Pont roulant ou portique : 3 différences clés et comment choisir

Lors du choix d'un équipement de levage pour une installation industrielle, une question fréquente est celle du choix entre un pont roulant et un portique. Bien que tous deux soient conçus pour la manutention de matériaux, ils diffèrent considérablement par leur structure, leurs exigences d'installation, leur coût et leurs applications. Un mauvais choix peut engendrer des coûts de projet plus élevés, une utilisation inefficace de l'espace ou des limitations opérationnelles à terme.

Cet article propose une comparaison claire et pratique entre les ponts roulants et les portiques. En analysant leurs principales différences et leurs cas d'utilisation typiques, nous souhaitons aider les acheteurs, les ingénieurs et les chefs de projet à prendre des décisions éclairées, basées sur des conditions d'exploitation réelles et non sur des suppositions. Que vous envisagiez la construction d'une nouvelle installation ou la modernisation d'équipements existants, ce guide vous accompagnera dans le choix de la solution de pont roulant la plus adaptée.

1. Différences de conception structurelle entre les ponts roulants et les portiques

Bien que les ponts roulants et les portiques puissent sembler similaires dans leur fonction de levage, leur conception diffère fondamentalement au niveau structurel. Comprendre comment chaque type de pont roulant transfère les charges et interagit avec son environnement est essentiel pour faire le bon choix. La section suivante met en lumière les principales différences structurelles qui déterminent leurs performances, leur stabilité et leur adéquation à différentes conditions d'utilisation.

Pont roulant : principal avantage structurel : conception compacte et supportée par le bâtiment

Les ponts roulants sont des systèmes de levage installés en hauteur dans les ateliers, les entrepôts et les installations industrielles pour une manutention efficace des matériaux. Le pont roulant se déplace sur des rails ou des voies aériennes généralement fixées aux murs ou aux colonnes du bâtiment, le mécanisme de levage étant suspendu à la structure porteuse. Grâce à leur appui sur la structure du bâtiment, les ponts roulants offrent une excellente stabilité opérationnelle et s'intègrent parfaitement aux lignes de production fixes et aux systèmes de flux de matériaux.

Structurellement, un pont roulant se compose d'une poutre principale, de moteurs, de treuils ou de palans électriques, de mécanismes de translation pour le pont et le chariot, de crochets et de systèmes de freinage. Selon les besoins de levage, les ponts roulants sont disponibles en versions monopoutre et bipoutre, cette dernière étant généralement privilégiée pour les applications exigeantes et à cycle de service élevé. La poutre principale est généralement de type caisson ou treillis : les poutres caissons présentent une structure creuse à section fermée qui leur confère une résistance et une rigidité supérieures, tandis que les poutres treillis sont fabriquées à partir de profilés d'acier soudés, offrant un poids propre réduit tout en conservant une capacité de charge adéquate. En opérant au-dessus du sol, les ponts roulants optimisent l'utilisation de l'espace au sol sous le pont, sans être gênés par les équipements au sol.

Les ponts roulants sont supportés par la structure du bâtiment, les charges étant transmises par des poutres de roulement aux colonnes et aux fondations. Cette conception surélevée et intégrée au bâtiment permet d'effectuer des opérations de levage sans empiéter sur l'espace au sol, ce qui rend les ponts roulants particulièrement adaptés aux ateliers à forte densité d'équipements et aux lignes de production fixes.

Comme la grue fonctionne au-dessus du niveau du sol, la manutention des matériaux est extrêmement efficace et sans obstacle, ce qui permet une intégration parfaite aux flux de travail continus et répétitifs. De plus, l'absence de rails au sol élimine toute interférence avec les véhicules, le personnel et les équipements fixés au sol.

Limites structurelles

La principale limitation d'un pont roulant réside dans sa dépendance à la structure du bâtiment. Si l'atelier n'a pas été conçu initialement pour supporter les voies de roulement du pont roulant, un renforcement structurel supplémentaire peut s'avérer nécessaire. Une fois installé, le pont roulant présente une portée, une trajectoire de déplacement et une zone de service en grande partie fixes, ce qui limite les possibilités de modifications ultérieures de l'aménagement.

Principal avantage structurel du portique : structure autoportante soutenue par des pieds

Les portiques sont des systèmes de levage couramment utilisés pour les installations ponctuelles et les applications de manutention de charges lourdes lorsqu'il y a suffisamment d'espace au sol. Ils sont particulièrement adaptés au levage de charges exceptionnellement lourdes ou hors gabarit et sont largement utilisés en extérieur, notamment sur les chantiers navals, les sites de construction, les centrales électriques et les parcs à matériaux, où il est impossible de prévoir un support aérien.

Du point de vue structurel, un portique se compose d'une poutre principale, de jambes rigides et/ou flexibles, d'un mécanisme de levage, d'un système de translation du pont et du chariot, et d'un enrouleur de câble. La caractéristique structurelle déterminante d'un portique réside dans ses jambes de support, qui transmettent les charges directement au sol plutôt qu'à un bâtiment. Cette conception confère aux portiques une indépendance structurelle, leur permettant ainsi de fonctionner dans des environnements où les voies de roulement aériennes sont indisponibles, impraticables ou trop coûteuses à installer.

Grâce à leur conception sur pieds, les portiques peuvent être déployés en intérieur comme en extérieur, installés sur rails ou sur roues, et déplacés plus facilement que les ponts roulants. Cette indépendance structurelle leur confère une adaptabilité exceptionnelle pour les opérations ponctuelles, les installations temporaires et les grands espaces de travail ouverts.

Limites structurelles

La même structure de pieds qui confère aux portiques leur flexibilité présente aussi des inconvénients. Des rails au sol et des fondations peuvent être nécessaires, ce qui accroît les travaux de génie civil et la préparation du site. Les pieds du portique occupent de l'espace au sol, ce qui peut gêner la circulation et réduire la zone de travail utile sous le portique par rapport aux systèmes aériens.

2. Différences d'application selon les secteurs d'activité pour les ponts roulants et les portiques

Les ponts roulants et les portiques sont largement utilisés dans divers secteurs industriels, mais leurs applications ne sont pas interchangeables. La structure, le mode de support et les conditions d'installation déterminent directement les applications optimales de chaque type de pont roulant. La section suivante présente des images d'applications spécifiques à chaque secteur, clairement identifiées par industrie, afin d'illustrer comment chaque type de pont roulant s'adapte aux environnements opérationnels et aux exigences d'utilisation spécifiques des projets concrets.

Industrie des ponts roulants

Dans le secteur industriel, les ponts roulants sont plus fréquemment utilisés en intérieur, là où les structures des bâtiments peuvent supporter les voies de roulement et où des opérations de levage stables et répétitives sont nécessaires. On les retrouve notamment dans les ateliers de production, les lignes de transformation de l'acier, la fabrication automobile, les usines pharmaceutiques et autres installations fermées où l'optimisation de l'espace, l'intégration des flux de travail et la continuité des opérations sont essentielles.

Production en atelier industriel

Industrie sidérurgique

Industrie du laminage de l'acier

Industrie du traitement des déchets

Industrie de la manutention des plaques et profilés d'acier

Industrie automobile

Industrie pharmaceutique

Industrie aérospatiale

Applications des portiques dans le secteur industriel

Les portiques sont principalement utilisés en extérieur et en milieu semi-ouvert pour la manutention de composants volumineux, de grandes portées et de charges importantes, sans nécessiter l'appui de bâtiments. On peut citer comme exemples les chantiers de préfabrication, les usines de préfabrication de béton, les parcs à matériaux des laminoirs, les chantiers navals, les terminaux à conteneurs et les installations pétrolières et gazières.

Industrie de la préfabrication

Béton préfabriqué Industrie

Manutention des matériaux dans les laminoirs

Industrie du pétrole et du gaz

Industrie de la construction navale

Industrie du transport de conteneurs

Industrie ferroviaire

Industrie des salles blanches

3. Comparaison des coûts des ponts roulants et des portiques

Dans les projets concrets, le coût total d'un système de pont roulant ne peut être déterminé uniquement par le type de pont roulant. Des facteurs tels que l'environnement d'installation, les contraintes structurelles, les travaux de fondation et les exigences de protection ont souvent un impact plus important sur l'investissement global que l'équipement lui-même. Afin de proposer une comparaison plus pratique et objective, Dafang Crane présente deux projets réels impliquant un pont roulant et un portique de même capacité de levage nominale, illustrant ainsi comment les conditions d'application influent sur le coût total d'un projet.

La hauteur de l'installation de ce projet est de 14 mètres. La grue à poutre unique de type LD de 10 tonnes et le portique monopoutre de type MH de 10 tonnes peuvent tous deux être utilisés dans l'installation de la centrale hydroélectrique, et tous deux répondent aux exigences d'utilisation sur le plan technique.

Les deux systèmes sont identiques en termes de capacité de levage nominale, de portée (28,5 m), de hauteur de levage, de tension et de scénarios d'utilisation. De ce fait, la différence entre les deux réside principalement dans la méthode de calcul des coûts, et non dans la capacité de levage elle-même. Du point de vue du prix, l'avantage des ponts roulants provient de l'utilisation des structures existantes. La charge à lever est directement transmise aux colonnes et aux fondations de l'installation par l'intermédiaire du rail de guidage, sans qu'il soit nécessaire d'installer des voies au sol ni de réaliser des travaux de génie civil. Ainsi, le coût du projet se concentre essentiellement sur la fourniture et l'installation des équipements. Par conséquent, à conditions d'exploitation identiques, l'investissement global dans le pont roulant est nettement inférieur. Dans ce cas, le prix du pont roulant est de 11 161 $ US, ce qui le rend plus adapté à un environnement de maintenance fixe et durable en intérieur.

En revanche, même au sein d'une même usine, les portiques nécessitent toujours le transfert de la charge sur le rail au sol P38 via des stabilisateurs, ce qui implique la mise en place d'un système de rails au sol, la construction de fondations et l'ajout d'éléments de structure métallique. Ces facteurs ont directement augmenté le coût de fabrication et d'installation des équipements, si bien que le prix des portiques, dans des conditions identiques, a atteint 26 657 dollars américains, soit un montant nettement supérieur à celui des ponts roulants.

En résumé, si la hauteur et les conditions structurelles de l'usine le permettent, les ponts roulants peuvent atteindre les mêmes objectifs opérationnels à un prix inférieur, ce qui constitue une solution plus rentable ; tandis que les portiques, bien que plus coûteux, offrent une liberté structurelle et une flexibilité d'ingénierie, ce qui les rend adaptés aux projets soumis à des contraintes de construction ou à des besoins évolutifs.

Choisir la meilleure solution de grue pour votre environnement d'exploitation

Le choix entre un pont roulant et un portique doit se fonder sur les contraintes structurelles, l'environnement d'utilisation et le coût total du projet, et non uniquement sur le type de pont roulant. D'un point de vue technique, cette décision s'articule autour des trois axes suivants :

1. Logique structurelle : La méthode de support détermine la faisabilité

La différence structurelle fondamentale réside dans le mode de support de la charge. Un pont roulant transfère les charges via des poutres de roulement vers les colonnes et les fondations du bâtiment, ce qui le rend fortement dépendant de la structure de l'atelier. Un portique, en revanche, est un système autoportant soutenu par des pieds, les charges étant directement transmises aux rails au sol ou aux fondations. Cette indépendance structurelle permet aux portiques de fonctionner là où les bâtiments ne peuvent pas supporter de chemins de roulement ou lorsque toute modification structurelle est impossible.

2. Environnement d'application : efficacité intérieure vs flexibilité extérieure

En pratique, les ponts roulants sont plus fréquemment utilisés en intérieur. Les portiques, quant à eux, sont plus souvent employés en extérieur ou dans des zones semi-ouvertes. Toutefois, cette distinction n'est pas absolue. Les portiques peuvent être utilisés en intérieur sous certaines conditions, et les ponts roulants peuvent être adaptés à un usage extérieur lorsque les structures de protection et les classifications de service le permettent. En définitive, l'environnement d'exploitation et les exigences de service déterminent leur adéquation.

3. Perspective des coûts : Coût total du projet par rapport au prix de l’équipement

Du point de vue des coûts, le choix d'une grue doit se concentrer sur l'investissement total du projet, et non uniquement sur le prix de la grue.
Les ponts roulants peuvent nécessiter une coordination structurelle initiale plus importante, mais offrent souvent des coûts de cycle de vie inférieurs dans les installations intérieures fixes à forte utilisation. Les portiques, quant à eux, requièrent généralement des rails au sol, des fondations et des mesures de protection de l'environnement, ce qui peut augmenter l'investissement initial, mais offre flexibilité et indépendance structurelle lorsque les contraintes du bâtiment sont importantes.

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