GRUE À TOUR AVEC DÉTECTION D'UN ÉTAT D'AUTOROTATION OU D'OSCILLATION D'UNE PARTIE TOURNANTE EN CONFIGURATION HORS SERVICE

Abstract

 Grue à tour (1) comprenant une tour (2) sur laquelle est montée pivotante une partie tournante (3) et configurable entre une configuration de service dans laquelle la partie tournante est pilotable en rotation au moyen d'un système motorisé d'orientation (40), et une configuration hors service dans laquelle la partie tournante est libérée en rotation pour pouvoir s'orienter dans la direction du vent, où une unité de contrôle/commande (5) active un mode de surveillance dans la configuration hors service pour détecter, en fonction de variations de l'angle d'orientation ou de la vitesse angulaire de la partie tournante, si la partie tournante est dans l'un des états d'instabilité suivants :
- un état d'autorotation correspondant à un mouvement rotatif de la partie tournante dans un sens donné sur au moins un tour complet ; ou
- un état d'oscillation correspondant à un mouvement de va-et-vient de la partie tournante autour de l'axe d'orientation.

Description

[0001] L'invention se rapporte à une grue à tour ainsi qu'à un procédé de surveillance d'une grue à tour.

[0002] La présente invention s'applique au domaine des grues à tour comprenant une partie tournante, et peut s'appliquer à plusieurs structures de grues, par exemple aux structures composées de treillis et de membrures.

[0003] De manière classique, une grue à tour comprend une tour sur laquelle est montée pivotante une partie tournante selon un axe d'orientation, généralement vertical, au moyen d'un mécanisme de pivotement, aussi appelé pivot tournant, qui inclus au moins un système motorisé d'orientation (souvent de type motoréducteur) et un frein mécanique d'orientation. La partie tournante comprend généralement une flèche distributrice et, selon les modèles, une contre-flèche, un porte-flèche et/ou une cabine de pilotage.

[0004] Par ailleurs, une telle grue à tour est configurable entre :

• une configuration de service dans laquelle la partie tournante est pilotée en rotation sur la tour selon l'axe d'orientation (appelée aussi un pilotage en orientation) au moyen du système motorisé d'orientation, pour déplacer une charge au moyen d'un système de levage porté par la flèche de la partie tournante ; et
• une configuration hors service (aussi appelée configuration de sécurité ou de mise en girouette) dans laquelle la partie tournante est libérée en rotation sur la tour selon l'axe d'orientation, le frein mécanique d'orientation étant alors désactivé, pour pouvoir s'orienter dans la direction du vent, la partie tournante est alors libre de tourner autour de l'axe d'orientation et il est classique de dire que la partie tournante est mise en girouette.

[0005] En effet, pour des raisons de sécurité, et en particulier en cas de forts vents, il est recommandé, voire obligatoire, d'effectuer une mise en sécurité de la grue à tour (aussi appelée mise en girouette de la partie tournante), en débrayant la partie tournante (autrement dit en libérant la partie tournante en rotation sur la tour, en débloquant le frein mécanique d'orientation et en débrayant le système motorisé d'orientation) afin qu'elle soit libre en rotation pour s'orienter automatiquement dans la direction du vent et ainsi permettre de laisser la grue sans surveillance humaine.

[0006] Cependant, dans des conditions venteuses particulières, généralement dues à l'environnement du site comme la présence de bâtiments proches, la partie tournante de la grue peut entrer dans des états instables, parmi lesquels :

• un état d'autorotation caractérisé par la réalisation d'un tour complet ou d'une succession de tours complets autour de l'axe d'orientation à une vitesse angulaire supérieure à un seuil donné (autrement dit la partie tournante fait un ou plusieurs tours sur elle-même à une trop grande vitesse) ; et
• un état d'oscillation caractérisé par un cycle ou une succession de cycles de va-et-vient autour de l'axe d'orientation à une vitesse angulaire supérieure à un seuil donné (autrement dit la partie tournante pivote de droite à gauche à une trop grande vitesse). Des simulations, par exemple en soufflerie ou en modélisation numérique, permettent d'étudier les conditions venteuses d'un site et ainsi d'anticiper de tels risques d'instabilité, pour apporter en amont des solutions préventives, comme par exemple la sélection d'une grue plus haute ou pourvue d'une structure plus massive. Il est en effet important de réduire ces risques d'instabilité, car un état d'autorotation ou d'oscillation peut conduire à un endommagement de la partie tournante, voire à une chute partielle ou complète d'une grue.

[0007] L'invention propose de répondre au moins en partie aux inconvénients précités, en proposant de détecter in situ et en temps réel si une partie tournante est dans un état instable, ce qui permet de tirer de nombreux avantages en matière de prévention des risques et de sécurisation.

[0008] Ainsi, l'invention propose une grue à tour comprenant une tour sur laquelle est montée pivotante une partie tournante selon un axe d'orientation au moyen d'un mécanisme de pivotement, ce mécanisme de pivotement incluant au moins un système motorisé d'orientation, un frein mécanique d'orientation et un détecteur angulaire apte à détecter un angle d'orientation de la partie tournante, cette grue à tour étant configurable entre :

• une configuration de service dans laquelle la partie tournante est pilotable en rotation sur la tour selon l'axe d'orientation au moyen du système motorisé d'orientation, et
• une configuration hors service dans laquelle la partie tournante est libérée en rotation sur la tour selon l'axe d'orientation pour pouvoir s'orienter dans la direction du vent, le frein mécanique d'orientation étant désactivé dans la configuration hors service. Selon l'invention, la grue à tour comprend une unité de contrôle/commande raccordée au système motorisé d'orientation, au frein mécanique d'orientation et au détecteur angulaire, et dans la configuration hors service, l'unité de contrôle/commande active un mode de surveillance dans lequel l'unité de contrôle/commande détecte, en fonction de variations de l'angle d'orientation de la partie tournante ou en fonction de variations d'une vitesse angulaire de la partie tournante établie à partir des variations de l'angle d'orientation, si la partie tournante est dans l'un des états d'instabilité suivants :
• un état d'autorotation, correspondant à un mouvement rotatif de la partie tournante dans un sens donné sur au moins un tour complet, caractérisé par une variation de l'angle d'orientation selon une amplitude angulaire au moins supérieure à un seuil angulaire d'autorotation d'au moins 360 degrés dans un premier intervalle de temps donné ou à une vitesse angulaire supérieure à un seuil de vitesse d'autorotation donné ; ou
• un état d'oscillation, correspondant à un mouvement de va-et-vient de la partie tournante autour de l'axe d'orientation, caractérisé par au moins un cycle de variations de l'angle d'orientation dans un premier sens puis dans un deuxième sens, opposé au premier sens, caractérisé par un débattement angulaire de l'angle d'orientation au moins égal à un seuil angulaire d'oscillation compris entre 20 et 180 degrés dans un second intervalle de temps donné ou à une vitesse angulaire supérieure à un seuil de vitesse d'oscillation donné.

[0009] Ainsi, l'unité de contrôle/commande exploite le détecteur angulaire pour détecter l'un ou l'autre des deux états d'instabilité suivants : l'état d'autorotation et l'état d'oscillation. En suivant les variations de l'angle d'orientation, l'unité de contrôle/commande peut en effet déterminer le sens et la vitesse angulaire de la partie tournante en temps réel. Partant de ces mesures, l'unité de contrôle/commande peut comparer les variations de l'angle d'orientation avec un ou plusieurs seuils, et en déduire les états instables d'autorotation ou d'oscillation.

[0010] Concernant l'état d'autorotation, ce dernier sera caractérisé par une détection d'un mouvement rotatif dans un seul sens, avec une amplitude angulaire d'au moins supérieure à 360 degrés (soit au moins un tour) sur un premier intervalle de temps donné ou à une vitesse angulaire supérieure à un seuil de vitesse d'autorotation. Concernant l'état d'oscillation, ce dernier sera caractérisé par une détection d'un mouvement de va-et-vient (ce qui correspond à une succession de variations de l'angle d'orientation dans un sens puis dans l'autre, autrement dit une succession d'aller-retour), avec un débattement angulaire (ou écart angulaire maximal parcouru dans le mouvement de va-et-vient) sur un second intervalle de temps donné ou à une vitesse angulaire supérieure à un seuil de vitesse d'oscillation.

[0011] Dans une réalisation particulière, dans la configuration de service, l'unité de contrôle/commande désactive le mode de surveillance.

[0012] Dans un mode de réalisation particulier, la grue comprend au moins un anémomètre propre à mesure une vitesse de vent et relié à l'unité de contrôle/commande et, dans le mode de surveillance, l'unité de contrôle/commande détecte un état d'instabilité aussi en fonction de la vitesse de vent

[0013] Ainsi, l'état d'autorotation et l'état d'oscillation sont caractérisés également par la vitesse du vent, et par exemple par un dépassement ou pas d'un seuil de vitesse de vent.

[0014] De manière avantageuse, dans le mode de surveillance, si un état d'instabilité est détecté, alors l'unité de contrôle/commande enregistre un évènement d'instabilité défini par un enregistrement d'une datation (jour et horaire) de l'état d'instabilité et d'un ou plusieurs paramètres d'instabilité choisis parmi :

• des variations de l'angle d'orientation ;
• des vitesses angulaires ou au moins une vitesse angulaire maximale durant l'état d'instabilité ;
• l'amplitude angulaire pour un état d'autorotation ;
• le débattement angulaire pour un état d'oscillation.

[0015] L'enregistrement des évènements d'instabilité (qui est équivalent à un évènement de type défaut dans la grue) permet une historisation des instabilités rencontrées par une grue sur un site donné.

[0016] Les caractéristiques représentatives des états d'instabilité (amplitude angulaire, seuil angulaire d'autorotation, premier intervalle de temps, débattement angulaire, seuil angulaire d'oscillation, second intervalle de temps et le cas échéant seuil de vitesse d'autorotation et seuil de vitesse d'oscillation) peuvent être choisies pour correspondre à des états d'instabilité non critiques pour la grue (autrement dit des états d'instabilité qui ne présentent pas de danger ou de risque pour la grue), de sorte que l'enregistrement des évènements d'instabilité constitue une pré-alarme ou un acte préventif, annonciateur d'un risque potentiel pour la grue, sur ce site.

[0017] En effet, les vitesses de vent faibles sont nettement plus fréquentes, de sorte que la détection des états d'instabilité et l'enregistrement des évènements d'instabilité permet de détecter de manière sûre les oscillations et autorotations peu dangereuses en vent faible en enregistrant leur fréquence et leur amplitude, ce qui permet de détecter de manière factuelle la présence d'un phénomène potentiellement très dangereux et critique à des vitesses de vent plus élevées. L'utilisateur averti grâce à l'enregistrement des évènements d'instabilité peut alors prendre les éventuelles mesures pour sécuriser la grue (comme par exemple un ajout de plaques à vent, un ajout d'un frein mécanique d'orientation, un ajout de lest ou ballast, un rehaussement de la grue voire un remplacement de la grue), et éviter des états d'instabilité critiques et donc dangereux pour des vitesses de vent élevées et plus rares.

[0018] Selon une autre possibilité, dans le mode de surveillance, si un état d'instabilité est détecté, alors l'unité de contrôle/commande enregistre dans l'évènement d'instabilité également des variations de la vitesse de vent ou une vitesse de vent moyenne ou une vitesse de vent maximale durant l'état d'instabilité.

[0019] De cette manière, l'évènement d'instabilité enregistré intègre également des informations sur la vitesse du vent, ce qui va permettre d'estimer un comportement théorique de la grue en cas de vitesse de vent plus élevée, et donc permettre de prendre des mesures correctives.

[0020] En effet, un état d'instabilité peut se produire à toute vitesse de vent, avec une prépondérance observée, soit pour une vitesse de vent faible en condition de vent laminaire très stable, situation qui peut causer des dégâts à la partie mécanique de la grue mais rarement présenter des risques de stabilité, soit pour une vitesse de vent élevée de type tempête, avec un fort risque d'effondrement de la structure de la grue. Il est donc avantageux d'enregistrer la vitesse de vent pour chaque état d'instabilité détecté, donc dans chaque évènement d'instabilité enregistré.

[0021] Selon une autre possibilité, l'unité de contrôle/commande déclenche une émission à un tiers d'un message préventif contenant l'évènement d'instabilité.

[0022] Autrement dit, l'évènement d'instabilité enregistré est communiqué à un tiers distant, pour l'informer des états d'instabilité et donc des dates et des paramètres d'instabilité. Dans une réalisation particulière, dans le mode de surveillance, l'unité de contrôle/commande détecte si l'état d'instabilité correspond à l'un des états d'instabilité critiques suivants :

• un état d'autorotation dans lequel l'amplitude angulaire est supérieure à un seuil critique angulaire d'autorotation dans le premier intervalle de temps donné, ledit seuil critique angulaire d'autorotation étant supérieur au seuil angulaire d'autorotation;
• un état d'autorotation dans lequel la vitesse angulaire est supérieure à un seuil critique de vitesse d'autorotation, ledit seuil critique de vitesse d'autorotation étant supérieur au seuil de vitesse d'autorotation ; et

lorsque un tel état d'instabilité critique est détecté, alors l'unité de contrôle/commande déclenche au moins une action d'alerte

[0023] Ainsi, si l'amplitude angulaire est supérieure à ce seuil critique angulaire d'autorotation (lui-même supérieur au seuil angulaire d'autorotation qui caractérise un état d'autorotation) ou si la vitesse angulaire est supérieure à un seuil critique de vitesse d'autorotation (lui-même supérieur au seuil de vitesse d'autorotation qui caractérise aussi un état d'autorotation), alors cet état d'autorotation est estimé comme étant critique et donc comme nécessitant une alerte, afin de prévenir du danger en cours, voire stopper ou réduire cet état d'instabilité critique.

[0024] Avantageusement, un autre état d'instabilité critique correspond à un état d'autorotation dans lequel la vitesse angulaire est comprise entre le seuil de vitesse d'autorotation et le seuil critique de vitesse d'autorotation, et la vitesse de vent est supérieure à un seuil critique de vitesse de vent.

[0025] Autrement dit, un état d'autorotation critique peut être caractérisé par une vitesse angulaire élevée (c'est-à-dire supérieure au seuil critique de vitesse d'autorotation) et ce quelle que soit la vitesse du vent, ou bien être caractérisé par une vitesse angulaire faible (c'est-à-dire comprise entre le seuil de vitesse d'autorotation et le seuil critique de vitesse d'autorotation) mais en association avec une vitesse de vent élevée (c'est-à-dire supérieure au seuil critique de vitesse de vent).

[0026] Dans une réalisation particulière, le seuil critique de vitesse de vent est compris entre 10 et 20 m/s, et par exemple entre 14 et 20 m/s.

[0027] Selon une caractéristique, l'action d'alerte comprend une activation d'une alarme locale, sonore ou lumineuse.

[0028] De cette manière, la ou les personnes avoisinantes sont alertées d'une instabilité de la grue, et peuvent donc prendre en conséquence des mesures adéquates, comme par s'éloigner ou intervenir sur la grue.

[0029] Selon une autre caractéristique, l'action d'alerte comprend une émission d'un message d'alarme à une entité distante.

[0030] Ainsi, un gestionnaire ou responsable du chantier, un conducteur de grue, un propriétaire de la grue, ou autre personne, peut être informé d'une instabilité de la grue, sans pour autant être sur place. Un tel message d'alarme peut être envoyé par radiocommunication ou communication sans fil, par exemple sous la forme d'un message sur une interface ou une application dédiée, d'un courrier électronique sur une ou plusieurs adresses électroniques enregistrées, ou d'un texto sur une ou plusieurs numéros téléphoniques enregistrés.

[0031] Selon une possibilité, l'action d'alerte comprend une émission à un tiers d'un message d'avertissement informant sur une détection d'un état d'instabilité critique.

[0032] Ce message d'avertissement peut être adressé à une autorité compétente ou à un responsable de chantier pour lui signaler qu'un état instable a été détecté, et que donc le site présente un risque.

[0033] Selon une autre possibilité, l'action d'alerte comprend une activation du frein mécanique d'orientation.

[0034] De cette manière, l'activation du frein mécanique d'orientation va permettre de ralentir les mouvements instables de la partie tournante, dans l'objectif de la stabiliser jusqu'à un état stable, avec des vitesses de rotation en-dessous des seuils caractéristiques des états d'autorotation et d'oscillation.

[0035] Dans une réalisation particulière, l'action d'alerte comprend une activation du système motorisé d'orientation pour générer un couple de freinage opposé à la rotation de la partie tournante.

[0036] Dans cette réalisation, le freinage de la partie tournante est opéré par un couple de freinage généré par le système motorisé d'orientation, pour ramener la partie tournante dans un état stable, avec des vitesses de rotation en-dessous des seuils caractéristiques des états d'autorotation et d'oscillation.

[0037] L'invention se rapporte également à un procédé de surveillance d'une grue à tour telle que décrite précédemment, c'est-à-dire qui comprend une tour sur laquelle est montée pivotante une partie tournante selon un axe d'orientation au moyen d'un mécanisme de pivotement, ce mécanisme de pivotement incluant au moins un système motorisé d'orientation, un frein mécanique d'orientation et un détecteur angulaire apte à détecter un angle d'orientation de la partie tournante, la grue à tour étant configurable entre une configuration de service dans laquelle la partie tournante est pilotable en rotation sur la tour selon l'axe d'orientation au moyen du système motorisé d'orientation, et une configuration hors service dans laquelle la partie tournante est libérée en rotation sur la tour selon l'axe d'orientation pour pouvoir s'orienter dans la direction du vent, le frein mécanique d'orientation étant désactivé dans la configuration hors service, et dans laquelle est prévue une unité de contrôle/commande raccordée au système motorisé d'orientation et au détecteur angulaire.

[0038] Selon l'invention, ce procédé de surveillance comprend, dans la configuration hors service, une étape d'activation d'un mode de surveillance dans lequel l'unité de contrôle/commande détecte, en fonction de variations de l'angle d'orientation de la partie tournante ou en fonction de variations d'une vitesse angulaire de la partie tournante établie à partir des variations de l'angle d'orientation, si la partie tournante est dans l'un des états d'instabilité suivants :

• dans un état d'autorotation, correspondant à un mouvement rotatif de la partie tournante dans un sens donné sur au moins un tour complet, caractérisé par une variation de l'angle d'orientation selon une amplitude angulaire au moins supérieure à un seuil angulaire d'autorotation d'au moins 360 degrés dans un premier intervalle de temps donné ou à une vitesse angulaire supérieure à un seuil de vitesse d'autorotation donné ; ou
• dans un état d'oscillation, correspondant à un mouvement de va-et-vient de la partie tournante autour de l'axe d'orientation, caractérisé par une au moins un cycle de variations de l'angle d'orientation dans un premier sens puis dans un deuxième sens, opposé au premier sens, caractérisé par un débattement angulaire de l'angle d'orientation au moins égal à un seuil angulaire d'oscillation compris entre 20 et 180 degrés dans un second intervalle de temps donné ou à une vitesse angulaire supérieure à un seuil de vitesse d'oscillation donné.

[0039] Selon une possibilité, le procédé de surveillance comprend, dans la configuration de service, une étape de désactivation du mode de surveillance.

[0040] D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, d'un exemple de mise en œuvre non limitatif, faite en référence aux figures annexées dans lesquelles :

[Fig 1] est une vue schématique de côté d'une grue à tour selon l'invention ;

[Fig 2] est une vue schématique de dessus d'une grue à tour selon l'invention ;

[Fig 3] est une vue schématique de dessus d'une grue à tour dans un état d'autorotation ; et

[Fig 4] est une vue schématique de dessus d'une grue à tour dans un état d'oscillation.

[0041] En référence à la Figure 1, une grue à tour 1 selon l'invention comprend une tour 2 (aussi appelée mât) s'étendant selon un axe d'orientation 20 qui est vertical, où la tour 2 repose sur un sol et présente un sommet sur lequel est montée pivotante une partie tournante 3 selon l'axe d'orientation 20, comme schématisé par la flèche « OR ».

[0042] Cette partie tournante 3 comprend un ensemble formant pivot 30 monté rotatif sur le sommet de la tour 2 selon l'axe d'orientation 20, ainsi qu'une flèche 31 montée sur l'ensemble formant pivot 30. Un système de distribution et de levage de charge 32 est monté sur la flèche 31 pour distribuer et lever/descendre une charge le long de la flèche 31. La partie tournante 3 peut également comprendre une contre-flèche 33 montée sur l'ensemble formant pivot 30, de manière opposée à la flèche 31, et un ou plusieurs lests 34 peuvent être montés sur la contre-flèche 33. La partie tournante 3 comprend en outre une cabine de pilotage 35, placée sur l'ensemble formant pivot 30 au niveau du pied de la flèche 31. Il est envisageable d'avoir un porte-flèche 36 ou poinçon qui est monté verticalement sur l'ensemble formant pivot 30, pour porter la flèche 31, et éventuellement la contre-flèche 33, par exemple au moyen d'haubans.

[0043] La partie tournante 3 est montée pivotante au moyen d'un mécanisme de pivotement 4 prévu sur l'ensemble formant pivot 30, où ce mécanisme de pivotement 4 inclut un système motorisé d'orientation 40 qui comprend :

• un pivot fixe prévu pour être fixé solidairement au sommet de la tour 2, qui se présente sous la forme d'une couronne d'orientation 41 dentée ;
• un pivot tournant accouplé en rotation au pivot fixe selon l'axe d'orientation 20, qui se présente sous la forme d'une portée annulaire en appui sur la couronne d'orientation 41;
• au moins un moteur électrique d'orientation 42 muni d'un pignon en engrènement avec la couronne d'orientation 41 ; et
• un variateur 43 reliée au moteur électrique d'orientation 42 pour régler sa vitesse et son couple.

[0044] Ce mécanisme de pivotement 4 inclut également :

• un frein mécanique d'orientation 44 ; et
• un détecteur angulaire 45 apte à détecter un angle d'orientation de la partie tournante 3 autour de l'axe d'orientation 20.

[0045] La grue à tour 1 comprend également une unité de contrôle/commande 5 raccordée :

• au système motorisé d'orientation 40, et plus spécifiquement au variateur 43, afin de piloter l'orientation de la partie tournante 3 ;
• au frein mécanique d'orientation 44 afin d'actionner ce frein pour bloquer/freiner l'orientation de la de la partie tournante 3 ; et
• au détecteur angulaire 45 afin de récupérer les variations de l'angle d'orientation de la partie tournante 3.

[0046] Cette grue à tour 1 est configurable entre :

• une configuration de service dans laquelle la partie tournante 3 est pilotable en rotation sur la tour 2 selon l'axe d'orientation 20 par un pilotage du système motorisé d'orientation 40 au moyen de l'unité de contrôle/commande 5, et
• une configuration hors service dans laquelle la partie tournante 3 est libérée en rotation sur la tour 2 selon l'axe d'orientation 20 pour pouvoir s'orienter dans la direction du vent, le frein mécanique d'orientation 44 étant désactivé et le système motorisé d'orientation 40 étant débrayé dans la configuration hors service.

[0047] Lorsque la grue à tour 1 est dans la configuration hors service, l'unité de contrôle/commande 5 active un mode de surveillance dans lequel l'unité de contrôle/commande 5 :

• reçoit, en provenance du détecteur angulaire 45, les variations de l'angle d'orientation de la partie tournante 3 ;
• établit, à partir des variations de l'angle d'orientation de la partie tournante 3, les variations d'une vitesse angulaire de la partie tournante 3.

[0048] L'unité de contrôle/commande 5 désactive ce mode de surveillance lorsque la grue à tour 1 est dans la configuration de service.

[0049] Dans ce mode de surveillance, l'unité de contrôle/commande 5 détecte, en fonction des variations de l'angle d'orientation et/ou en fonction des variations de la vitesse angulaire, si la partie tournante est dans l'un des états d'instabilité suivants :

• un état d'autorotation, illustré sur la Figure 3, correspondant à un mouvement rotatif de la partie tournante 3 autour de l'axe d'orientation 20 dans un sens donné sur au moins un tour complet, comme schématisé par la flèche « TR » ; ou
• un état d'oscillation, illustré sur la Figure 4, correspondant à un mouvement de va-et-vient de la partie tournante 3 autour de l'axe d'orientation 20, comme schématisé par la flèche « VV ».

[0050] L'état d'autorotation est caractérisé par une variation de l'angle d'orientation selon une amplitude angulaire au moins supérieure à un seuil angulaire d'autorotation SAAR d'au moins 360 degrés dans un premier intervalle de temps T1 donné ou à une vitesse angulaire supérieure à un seuil de vitesse d'autorotation SVAR donné.

[0051] A titre d'exemple, le seuil angulaire d'autorotation SAAR est de 360 degrés, autrement dit l'état d'autorotation est détecté à partir d'un tour complet dans le premier intervalle de temps T1 qui est notamment d'au plus 10 minutes, et par exemple de l'ordre de 5 à 10 minutes. Dans ce cas, l'état d'autorotation est détecté si la partie tournante 3 fait au moins un tour complet en moins de T1 minutes, et par exemple en moins de 10 minutes si T1 égal à 10 minutes. En variante ou en complément, le seuil de vitesse d'autorotation SVAR peut être d'au moins 6 t/h (tours par heure). Dans ce cas, l'état d'autorotation est détecté si la partie tournante 3 fait au moins un tour complet avec une vitesse angulaire supérieure ou égale à 6 t/h.

[0052] L'état d'oscillation est caractérisé par au moins un cycle de variations de l'angle d'orientation dans un premier sens puis dans un deuxième sens, opposé au premier sens (autrement dit au moins un cycle d'aller/retour ou de va-et-vient), caractérisé par un débattement angulaire DA de l'angle d'orientation au moins égal à un seuil angulaire d'oscillation SAO compris entre 20 et 180 degrés dans un second intervalle de temps T2 donné ou à une vitesse angulaire supérieure à un seuil de vitesse d'oscillation SVO donné.

[0053] A titre d'exemple, le seuil angulaire d'oscillation SAO est de 20 degrés, autrement dit l'état d'oscillation est détecté à partir d'un va-et-vient selon un débattement angulaire DA supérieur ou égal à 20 degrés dans le second intervalle de temps T2 qui est notamment d'au plus 5 minutes, et par exemple de l'ordre de 2 à 5 minutes. Dans ce cas, l'état d'oscillation est détecté si la partie tournante 3 fait un va-et-vient selon un débattement angulaire de 20 degrés au moins en moins de T2 minutes, et par exemple en moins de 5 minutes si T2 égal à 5 minutes. Il est à noter que sur un va-et-vient selon un débattement angulaire DA, la partie tournante 3 pivote de DA degrés dans un sens puis de DA degrés dans l'autre sens. En variante ou en complément, le seuil de vitesse d'oscillation SVO peut être d'au moins 1,3 t/h (tours par heure). Dans ce cas, l'état d'oscillation est détecté si la partie tournante 3 fait un va-et-vient selon un débattement angulaire de 20 degrés au moins avec une vitesse angulaire supérieure ou égale à 1,3 t/h.

[0054] Par ailleurs, il est envisageable que la grue à tour 1 comprenne au moins un anémomètre 8 propre à mesure une vitesse de vent et relié à l'unité de contrôle/commande 5. Ainsi, dans le mode de surveillance, l'unité de contrôle/commande 5 détecte un état d'instabilité aussi en fonction de la vitesse de vent, et en particulier un état d'instabilité critique comme décrit ultérieurement. Dans le mode de surveillance, si un état d'instabilité est détecté, alors l'unité de contrôle/commande 5 enregistre dans une mémoire 50 un évènement d'instabilité défini par un enregistrement :

• d'une datation (jour et heure) de l'état d'instabilité,
• des variations de la vitesse de vent ou une vitesse de vent moyenne ou une vitesse de vent maximale durant l'état d'instabilité ;

et un enregistrement également d'un ou plusieurs paramètres d'instabilité choisis parmi :

• des variations de l'angle d'orientation ;
• des vitesses angulaires ou au moins une vitesse angulaire maximale durant l'état d'instabilité ;
• l'amplitude angulaire pour un état d'autorotation ;
• le débattement angulaire DA pour un état d'oscillation.

[0055] La grue à tour 1 comprend également un émetteur 7, filaire ou sans fil, relié à l'unité de contrôle/commande 5, de sorte que l'unité de contrôle/commande 5 déclenche une émission par l'émetteur 7 à un tiers d'un message préventif contenant l'évènement d'instabilité, avec toutes les données enregistrées associées telles que datation, vitesse de vent et paramètre(s) d'instabilité.

[0056] Dans le mode de surveillance, l'unité de contrôle/commande 5 détecte également si l'état d'instabilité correspond à l'un des états d'instabilité critiques suivants, établis quelle que soit la vitesse du vent :

• un état d'autorotation dans lequel l'amplitude angulaire est supérieure à un seuil critique angulaire d'autorotation SCAAR dans le premier intervalle T1 de temps donné, ce seuil critique angulaire d'autorotation SCAAR étant supérieur au seuil angulaire d'autorotation SAAR ;
• un état d'autorotation dans lequel la vitesse angulaire est supérieure à un seuil critique de vitesse d'autorotation SCVAR, ce seuil critique de vitesse d'autorotation SCVAR étant supérieur au seuil de vitesse d'autorotation SVAR.

[0057] Dans l'exemple ci-dessus, le seuil angulaire d'autorotation SAAR est de 360 degrés, et par exemple le seuil critique angulaire d'autorotation SCAAR est de 720 degrés (soit 2 tours). Dans ce cas, l'état d'instabilité critique est détecté si la partie tournante 3 fait au moins deux tours en moins de T1 minutes, et par exemple en moins de 10 minutes si T1 égal à 10 minutes.

[0058] Dans l'exemple ci-dessus, le seuil de vitesse d'autorotation SVAR est de 6 t/h, et par exemple le seuil critique de vitesse d'autorotation SCVAR est de 12 t/h. Dans ce cas, l'état d'instabilité critique est détecté si la partie tournante 3 fait au moins un tour complet avec une vitesse angulaire supérieure ou égale à 12 t/h.

[0059] Dans une version avantageuse, la vitesse de vent est prise en considération pour caractériser un autre état d'instabilité critique, qui correspond à un état d'autorotation dans lequel la vitesse angulaire est comprise entre le seuil de vitesse d'autorotation SVAR et le seuil critique de vitesse d'autorotation SCVAR, et la vitesse de vent est supérieure à un seuil critique de vitesse de vent SCVV, qui est par exemple compris entre 10 et 20 m/s, et notamment entre 14 et 20 m/s.

[0060] Dans l'exemple ci-dessus, le seuil de vitesse d'autorotation SVAR est de 6 t/h, et le seuil critique de vitesse d'autorotation SCVAR est de 12 t/h. Dans l'exemple ci-dessus, le seuil critique de vitesse d'autorotation SCVAR est de 9 t/h. Dans ce cas, l'état d'instabilité critique est détecté si la partie tournante 3 fait au moins un tour complet avec une vitesse angulaire comprise entre 6 t/h et 12 t/h, et si (double condition) la vitesse de vent est supérieure au seuil critique de vitesse de vent SCVV qui est par exemple de 14 m/s.

[0061] Lorsqu'un tel d'instabilité critique est détecté, alors l'unité de contrôle/commande 5 déclenche au moins une action d'alerte, comme par exemple une tout ou partie des actions d'alerte de la liste ci-dessous :

• activation d'une alarme locale, sonore ou lumineuse, l'unité de contrôle/commande 5 étant reliée à un générateur d'alarme locale 7, comme par exemple un haut-parleur dans l'exemple illustré en Figure 1 ;
• émission d'un message d'alarme à une entité distante, via l'émetteur 6 ;
• émission à un tiers d'un message d'avertissement informant sur une détection d'un état d'instabilité critique, via l'émetteur 6 ;
• activation du frein mécanique d'orientation 44 ;
• activation du système motorisé d'orientation 40 pour générer un couple de freinage opposé à la rotation de la partie tournante 3.

Revendications

1. Grue à tour (1) comprenant une tour (2) sur laquelle est montée pivotante une partie tournante (3) selon un axe d'orientation (20) au moyen d'un mécanisme de pivotement, ledit mécanisme de pivotement (4) incluant au moins un système motorisé d'orientation (40), un frein mécanique d'orientation (44) et un détecteur angulaire (45) apte à détecter un angle d'orientation de la partie tournante (3), ladite grue à tour (1) étant configurable entre une configuration de service dans laquelle la partie tournante (3) est pilotable en rotation sur la tour selon l'axe d'orientation (20) au moyen du système motorisé d'orientation (40), et une configuration hors service dans laquelle la partie tournante (3) est libérée en rotation sur la tour selon l'axe d'orientation (20) pour pouvoir s'orienter dans la direction du vent, ledit frein mécanique d'orientation (44) étant désactivé dans la configuration hors service, ladite grue à tour (1) comprenant une unité de contrôle/commande (5) raccordée au système motorisé d'orientation (40), au frein mécanique d'orientation (44) et au détecteur angulaire (45), ladite grue à tour (1) étant caractérisée en ce que, dans la configuration hors service, l'unité de contrôle/commande (5) active un mode de surveillance dans lequel l'unité de contrôle/commande (5) détecte, en fonction de variations de l'angle d'orientation de la partie tournante (3) ou en fonction de variations d'une vitesse angulaire de la partie tournante (3) établie à partir des variations de l'angle d'orientation, si la partie tournante (3) est dans l'un des états d'instabilité suivants :

- un état d'autorotation, correspondant à un mouvement rotatif de la partie tournante (3) dans un sens donné sur au moins un tour complet, caractérisé par une variation de l'angle d'orientation selon une amplitude angulaire au moins supérieure à un seuil angulaire d'autorotation d'au moins 360 degrés dans un premier intervalle de temps donné ou à une vitesse angulaire supérieure à un seuil de vitesse d'autorotation donné ; ou

- un état d'oscillation, correspondant à un mouvement de va-et-vient de la partie tournante (3) autour de l'axe d'orientation (20), caractérisé par au moins un cycle de variations de l'angle d'orientation dans un premier sens puis dans un deuxième sens, opposé au premier sens, caractérisé par un débattement angulaire de l'angle d'orientation au moins égal à un seuil angulaire d'oscillation compris entre 20 et 180 degrés dans un second intervalle de temps donné ou à une vitesse angulaire supérieure à un seuil de vitesse d'oscillation donné.

2. Grue à tour (1) selon la revendication 1, dans laquelle, dans la configuration de service, l'unité de contrôle/commande (5) désactive le mode de surveillance.

3. Grue à tour (1) selon les revendications 1 ou 2, comprenant au moins un anémomètre (8) propre à mesure une vitesse de vent et relié à l'unité de contrôle/commande (5), et dans laquelle, dans le mode de surveillance, l'unité de contrôle/commande (5) détecte un état d'instabilité aussi en fonction de la vitesse de vent.

4. Grue à tour (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle, dans le mode de surveillance, si un état d'instabilité est détecté, alors l'unité de contrôle/commande (5) enregistre un évènement d'instabilité défini par un enregistrement d'une datation de l'état d'instabilité et d'un ou plusieurs paramètres d'instabilité choisis parmi :

- des variations de l'angle d'orientation ;

- des vitesses angulaires ou au moins une vitesse angulaire maximale durant l'état d'instabilité ;

- l'amplitude angulaire pour un état d'autorotation ;

- le débattement angulaire pour un état d'oscillation.

5. Grue à tour (1) selon les revendications 3 et 4, dans lequel, dans le mode de surveillance, si un état d'instabilité est détecté, alors l'unité de contrôle/commande (5) enregistre dans l'événement d'instabilité également des variations de la vitesse de vent ou une vitesse de vent moyenne ou une vitesse de vent maximale durant l'état d'instabilité.

6. Grue à tour (1) selon les revendications 4 ou 5, dans laquelle l'unité de contrôle/commande (5) déclenche une émission à un tiers d'un message préventif contenant l'évènement d'instabilité.

7. Grue à tour (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle, dans le mode de surveillance, l'unité de contrôle/commande (5) détecte si l'état d'instabilité correspond à l'un des états d'instabilité critiques suivants :

- un état d'autorotation dans lequel l'amplitude angulaire est supérieure à un seuil critique angulaire d'autorotation dans le premier intervalle de temps donné, ledit seuil critique angulaire d'autorotation étant supérieur au seuil angulaire d'autorotation ;

- un état d'autorotation dans lequel la vitesse angulaire est supérieure à un seuil critique de vitesse d'autorotation, ledit seuil critique de vitesse d'autorotation étant supérieur au seuil de vitesse d'autorotation ;

et lorsque un tel état d'instabilité critique est détecté, alors l'unité de contrôle/commande (5) déclenche au moins une action d'alerte.

8. Grue à tour (1) selon les revendications 3 et 7, dans laquelle un autre état d'instabilité critique correspondant à un état d'autorotation dans lequel la vitesse angulaire est comprise entre le seuil de vitesse d'autorotation et le seuil critique de vitesse d'autorotation, et la vitesse de vent est supérieure à un seuil critique de vitesse de vent.

9. Grue à tour (1) selon la revendication 8, dans laquelle le seuil critique de vitesse de vent est compris entre 10 et 20 m/s, et par exemple entre 14 et 20 m/s.

10. Grue à tour (1) selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, dans lequel l'action d'alerte comprend une activation d'une alarme locale, sonore ou lumineuse.

11. Grue à tour (1) selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, dans laquelle l'action d'alerte comprend une émission d'un message d'alarme à une entité distante.

12. Grue à tour (1) selon l'une quelconque des revendications 7 à 11, dans laquelle l'action d'alerte comprend une émission à un tiers d'un message d'avertissement informant sur une détection d'un état d'instabilité critique.

13. Grue à tour (1) selon l'une quelconque des revendications 7 à 12, dans laquelle l'action d'alerte comprend une activation du frein mécanique d'orientation (44).

14. Grue à tour (1) selon l'une quelconque des revendications 7 à 13, dans laquelle l'action d'alerte comprend une activation du système motorisé d'orientation (40) pour générer un couple de freinage opposé à la rotation de la partie tournante (3).

15. Procédé de surveillance d'une grue à tour (1) comprenant une tour (2) sur laquelle est montée pivotante une partie tournante (3) selon un axe d'orientation (20) au moyen d'un mécanisme de pivotement (4), ledit mécanisme de pivotement (4) incluant au moins un système motorisé d'orientation (40), un frein mécanique d'orientation (44) et un détecteur angulaire (45) apte à détecter un angle d'orientation de la partie tournante (3), ladite grue à tour (1) étant configurable entre une configuration de service dans laquelle la partie tournante (3) est pilotable en rotation sur la tour selon l'axe d'orientation (20) au moyen du système motorisé d'orientation (40), et une configuration hors service dans laquelle la partie tournante (3) est libérée en rotation sur la tour selon l'axe d'orientation (20) pour pouvoir s'orienter dans la direction du vent, ledit frein mécanique d'orientation (44) étant désactivé dans la configuration hors service, ladite grue à tour (1) comprenant une unité de contrôle/commande (5) raccordée au système motorisé d'orientation (40) et au détecteur angulaire (45), ledit procédé de surveillance comprenant, dans la configuration hors service, une étape d'activation d'un mode de surveillance dans lequel l'unité de contrôle/commande (5) détecte, en fonction de variations de l'angle d'orientation de la partie tournante (3) ou en fonction de variations d'une vitesse angulaire de la partie tournante (3) établie à partir des variations de l'angle d'orientation, si la partie tournante (3) est dans l'un des états d'instabilité suivants :

- dans un état d'autorotation, correspondant à un mouvement rotatif de la partie tournante (3) dans un sens donné sur au moins un tour complet, caractérisé par une variation de l'angle d'orientation selon une amplitude angulaire au moins supérieure à un seuil angulaire d'autorotation d'au moins 360 degrés dans un premier intervalle de temps donné ou à une vitesse angulaire supérieure à un seuil de vitesse d'autorotation donné ; ou

- dans un état d'oscillation, correspondant à un mouvement de va-et-vient de la partie tournante (3) autour de l'axe d'orientation (20), caractérisé par au moins un cycle de variations de l'angle d'orientation dans un premier sens puis dans un deuxième sens, opposé au premier sens, caractérisé par un débattement angulaire de l'angle d'orientation au moins égal à un seuil angulaire d'oscillation compris entre 20 et 180 degrés dans un second intervalle de temps donné ou à une vitesse angulaire supérieure à un seuil de vitesse d'oscillation donné.

16. Procédé de surveillance selon la revendication précédente, comprenant, dans la configuration de service, une étape de désactivation du mode de surveillance.

Dessins