travail.

Pour ces deux cas de figure, les dimen-

sions intérieures de la protection doivent

être adaptées au diamètre maximum

des outils utilisés et tenir compte d’un

espace minimal fonctionnel entre le pro-

tecteur et l’outil.

Figure 4. Exemple de protection du train de tige au moyen d’une « mini-cage »© Socomafor


4.6. Utilisation des protecteurs

Compte tenu d’une certaine nouveauté dans l’usage des

protecteurs, leur utilisation peut apparaître contraignante

et/ou générer des pratiques anti-ergonomiques notamment

liées à la mauvaise visibilité du train de tiges. Une adapta-

tion et de nouvelles pratiques doivent être mises en œuvre,

notamment lors du positionnement du point de jonction

pour l’ajout et le retrait des tiges de forage. À titre d’exemple,

un repérage peut être effectué sur le mât, correspondant à

la position de la tête lorsque le plan de joint se trouve au

niveau des mors.

Cas de la « mini-cage »

La « mini-cage » est un protecteur mécanique classique adapté à la dimension

de l’outil.

Les risques potentiels dus à la translation verticale de la tête de forage sont

quasiment nuls compte tenu de la limitation de descente de la tête par la

butée. Attention néanmoins à maintenir un espace suffisant, conforme à la

norme NF EN 349 [7], entre le dessous de la tête et le dessus du protecteur

pour ne pas créer de risques d’écrasement ou de cisaillement.

Le cas échéant, les risques résiduels doivent être pris en compte.

Cette protection est adaptée pour les machines de forage de taille moyenne

possédant une longueur utile de mât largement supérieure à la dimension

des outils utilisés.

Cas du soufflet

La limitation de course liée à l’usage d’un soufflet est proportionnelle à la

hauteur du soufflet en position déployé (environ 20 %).

Pour les opérations d’ajout et de retrait des outils, l’escamotage du soufflet

peut être fait manuellement pour les petites machines mais nécessite d’être

mécanisé, motorisé, dès que les opérations d’ouverture/fermeture ne sont

plus ergonomiques pour l’opérateur.

Figure 5. Exemple de protection du train de tige au moyen d’un soufflet© Socomafor

16

5. Dispositifs de protection de la zone de travail

Il n’existe pas, à ce jour, de dispositif de détection spécifiquement développé ou

adapté pour assurer la protection des opérateurs de machines de forage.

Les règles suivantes sont établies pour permettre, le cas échéant, d’implanter

un dispositif de détection du commerce. Ses caractéristiques fonctionnelles

doivent répondre aux besoins définis par l’utilisateur pour couvrir les risques dus

aux éléments mobiles de travail liés aux opérations de forage et également aux

règles définies ci-dessous.


Ces dispositifs ne sont utilisables que si les mouvements dangereux peuvent être

arrêtés rapidement. Ils ne couvrent pas les risques éventuels de projection. Ils

peuvent mettre en œuvre différentes technologies de détection, opto-électronique

(barrière immatérielle, laser-scanner), sensibilité à la pression, vision numérique,

ondes radioélectriques, etc. Les zones de détection peuvent être matérialisées

par des plans, des volumes, être fixes ou paramétrables, etc. La brochure INRS

Sécurité des équipements de travail [5] donne des précisions sur le choix et la mise

en œuvre de ces différentes technologies.

Avant de choisir un dispositif de protection, il est nécessaire de s’assurer que ses

capacités de détection des personnes exposées à un risque sont compatibles

avec les travaux à réaliser (analyse précise de l’activité, de la zone à protéger, du

déplacement des opérateurs, etc.).

Le dispositif de protection de la zone de travail :

◗ doit être de construction robuste adaptée aux conditions d’utilisation, ou

convenablement protégé ;

◗ doit être adapté aux conditions environnementales et climatiques (tem-

pérature, luminosité, humidité, brouillard, etc.) propres à un chantier de

forage ;

◗ doit être implanté à une distance telle de la zone dangereuse que le temps d’arrêt

des éléments mobiles soit toujours inférieur au temps d’accès de l’opérateur à

la zone dangereuse ;

◗ ne doit pas pouvoir être facilement escamoté ou rendu inopérant ;

◗ doit permettre les mouvements des éléments mobiles (tête de forage, flexibles

hydrauliques…) sans provoquer d’arrêts intempestifs ;


◗ ne doit pas générer d’arrêts intempestifs dus aux projections ou salissures qui

peuvent être générées lors des opérations de forage. Il doit être insensible ou

protégé efficacement contre de telles perturbations ;

◗ doit être apte à assurer la fonction de sécurité pour laquelle il est destiné. Il doit

être sûr. La défaillance d’un de ces composants ne doit pas compromettre sa

fonction de protection. Il doit, au minimum, pouvoir être autocontrôlé réguliè-

rement, par exemple en utilisant une architecture minimum de catégorie 2 selon

la norme NF EN ISO 13849-1 [8].

5.2. Mise en œuvre

En « mode de service normal », lorsque le dispositif de protection est actif, il ne doit

pas être possible d’atteindre la zone dangereuse sans le solliciter (franchissement,

occultation, détection…). Le cas échéant, la protection peut être complétée par

des protecteurs matériels fixes ou mobiles.

La sollicitation du dispositif de protection doit commander l’arrêt des mouvements

dangereux de la machine (rotation et translation verticale du train de tiges) avant

que l’opérateur ne puisse les atteindre. Leur remise en mouvement, dans ce mode,

doit rester impossible tant que le dispositif est sollicité. La libération de la zone

de détection du dispositif de protection ne doit pas, à elle seule, provoquer une

remise en mouvement des éléments mobiles dangereux mais seulement autoriser

leur redémarrage.

� Si l’opérateur a une visibilité complète de la zone couverte par le dispositif de

protection, un contrôle automatique de l’état repos des organes de commande

des éléments mobiles dangereux peut être suffisant pour réarmer le dispositif

de protection ; la remise en route des éléments mobiles nécessite donc un réac-

tionnement de ces organes de commande.

� Si la visibilité depuis le poste de commande n’est pas suffisante, il est nécessaire

de disposer d’un organe de réarmement spécifique positionné à un endroit où

toute la zone couverte par le dispositif de protection est visible. La remise en

route des éléments mobiles nécessite ensuite un réactionnement des organes

de commande.

Ces principes doivent être impérativement appliqués, dans le cas d’une détec-

tion sur un plan vertical, où l’opérateur a la possibilité de se positionner entre le

dispositif de détection et l’élément mobile dangereux.

Lorsque le dispositif de protection est inhibé (exemple : pendant la phase d’ajout

et de retrait d’une tige), une signalisation adaptée au poste de travail doit être

activée (exemple : voyant clignotant, gyrophare).

18

5.3. Positionnement

En fonction de la technologie utilisée (détection de passage ou de présence

d’un objet ou d’une personne, détection d’un badge porté par l’opérateur…),

l’implantation du dispositif de détection et/ou du badge doit tenir compte de

ses caractéristiques (champs de détection, sensibilité, temps de réponse…) et

des préconisations et/ou recommandations de son fabricant.

Une distance de sécurité « S » doit être respectée entre le point, l’axe, le plan ou

la zone de détection et la zone dangereuse, afin d’adapter le temps d’accès au

temps d’arrêt de l’élément mobile dangereux. Pour le calcul de cette distance, il

y a lieu de se référer à la norme NF EN ISO 13855 [9].

Zone dangereuse

Pour le mouvement de rotation du train de tiges, la zone dangereuse est définie

par un cylindre de diamètre extérieur correspondant à la taille maximale de

l’outil pouvant être utilisé sur la machine. Pour le mouvement de translation

vertical de la tête de forage, la zone dangereuse est définie par les dimensions

de la tête et de ces accessoires éventuels.

Temps d’arrêt de l’élément mobile dangereux

Compte tenu des courbes d’arrêt obtenues sur des machines en service et

principalement celles concernant le mouvement de rotation du train de tiges,

la valeur à considérer n’est pas obligatoirement le temps pour parvenir à un

arrêt total (vitesse de rotation nulle) mais peut être limitée au temps pour

parvenir à une vitesse en dessous de laquelle le phénomène dangereux peut

être considéré comme supprimé. Cette vitesse ne doit toutefois pas excéder

3 tr/min.


6. Mode de fonctionnement réduit

Rappel

Ce mode de fonctionnement « réduit » est destiné à autoriser, sous certaines

conditions, les mouvements de rotation et de translation verticale du train

de tiges lorsque la protection principale assurée par un protecteur ou un

dispositif de protection est désactivée.

Il peut également être utilisé pour faciliter les manœuvres nécessaires à l’ajout

et le retrait des tiges de forage lorsque la machine de forage est équipée

uniquement d’un dispositif sensible.

6.1. Sélection

Ce mode de fonctionnement peut être sélectionné soit manuellement via un

commutateur, soit automatiquement lorsque la machine de forage est équipée

d’un moyen de protection. Suivant le cas, les préconisations suivantes doivent

s’appliquer.

Sélection manuelle par le commutateur

� La commutation du mode de service normal vers le mode réduit, en l’absence

de commandes de mouvements (organes de commande au repos), met en

service le mode réduit.

� La commutation du mode de service normal vers le mode réduit, en cours de

commandes de mouvements, provoque l’arrêt des mouvements de rotation et

de translation du train de tiges et rend inopérantes les commandes de marche

normale. La mise en service du mode réduit nécessite un relâchement des

commandes.

� L’ouverture du protecteur ou la sollicitation du dispositif de protection, posté-

rieurement à la mise en service du mode réduit, ne provoque pas un nouvel arrêt

des mouvements du train de tiges.

� La commutation du mode réduit vers le mode de service normal, en l’absence

de commandes de mouvements, et la fermeture du protecteur ou la libération

du dispositif de protection mettent en service le mode de service normal.

� La commutation du mode réduit vers le mode de service normal, en cours de

mouvement, provoque l’arrêt des mouvements en mode réduit quel que soit

l’état de la protection (ouvert/fermé, sollicité/libre) et rend inopérantes les

commandes de marche réduite. La mise en service du mode normal nécessite

la fermeture du protecteur ou la libération du dispositif de protection et un

relâchement des commandes.

20

� Après un changement de mode, un mouvement ne peut être obtenu qu’après

un nouvel actionnement des commandes (passage préalable au point neutre

ou point mort).

Sélection automatique par les manœuvres du protecteur

� L’ouverture du protecteur, en mode de service normal et en l’absence de com-

mandes de mouvements, met en service le mode réduit.

� L’ouverture du protecteur, en mode de service normal et en cours de

commandes de mouvements, provoque l’arrêt des mouvements de rotation et

de translation du train de tiges et rend inopérantes les commandes de marche

normale. La mise en service du mode réduit nécessite un relâchement des

commandes.

� La fermeture du protecteur, en mode réduit et en l’absence de commandes de

mouvements, met en service le mode normal.

� La fermeture du protecteur, en mode réduit et en cours de commandes de

mouvements, n’autorise pas le passage en mode normal. Ce dernier nécessite

un relâchement des commandes.

� Après un changement de mode, un mouvement ne peut être obtenu qu’après

un nouvel actionnement des commandes (passage préalable au point neutre

ou point mort).

Attention !

D’une manière générale, la mise en service automatique du mode réduit n’est

pas recommandée lorsque la protection est assurée par un dispositif de pro-

tection immatériel. Il est en effet difficile d’apprécier dans ce cas si l’activation

ou la désactivation du dispositif de détection est volontaire ou intempestive.

Le cas échéant, une analyse particulière tenant compte des spécificités du

dispositif de détection (plan, volume…) et de l’utilisation de la machine sera

nécessaire pour autoriser cette mise en service.


6.2. Règles de mise en œuvre

En mode réduit :

◗ les mouvements de rotation (horaire et antihoraire) du train de tiges ne

peuvent être obtenus que par une action maintenue sur les organes de

commande ;

◗ la vitesse de rotation du train de tiges doit être automatiquement limitée à une

valeur maximale de 30 tr/min. Cette valeur maximale ne doit pas pouvoir être

modifiée par l’opérateur. Cette limitation doit être garantie quelles que soient

les conditions de fonctionnement de la machine de forage (régime moteur,

pression ou débit hydraulique, réducteur mécanique, etc.) ;

◗ les mouvements de translation verticale (descente et montée) du train de tiges

ne peuvent être obtenus que par une action maintenue sur les organes de

commande ;

◗ une signalisation adéquate doit avertir l’opérateur que la protection principale

n’est plus active, principalement lorsqu’elle est assurée par un dispositif de

protection immatériel.

Remarque

Lors du retrait complet du train de tiges ou des opérations d’introduction et

de retrait des sondes de mesures, l’opérateur doit intervenir fréquemment

dans la zone de l’outil. Lors de ces interventions, seule la commande de

translation verticale du train de tiges est nécessaire. Afin d’éviter de nom-

breuses manœuvres d’ouverture et de fermeture du protecteur qui seraient

contraignantes, il est souhaitable que ces opérations puissent s’effectuer en

mode réduit. Compte tenu des retours d’expériences, aucun risque significatif

n’a été identifié pour ce mouvement de translation. Il est donc possible de

conserver la vitesse nominale du mouvement de translation en mode réduit

pour les machines de forage travaillant verticalement.

22

7. Dispositifs sensibles

Les dispositifs sensibles ne remplacent pas des protecteurs ou dispositifs de

protection mais sont utilisés pour réduire les risques au maximum lorsque ces

derniers ne sont pas utilisables.


Rappel : extrait de la norme NF EN 791 [10]

« 5.4.2.2. Dispositif de sécurité pour arrêt de la rotation et de l’avance

Les appareils de forage équipés d’une glissière où il y a un risque que le

personnel soit attrapé et blessé par la partie tournante doivent être équipés

de dispositifs sensibles complémentaires pouvant facilement être atteints

par le personnel et situés à proximité immédiate du train de tiges tournant.

Les dispositifs sensibles doivent être installés et équipés de telle sorte qu’ils

soient automatiquement actionnés en cas d’urgence par le corps ou une

partie du corps sans délai ou difficulté. »

La sollicitation d’un dispositif sensible doit conduire à l’arrêt des mouvements

dangereux de la zone de forage (rotation et translation verticale de la tête de

forage), et peut également, selon l’estimation des risques, agir sur d’autres mou-

vements potentiellement dangereux de cette zone tels que la fermeture des

mors de serrage.

Lorsqu’il est sollicité, le dispositif sensible (partie mécanique ou bloc de contact)

doit posséder un dispositif de verrouillage (réarmement) mécanique ou être asso-

cié à un bouton-poussoir de réarmement indépendant. Les mouvements de la

foreuse ne peuvent être autorisés qu’après arrêt de la sollicitation du dispositif sen-

sible, réarmement par une action manuelle

de l’opérateur et nouvel actionnement de

l’organe de commande des mouvements.

Les dispositifs sensibles, du fait qu’ils sont

sollicités peu fréquemment, doivent faire

l’objet d’essais périodiques afin de tester

leur efficacité (au minimum à chaque prise

de poste).

Figure 6. Exemple de dispositifs sensibles constitués de plaques sensibles© EMCI


7.2. Conception

Les dispositifs sensibles peuvent être constitués de composants industriels du

commerce (bords, barres ou pare-chocs sensibles ; bouton-poussoir de type

coup de poing ou champignon ; câbles d’arrêt, etc.) ou d’assemblages artisanaux

(plaques ou volets sensibles, etc.). Dans tous les cas, ces composants doivent être

aptes à assurer leur fonction dans les conditions environnementales d’un chantier

de forage (voir chapitre 10).

Lors de l’utilisation de dispositifs sensibles de fabrication non industrielle, il

faut s’assurer de plusieurs points essentiels :

◗ le dispositif sensible doit être conçu de sorte qu’un effort minimum soit nécessaire

pour l’activer afin de ne pas créer d’arrêts intempestifs dus à une trop grande

sensibilité. De même, un effort maximum de 100 N appliqué en n’importe quel

point du dispositif sensible doit être suffisant pour activer la fonction d’arrêt ;

◗ la liaison mécanique entre l’actionneur et le bloc de contact électrique doit agir

de manière positive ;

◗ par conception, toute défaillance mécanique ne doit pas entraîner une réduction

du niveau de sécurité ;

◗ le bloc de contact électrique ne doit pas servir de butée au dispositif sensible. Il

faut donc prévoir une butée mécanique pour limiter l’actionnement du dispositif ;

◗ les contacts électriques utilisés doivent être à manœuvre positive d’ouverture.

Figure 7. Exemple de dispositifs sensibles constitués de boutons-poussoirs de type coup de poing ou champignon© Ecofore

24

7.3. Positionnement

Afin d’améliorer l’efficacité des dispositifs sensibles équipant les machines en

service, ils doivent être positionnés en suivant les prescriptions suivantes :

◗ il doit y avoir un dispositif situé de chaque côté de l’axe de forage ;

◗ chaque dispositif doit comporter au minimum une surface d’actionnement de

240 mm de hauteur x 80 mm de largeur (en une ou plusieurs parties, cas de

l’utilisation de boutons-poussoirs) située dans une zone comprise entre 700 et

1 200 mm du sol de référence de la machine ;

◗ les dispositifs sensibles ne doivent pas créer de risques supplémentaires de par

leur forme ou leur positionnement sur la machine ;

◗ les dispositifs sensibles ne doivent pas gêner plus que nécessaire les opérations

normales d’ajout et de retrait des tiges ou tubes de forage.

Le positionnement par rapport à l’axe de

forage ou par rapport au diamètre extérieur

de l’outil n’est pas clairement défini, car le

positionnement idéal n’est pas toujours com-

patible, pour les machines en service, avec le

mouvement de descente de la tête de forage.

Toutefois, pour un diamètre du train de tiges

D ≤ 200 mm, les dispositifs sensibles doivent

être positionnés de sorte que leur partie

active se situe à R ≤ 400 mm de l’axe de

forage, dans un plan vertical le plus proche

possible de l’axe de forage.

7.4. Cas des dispositifs d’arrêt à câble

Lorsque des câbles sont utilisés comme dispositifs sensibles, il est nécessaire,

afin d’assurer le meilleur positionnement et la meilleure efficacité possible, de

prendre en compte :

◗ l a force à appliquer et la flèche nécessaire pour générer l’ordre d’arrêt (fonction

de la longueur du câble et de sa tension) ;

◗ la distance minimale entre le câble et l’objet le plus proche afin de s’assurer

que quelles que soient la position ou la direction d’actionnement du câble,

Niveau du sol

≥ 0,24 m

1,2 m

0,7 m

Mât

D

R R

Axe

de

forage

Figure 8. Positionnement du dispositif sensible


le dispositif sensible puisse être actionné et

cela, sans risque supplémentaire pour l’opé-

rateur ;

◗ la position des supports du câble afin de ne

pas créer de risque supplémentaire ;

◗ la visibilité des câbles pour les opérateurs.

Pour déterminer le positionnement optimal

des câbles en fonction de la géométrie de la

foreuse, il est nécessaire de trouver un com-

promis entre leur accessibilité, leur possibilité

de manœuvre, la non-mise en danger de l’opé-

rateur lors de leur actionnement et l’absence

de gêne lors des opérations habituelles de

conduite de la foreuse pouvant être causée

par les câbles ou leurs supports.

La rupture, la détente ou le décrochement du

câble doivent provoquer les mêmes effets que

son actionnement en fonctionnement normal.

Le dispositif de réarmement manuel du dis-

positif sensible à câble doit être facilement

accessible sans accessoire (échelle) ni nécessité

de monter sur un élément de la machine. En

règle générale, les appareillages de commande

doivent être situés entre 0,4 m et 2 m au-dessus

du plancher de service.

Figure 9. Exemple de dispositifs sensibles constitués de câbles d’arrêt© Apageo

Attention !

◗ Sur certaines machines de forage, une confusion peut régner entre la fonction

des dispositifs d’arrêt d’urgence et la fonction des dispositifs sensibles, cités

dans la norme NF EN 791, lorsque ces derniers sont constitués de boutons-

poussoirs de type coup de poing ou champignon (identiques à des organes

d’arrêt d’urgence).

◗ L’opérateur ne doit pas avoir à réfléchir, lorsqu’il actionne un arrêt d’urgence,

sur les conséquences de son acte.

◗ Lorsqu’il y a risque de confusion entre un dispositif sensible composé de

boutons-poussoirs de type coup de poing ou champignon et un dispositif

d’arrêt d’urgence, le dispositif sensible devra agir sur les mêmes éléments

mobiles que l’arrêt d’urgence et dans les mêmes conditions.

26

8. Arrêt d’urgence

Les dispositifs d’arrêt d’urgence ne doivent pas être utilisés comme substitut à

des moyens de protection mais utilisés en complément de ceux-ci.

8.1. Choix et implantation

Chaque machine doit être munie d’un nombre suffisant de dispositifs d’arrêt

d’urgence facilement accessibles et clairement identifiables.

Au minimum, chaque pupitre de commande des mouvements liés aux opérations

de forage doit être équipé d’un bouton-poussoir d’arrêt d’urgence du type coup

de poing ou champignon. Ce bouton-poussoir doit être de couleur rouge et, si

un fond existe, il doit être de couleur jaune.

Lorsqu’une télécommande est utilisée pour le déplacement de la machine de

forage, elle doit également disposer d’un dispositif d’arrêt d’urgence. Si un interver-

rouillage existe entre les fonctions de déplacement et les fonctions de commande

des mouvements liés aux opérations de forage, alors ce dispositif d’arrêt d’urgence

peut agir uniquement sur les fonctions de déplacement.

D’autres dispositifs d’arrêt d’urgence équipés d’actionneur de même nature (bou-

ton-poussoir du type coup de poing) ou de type différent peuvent être placés à

d’autres endroits stratégiques déterminés par l’appréciation du risque (autres faces

de la machine depuis lesquelles la zone de travail est visible, zone de travail…).

Ces dispositifs doivent être positionnés de façon à être aisément accessibles,

manœuvrables sans mettre en danger les opérateurs et ne pas faire obstacle aux

opérations habituelles d’utilisation de la machine.

Figure 10. Exemple d’arrêt d’urgence au poste de commande© EMCI


8.2. Mise en œuvre

Les dispositifs d’arrêt d’urgence doivent fonctionner suivant le principe de l’action

d’ouverture directe avec un accrochage mécanique. Les contacts électriques utilisés

doivent être à manœuvre positive d’ouverture.

Les arrêts d’urgence, situés au poste de commande principal, doivent agir sur tous

les mouvements dangereux de la machine de forage, y compris les mouvements

de déplacement de cette machine, le moteur thermique ou les mouvements-

actions des accessoires liés à la machine de forage tels que la pompe d’injection

des boues, etc.

La fonction arrêt d’urgence doit être opérationnelle en permanence et prioritaire

sur toutes les fonctions de marche sans altérer les éventuels moyens conçus pour

libérer des personnes. De même, il peut être nécessaire d’assurer la continuité du

fonctionnement de certains équipements auxiliaires.

Le déverrouillage du dispositif d’arrêt d’urgence ne doit pas commander à lui seul

le redémarrage de la machine et des mouvements dangereux mais seulement

les autoriser.

Si des dispositifs d’arrêt d’urgence peuvent être déconnectés (exemple : cas d’arrêt

d’urgence rapporté sur une foreuse montée en bout du bras télescopique d’une

pelle), il ne doit pas y avoir de confusion possible entre les appareils de commande

actifs et inactifs. Il est préférable que la machine ne puisse pas fonctionner si tous

les appareils d’urgence ne sont pas raccordés et actifs.

Les dispositifs d’arrêt d’urgence, du fait qu’ils sont sollicités peu fréquemment,

doivent faire l’objet d’essais périodiques afin de tester leur efficacité (au minimum

à chaque prise de poste).

Figure 11. Exemple d’arrêt d’urgence sur la face arrière d’une grosse machine de forage© TEC

28

9. Organes de commande des mouvements liés aux opérations de forage

Sur la plupart des machines de forage en service, les organes de commande des

mouvements sont des manettes agissant mécaniquement sur des distributeurs

hydrauliques. Différents types de manettes sont utilisés pour piloter les mouve-

ments liés aux opérations de forage :

◗ des manettes à action maintenue sans indexage ;

◗ des manettes à action maintenue avec indexage mécanique (crantage) ;

◗ des manettes à action maintenue avec indexage électrique (automaintien) ;

◗ etc.

Figure 12. Pupitre de commande© TEC

Figure 13. Exemple de barre de protection contre les actionnements accidentels des organes de commande© TEC



Les organes de commande doivent être identifiés sans ambiguïté et de façon

durable. Ils doivent être conçus de manière à ce que leurs mouvements soient

cohérents avec les effets commandés.

Les pupitres de commande doivent être conçus ou équipés d’un système de

protection complémentaire contre les actionnements accidentels afin d’éviter

toute commande involontaire des mouvements dangereux. Ce système peut être

matérialisé par exemple par une barre.

Quel que soit le type de manettes utilisé pour la commande des mouvements

liés aux opérations de forage, après un arrêt des mouvements dû à la sollicitation

d’un moyen de protection (protecteur, dispositif sensible, arrêt d’urgence, etc.),

un retour au neutre des manettes de commande est nécessaire préalablement à

l’obtention d’un nouvel ordre de commande. Cette fonction doit être obtenue via

un contrôle automatique (électrique ou autre) de la position repos des manettes

de commande.

9.2. Commandes à action maintenue

Lorsqu’une commande à action maintenue est requise (mode de fonctionnement

réduit, machine équipée uniquement de dispositifs sensibles et utilisant des

tarières), que les organes de commande existant sur la machine ne permettent

pas de garantir cette fonction (cas des manettes avec crantage mécanique) et qu’il

n’est pas envisageable de les remplacer, une solution peut consister à mettre en

place un organe de commande à action maintenue complémentaire, sous forme

d’un bouton-poussoir ou autre, permettant d’assurer cette fonction. Un seul organe

de validation de l’action maintenue peut être utilisé pour les deux mouvements

de rotation et de translation.

Si deux jeux de manettes sont disponibles pour assurer la même fonction (un à

action maintenue et un avec blocage), seules les manettes à action maintenue

doivent être opérationnelles dans les phases ou les modes nécessitant une com-

mande à action maintenue.

30

10. Règles générales de choix des composants électriques

Les composants utilisés pour assurer des fonctions de sécurité (arrêts d’urgence,

interrupteurs de position, dispositifs de sécurité, etc.) doivent pouvoir fonction-

ner correctement dans les conditions de fonctionnement et d’environnement

prévisibles.

Cela implique la prise en compte des effets dus :

◗ aux vibrations ;

◗ aux chocs ;

◗ à la poussière ;

◗ aux conditions atmosphériques (température, humidité) ;

◗ aux conditions d’entretien (nettoyage au jet…) ;

◗ à l’utilisation éventuelle de produits corrosifs ;

◗ au nombre de manœuvres admissibles (cas des interrupteurs de position des

protecteurs mobiles) ;

◗ etc.

Un indice IP67 est recommandé pour les composants électriques assurant des

fonctions de sécurité.

Lorsqu’ils ne sont pas protégés efficacement contre les chocs, les enveloppes des

composants doivent avoir un indice élevé de résistance aux chocs tels que IK 8 ou 9

(privilégier les enveloppes métalliques).


11. Circuit de commande hydraulique d’arrêt des mouvements dangereux

Attention !

En cas de sollicitation d’un moyen de protection (protecteur, dispositif sensible,

etc.), l’arrêt des mouvements dangereux ne doit pas être obtenu uniquement

par l’arrêt du moteur thermique de la machine de forage.

Des composants hydrauliques spécifiques (distributeurs, clapets, etc.) agissant au

plus près des actionneurs de commande des mouvements dangereux (principa-

lement la rotation du train de tiges) doivent permettre d’obtenir un arrêt le plus

rapide possible des éléments mobiles dangereux indépendamment de la position

de leurs organes de commande (crantage mécanique, action maintenue, etc.).

Différentes techniques peuvent être mises en œuvre en fonction de la conception

du circuit hydraulique d’origine.

11.1. Exemples de mise en œuvre

Attention !

Aucun des schémas ci-après n’est censé représenter un circuit complet ; il

s’agit de schémas de principe destinés à illustrer les éléments mentionnés

dans le texte.

Moteurthermique

3

5

4

1

2

Figure 14. Schéma de principe d’origine

32

À titre d’exemple, la figure 14 (page précédente) présente un schéma hydraulique

de principe de la commande du mouvement de rotation du train de tiges. Ce

schéma simplifié comprend les éléments suivants :

1. une pompe hydraulique à cylindrée fixe entraînée en rotation par le moteur

thermique de la machine de forage ;

2. un limiteur de pression calibré en fonction des caractéristiques du circuit et

des composants hydrauliques. Il est souvent placé à proximité du distributeur ;

3. un circuit de filtration de l’huile hydraulique ;

4. un moteur hydraulique à deux sens de rotation pour l’entraînement du train

de tiges ;

5. un distributeur hydraulique de commande manuelle de la rotation.

Sur la figure 14, aucun composant hydraulique spécifique n’est prévu pour arrêter

le plus rapidement possible le mouvement de rotation du train de tiges.

Différentes solutions d’amélioration peuvent êtres mises en œuvre en ajoutant

des composants spécifiques présentés sur la figure 15 :

6. une dérivation simple du débit de la pompe vers le réservoir ;

7. une interruption et une dérivation du débit en amont de l’organe de commande ;

8. une interruption du débit en aval de l’organe de commande.

En fonction des caractéristiques du circuit existant, une seule de ces solutions, au

choix, pourra être mise en œuvre.

La mise en œuvre d’un circuit de dérivation seul (composant 6) nécessite de

s’assurer qu’en toutes circonstances le débit et la pression résiduels dans le circuit

de commande du mouvement ne sont pas suffisants pour maintenir une vitesse

et un couple potentiellement dangereux. Cela peut être notamment le cas à

cause d’une perte de charge trop importante dans le circuit de dérivation liée

par exemple au dimensionnement insuffisant des composants, au colmatage du

3

5

4

1

2

8

6

7

Figure 15. Schéma de principe regroupant plusieurs solutions


filtre ou à la température trop basse de l’huile.

La mise en œuvre d’un circuit d’arrêt seul (composant 8) ne peut être envisagée

que s’il existe un limiteur de pression correctement calibré situé entre la pompe

et ce composant d’arrêt permettant d’encaisser la surpression (coup de bélier)

engendrée dans la pompe et d’éviter la détérioration de cette dernière.

La mise en œuvre du composant 7, combinant les effets de déviation du débit

de la pompe vers le réservoir et d’arrêt du débit dans le moteur hydraulique,

permet de s’affranchir des différentes contraintes à condition de s’assurer, lors de

la commutation de ce composant, qu’une chronologie est bien respectée pour

commander d’abord la dérivation puis l’arrêt.

Dans un autre exemple, illustré par la figure 16, l’énergie hydraulique est obtenue à

partir d’une pompe à cylindrée variable (10) avec son circuit de pilotage (11), qui

régulera automatiquement le débit et la pression en cas de surcharge hydraulique.

Dans ce cas, il est possible d’interrompre brutalement, via le composant 12, le

circuit d’alimentation du moteur de rotation.

11.2. Précautions de mise en œuvre

Lors de l’intégration de ces différentes solutions, une attention particulière doit

être portée au choix et à la mise en œuvre des composants hydrauliques ajoutés.

Il faut noter l’importance des paramètres tels que :

◗ la qualité et le dimensionnement des composants hydrauliques ;

◗ la qualité du fluide et de sa filtration ;

◗ la variation de la température du fluide sur la stabilité des caractéristiques de

fonctionnement ;

◗ la présence éventuelle de coup de bélier dans les circuits ;

◗ etc.

5

4

310

11

12

Figure 16. Schéma de principe utilisant une pompe à cylindrée variable

34

12. Mise en œuvre des fonctions de sécurité

Les parties du circuit de commande, électriques, hydrauliques ou autres, partici-

pant aux fonctions d’arrêt des éléments mobiles de travail doivent être réalisées

en prenant en compte les préconisations suivantes :

◗ l’arrêt des éléments mobiles de travail commandé par la sollicitation des moyens

de protection (protecteurs, dispositifs de protection, etc.) doit avoir priorité sur

les ordres de mise en marche de ces éléments mobiles ;

◗ l’arrêt des éléments mobiles de travail doit être obtenu par coupure d’énergie

de tous les éléments constitutifs de la chaîne d’arrêt ;

◗ des mesures appropriées doivent être prises pour minimiser la probabilité

d’apparition de situations dangereuses (non-arrêt, démarrage intempestifs, etc.)

en cas de défaillance d’un élément constitutif de la chaîne d’arrêt. Ces mesures

peuvent comprendre, dans la mesure de ce qui est techniquement possible et

de façon non limitative :

• l’utilisation de principes et composants éprouvés,

• la redondance partielle ou complète ou la diversité,

• la mise en œuvre d’essais fonctionnels pour vérifier que les mesures de sécurité

fonctionnent correctement, soit automatiquement (autocontrôle), soit manuel-

lement par des essais à intervalles prédéterminés (exemple : quotidiennement).

De même, afin d’obtenir des performances d’arrêt compatibles avec les objectifs

fixés, il est important de choisir des composants (électriques ou hydrauliques) avec

des temps de commutation les plus courts possible, de minimiser leur nombre

et de les faire agir au plus près des actionneurs. En effet, des mesures précises

de performances d’arrêt effectuées sur plusieurs types de machines de forage

ont montré qu’une partie importante du temps d’arrêt des éléments mobiles

est consommée par le temps de réaction du circuit de commande électrique et

hydraulique de la machine.


13. Autres recommandations

Guide tige/tarière

Les petites machines de forage qui ne sont pas

équipées avec des freins de tige doivent au mini-

mum être équipées d’un guide tige ou d’un guide

tarière. L’utilisation de cet accessoire, ajusté au

diamètre de l’outil, facilite le guidage lors de

l’introduction de l’outil dans le sol (sans maintien

à la main ou au pied) et évite son débattement

lors du retrait du dernier tronçon.

Entraînement des tarières (cardan)

L’entraînement des tarières est souvent obtenu

au moyen d’un cardan. Lorsque c’est le cas, cet

élément de transmission doit être protégé contre

les accès par la mise en place d’un soufflet.

Dans certain cas, ce cardan, qui n’est pas indispen-

sable, peut être remplacé par une transmission

rigide (manchon d’accouplement) présentant peu de risque de happement.

Complétée par l’utilisation d’un guide tarière correctement dimensionné, cette

solution ne présente pas de contre-indication pour le forage. La seule contrainte

ergonomique est d’utiliser des tarières moins longues car leur accouplement doit

nécessairement se faire verticalement. Certaines machines équipées d’une tête

inclinable (voir figure 17) permettent de conserver la possibilité d’accoupler des

tiges de forage de taille normale en les inclinant.

Mouvement de fermeture des mors de serrage

Lorsque le mouvement de fermeture des mors de serrage/desserrage est visible

depuis le poste de commande et qu’il est obtenu par une action maintenue sur un

organe de commande, il n’est pas obligatoire de prendre en compte ce mouvement

dans la gestion du dispositif sensible. Dans le cas contraire, il est recommandé que

la protection principale au poste de travail (protecteur, dispositif sensible) couvre

également les risques liés à ce mouvement.

Accessoires de forage

Si des risques spécifiques peuvent être générés par des accessoires (exemple :

pompe d’injection des boues) fonctionnant parallèlement aux éléments mobiles

de travail liés aux opérations de forage, l’arrêt de ces accessoires doit également

être commandé lors de la sollicitation des protecteurs, dispositifs de protection

ou dispositifs sensibles protégeant la zone de travail de la machine de forage.

Figure 17. Exemple d’accouplement rigide avec tête de rotation inclinable© Socomafor

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Pour en savoir plus

[1] Machines de forage. Manuel de sécurité, INRS, ED 6108.

[2] prNF EN 16228, « Machines de forage et de fondation – Sécurité »,

parties 1 à 7.

[3] NF EN 953, « Sécurité des machines – Protecteurs – Prescriptions géné-

rales pour la conception et la construction des protecteurs fixes et mobiles ».

[4] NF EN ISO 13857 (remplace EN 294 et EN 811), « Sécurité des machines

– Distances de sécurité empêchant les membres supérieurs et inférieurs

d’atteindre les zones dangereuses ».

[5] Sécurité des équipements de travail. Prévention des risques mécaniques,

INRS, ED 6122 (à paraître 2e semestre 2012).

[6] prNF EN 16228-2, « Machines de forage et de fondation – Sécurité –

Partie 2 : Appareils de forage mobiles pour le génie civil et l’ingénierie

géotechnique, l’exploitation des carrières et des mines ».

[7] NF EN 349, « Sécurité des machines – Écartements minimaux pour

prévenir les risques d’écrasement de parties du corps humain ».

[8] NF EN ISO 13849-1, « Sécurité des machines – Parties des systèmes

de commande relatives à la sécurité. Partie 1 : Principes généraux de

conception ».

[9] NF EN ISO 13855 (remplace EN 999), « Sécurité des machines – Posi-

tionnement des moyens de protection par rapport à la vitesse d’approche

des parties du corps ».

[10] NF EN 791, « Appareils de forage – Sécurité ».

Institut national de recherche et de sécurité pour la prévention des accidents du travail et des maladies professionnelles

30, rue Olivier-Noyer 75680 Paris cedex 14 Tél. 01 40 44 30 00www.inrs.fr

L’Organisme professionnel de prévention du bâtiment et des travaux publics

25, avenue du Général-Leclerc92660 Boulogne-Billancourt cedex. Tél. 01 46 09 27 00www.oppbtp.fr

Direction des risques professionnels

26-50, avenue du Professeur-André-Lemierre 75986 Paris cedex 20 Tél. 01 72 60 10 00www.risquesprofessionnels.ameli.fr

Édition INRS ED 61111re édition • juillet 2012 • 3 000 ex. • ISBN 978-2-7389-1995-3

Les petites machines de forage affectées à des travaux de sondage ou de réalisation de micropieux présentent d’importants risques de happement des vêtements ou d’une partie du corps au niveau du train de tiges ou des outils de forage. Ces risques sont souvent liés à l’absence d’équipements de sécurité destinés à protéger l’opérateur et à la nécessité d’effectuer certaines opérations manuellement, comme l’ajout ou le retrait des tiges de forage.

Ce document est destiné à aider les utilisateurs à améliorer la sécurité de ces machines de forage en leur proposant des solutions techniques adaptées. Ces mesures peuvent être mises en œuvre sur des machines en service et pour des opérations de forage vertical. Elles sont destinées à réduire les risques dus aux éléments mobiles de travail directement liés aux opérations de forage.

Cette brochure détaille les critères de choix, de conception et de mise en œuvre de ces moyens de protection.

machine de forage

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