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.
Toute représentation ou reproduction intégrale ou partielle faite sans le consentement de l’INRS, de l’auteur ou de ses ayants droit ou ayants cause, est illicite. Il en est de même pour la traduction, l’adaptation ou la transformation, l’arrangement ou la reproduction, par un art ou un procédé quelconque (article L. 122-4 du code de la propriété intellectuelle). La violation des droits d’auteur constitue une contrefaçon punie d’un emprisonnement de trois ans et d’une amende de 300 000 euros (article L. 335-2 et suivants du code de la propriété intellectuelle).
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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
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
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,
évacuer les sédiments.
7Machines de forage en service
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
◗ à défaut, limiter le dommage en cas d’entraînement ou de happement par
la mise en place de dispositifs sensibles (exemples : plaques sensibles, volets
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.
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
◗ les dispositifs sensibles sont correctement positionnés (voir les règles
◗ 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.
9Machines de forage en service
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 réduit
Utile 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
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
◗ doit être situé à une distance suffisante de
◗ ne doit pas créer de risques d’écrasement
ou de cisaillement avec les éléments mo-
◗ doit être conçu et construit de manière
◗ ne doit pas pouvoir être facilement esca-
◗ doit permettre les interventions indispen-
sables pour la mise en place et le retrait des
tiges ou tubes de forage, sans démontage
◗ doit être constitué d’une partie mobile (pro-
tecteur mobile) qui sera ouverte à chaque
travail, complétée éventuellement d’une
partie fixe.
Figure 1. Exemple de protecteur
de la zone de travail© Ecofore
Attention !
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.
11Machines de forage en service
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.
�
contrôle automatique de l’état repos des organes de commande des éléments
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
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
13Machines de forage en service
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-
◗ 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
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 :
◗ de la configuration de la machine de forage :
14
◗ des contraintes spécifiques liées aux opérations de forage :
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-
◗ d’utiliser un manchon (raccord d’usure) de longueur suffisante pour compenser
◗ 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
15Machines de forage en service
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.
5.1. Règles générales
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,
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
déplacement des opérateurs, etc.).
Le dispositif de protection de la zone de travail :
◗ doit être de construction robuste adaptée aux conditions d’utilisation, ou
◗ doit être adapté aux conditions environnementales et climatiques (tem-
pérature, luminosité, humidité, brouillard, etc.) propres à un chantier de
◗
des éléments mobiles soit toujours inférieur au temps d’accès de l’opérateur à
◗
◗ doit permettre les mouvements des éléments mobiles (tête de forage, flexibles
17Machines de forage en service
◗ 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
◗ 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
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,
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.
�
protection, un contrôle automatique de l’état repos des organes de commande
des éléments mobiles dangereux peut être suffisant pour réarmer le dispositif
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
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
l’implantation du dispositif de détection et/ou du badge doit tenir compte de
des préconisations et/ou recommandations de son fabricant.
Une distance de sécurité « S » doit être respectée entre le point, l’axe, le plan ou
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
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
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.
19Machines de forage en service
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
nécessaire pour autoriser cette mise en service.
21Machines de forage 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
◗ 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,
◗ 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
◗ 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
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.
7.1. Règles générales
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
forage), et peut également, selon l’estimation des risques, agir sur d’autres mou-
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
23Machines de forage en service
7.2. Conception
Les dispositifs sensibles peuvent être constitués de composants industriels du
(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
◗ la liaison mécanique entre l’actionneur et le bloc de contact électrique doit agir
◗ par conception, toute défaillance mécanique ne doit pas entraîner une réduction
◗ le bloc de contact électrique ne doit pas servir de butée au dispositif sensible. Il
◗ 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 :
◗
◗ 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
◗ les dispositifs sensibles ne doivent pas créer de risques supplémentaires de par
◗ 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
◗ 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
Mât
D
R R Figure 8. Positionnement
du dispositif sensible
25Machines de forage en service
le dispositif sensible puisse être actionné et
cela, sans risque supplémentaire pour l’opé-
◗ la position des supports du câble afin de ne
◗ 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
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
27Machines de forage en service
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 :
◗
◗
◗
◗ etc.
Figure 12. Pupitre
de commande© TEC
Figure 13. Exemple de barre de protection contre les actionnements
accidentels des organes de commande© TEC
29Machines de forage en service
9.1. Règles générales
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 :
◗
◗
◗
◗
◗
◗
◗ au nombre de manœuvres admissibles (cas des interrupteurs de position des
◗ 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).
31Machines de forage en service
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 !
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
2. un limiteur de pression calibré en fonction des caractéristiques du circuit et
3.
4. un moteur hydraulique à deux sens de rotation pour l’entraînement du train
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.
7.
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
33Machines de forage en service
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 variation de la température du fluide sur la stabilité des caractéristiques de
◗
◗ 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
◗ l’arrêt des éléments mobiles de travail doit être obtenu par coupure d’énergie
◗ 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 :
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.
35Machines de forage en service
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
Figure 17. Exemple d’accouplement rigide avec tête
de rotation inclinable© Socomafor
36
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
[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 ».
Achevé d’imprimer par Corlet, Imprimeur, S.A. - 14110 Condé-sur-NoireauN° d’Imprimeur : 152127 - Dépôt légal : décembre 2012 - Imprimé en France
Institut national de recherche et de sécurité
pour la prévention des accidents du travail
et des maladies professionnelles
65, boulevard Richard-Lenoir
75011 Paris
Tél. 01 40 44 30 00
www.inrs.fr
L’Organisme professionnel
de prévention du bâtiment
et des travaux publics
25, avenue du Général-Leclerc
92660 Boulogne-Billancourt cedex.
Tél. 01 46 09 27 00
www.oppbtp.fr
Direction des risques professionnels
26-50, avenue
du Professeur-André-Lemierre
75986 Paris cedex 20
Tél. 01 72 60 10 00
www.risquesprofessionnels.ameli.fr
Édition INRS ED 61111re édition (2012) • réimp. décembre 2012 • 2 000 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.