Fiche de révision : Gestion efficace des ressources chantier

📋 Plan du Cours

1. Efficience chantier et coefficient modérateur
2. Temps unitaire et crédits d’heures
3. Rendements matériel et main d’œuvre
4. Besoins en main d’œuvre et effectif
5. Besoins en matériel et planification d’utilisation
6. Choix du poste de bétonnage BFC ou BPE
7. Poste de levage grue et dimensionnement
8. Cycle de grue et saturation de grue

📖 1. Efficience chantier et coefficient modérateur

🔑 Notions clés & Définitions

• Efficience chantier : L’efficience est la capacité de performance d’un ensemble productif, mesurée sur un chantier par le ratio du temps productif au temps écoulé.
• Coefficient modérateur : Le coefficient modérateur est un facteur appliqué aux rendements calculés pour tenir compte des conditions réelles d’exécution et des particularités conjoncturelles.
• Temps unitaire : Le temps unitaire (TU) est le temps productif affecté à un ouvrier pour réaliser seul une unité d’ouvrage élémentaire.
• Crédit d’heures : Le crédit d’heures (CH) est le temps total productif obtenu en multipliant une quantité par le TU correspondant.
• Déboursés de main d’œuvre : Les déboursés de main d’œuvre sont le coût de la MO productive calculé à partir du déboursé horaire et du TU.

📝 Points essentiels

• L’efficience d’un chantier correspond au ratio temps passé à produire / temps écoulé, et s’exprime généralement entre 70% et 80%.
• Un coefficient modérateur est appliqué aux résultats de calculs de rendements des ressources chantier pour refléter les conditions réelles d’exécution.
• Si l’efficience vaut 75%, le travail réellement productif représente les 3/4 du temps passé.
• Le TU se mesure en heures de présence ou en heures productives, et peut être donné par exemple sous la forme 0,05 h/kg.
• Pour 1 m3 de béton armé, le TU doit être ventilé entre coffrage, ferraillage et bétonnage afin d’obtenir les temps productifs.
• Le crédit d’heures se calcule par CH = Quantité × TU, par exemple 100 m3 × 1,20 h/m3 = 120 h pour le bétonnage de semelles.

💡 Astuce mémo

Efficience = Productif / Écoulé ; TU → CH (Quantité × TU) ; Coût MO = DHMO × TU.

📖 2. Temps unitaire et crédits d’heures

🔑 Notions clés & Définitions

• Heure décimale : Une heure décimale exprime un temps en fraction d’heure, obtenue en convertissant les minutes en base 60.
• Centième d’heure : Un centième d’heure est une unité de temps égale à 0,01 h, pratique pour passer rapidement entre minutes et heures décimales.
• Temps productif chronométré : Le temps productif chronométré est la durée mesurée pendant laquelle les ouvriers réalisent effectivement l’ouvrage facturable.
• Crédits d’heures : Les crédits d’heures sont les volumes de temps de travail disponibles ou nécessaires, calculés à partir des quantités et des temps unitaires.
• Temps unitaire (TU) : Le temps unitaire est le temps de travail associé à une unité d’ouvrage, utilisé pour convertir une quantité en durée de tâche.

📝 Points essentiels

• Conversion minutes → heures : on divise le nombre de minutes par 60 pour obtenir la valeur en heures décimales.
• Exemples : 45 min = 0,75 h (75 centièmes d’heure) et 15 min = 0,25 h (25 centièmes d’heure).
• Conversion centièmes d’heure → minutes : on multiplie les centièmes d’heure par 60 pour retrouver les minutes.
• Rendement matériel : le temps d’utilisation vaut $TU_{mat}=1/R$ où $R$ est le rendement du matériel (ex. $R=5\,m^3/h$ donne $TU=0{,}20\,h/m^3$).
• Rendement équipe : $R_{eq}=\dfrac{Q}{TPC}$ avec $Q$ la quantité réalisée pendant le chronométrage et $TPC$ le temps productif chronométré.
• Rendement ouvrier : $R_{ouv}=\dfrac{Q}{TPC}\times N_{ouv}$ et relation utile $TU=\dfrac{1}{R_{ouv}}$ pour relier temps unitaire et rendement.

💡 Astuce mémo

60 minutes = 1 heure : minutes/60 → heures, puis centièmes×60 → minutes.

📖 3. Rendements matériel et main d’œuvre

🔑 Notions clés & Définitions

• Crédits d’heures : Les crédits d’heures sont la quantité totale de temps de travail nécessaire pour exécuter tous les ouvrages, calculée à partir des quantités et des temps unitaires.
• Effectif nécessaire : L’effectif nécessaire est le nombre d’ouvriers requis pour réaliser une tâche dans un délai donné, obtenu en divisant les crédits d’heures par la durée de travail productive.
• Temps productif : Le temps productif correspond au temps réellement exploitable pour produire, exprimé en heures par jour ouvré.
• Jour ouvré : Un jour ouvré est un jour effectivement travaillé, donc le nombre de jours utilisés dans les calculs de durée.
• Rendement du matériel : Le rendement du matériel exprime la quantité d’ouvrage réalisable par unité de temps, en intégrant la part de temps morts liée au chantier.

📝 Points essentiels

• Crédits d’heures (CH) : CH = ∑(Quantité Q × Temps unitaire TU) sur chaque poste d’ouvrage.
• Durée tâche : Durée tâche = (Q × TU) / (Effectif × temps productif par jour).
• Effectif : Effectif = CH / (Durée tâche × temps productif par jour).
• Temps d’emploi du matériel : temps d'emploi = Quantité d’ouvrage à réaliser / Rendement.
• Le temps prévisionnel d’utilisation du matériel est obtenu en additionnant les durées calculées pour chaque matériel, puis en arrondissant chaque résultat en nombre entier de jours.
• La démarche matériel : évaluer le travail, analyser la disponibilité, choisir les matériels et leurs durées, puis planifier l’utilisation.

💡 Astuce mémo

CH = Q×TU ; Effectif = CH/(jours×heures productives) ; Matériel : durée = quantité/rendement.

📖 4. Besoins en main d’œuvre et effectif

🔑 Notions clés & Définitions

• Rendement théorique de la pelle : Le rendement théorique exprime la production horaire idéale de la pelle avant correction par l’efficience.
• Coefficient d’efficience : Le coefficient d’efficience réduit le rendement théorique pour obtenir le rendement pratique réellement atteignable.
• Capacité de transport du camion : La capacité de transport correspond au volume transportable par un camion à partir de la charge utile et de la masse volumique du matériau foisonné.
• Durée du cycle d’un camion : La durée du cycle est la somme des temps de chargement, transport aller, déchargement et retour au chantier.
• Béton Fabriqué sur Chantier : Le BFC désigne la fabrication du béton directement sur le chantier à l’aide de bétonnières ou d’installations dédiées.

📝 Points essentiels

• Rendement pratique de la pelle : $R=30\times 0.83=24.900\ \text{m}^3/\text{h}$.
• Capacité de transport : $V_{trans}=CU\times \rho=10\times 1.6=6.250\ \text{m}^3$, à comparer à la capacité max de benne (8 m3 foisonné).
• Temps de chargement : $t_{charg}=V_{trans}/R=6.250/24.900=0.25\ \text{h}$.
• Temps de transport à la décharge : $t_{t,décharg}=D/vm.c=9/25=0.36\ \text{h}$ et temps de retour : $t_{retour}=D/vm.v=9/45=0.20\ \text{h}$.
• Temps de déchargement pris forfaitairement : $t_{décharg}=0.10\ \text{h}$, donc $t_{cycle}=0.25+0.36+0.10+0.20=0.91\ \text{h}$.
• Nombre de camions à charger : $N_c=t_{cycle}/t_{charg}=0.91/0.25=3.64$, donc choix possible de 3 ou 4 camions selon l’objectif de production sans attente.

💡 Astuce mémo

Rendement pratique = rendement théorique × efficience ; cycle camion = chargement + aller + déchargement + retour ; camions ≈ cycle/chargement.

📖 5. Besoins en matériel et planification d’utilisation

🔑 Notions clés & Définitions

• BFC : BFC : béton fabriqué sur chantier, dont le coût dépend des matériaux, de la main-d’œuvre et de l’énergie, avec des frais fixes liés à l’installation.
• BPE : BPE : béton fourni par une centrale, dont le coût est obtenu après négociation et dépend du volume livré ou fabriqué.
• Seuil de rentabilité : Seuil de rentabilité : volume $X_R$ pour lequel le coût du BFC devient égal à celui du BPE, déterminant le choix de la solution.
• Grue de chantier : Grue de chantier : organe principal assurant la cadence et la distribution des matériaux et matériels, indispensable à la manutention mécanique.
• Temps d’occupation de grue : Temps d’occupation de grue : durée totale mobilisant la grue, composée du temps d’activité, du temps improductif et des aléas.

📝 Points essentiels

• Le choix BFC/BPE dépend du volume total $Q$, de la durée du chantier, de l’espace disponible et des disponibilités de matériels de l’entreprise.
• Pour le BFC, le coût s’écrit $y(BFC)=a x + b$ avec $a$ coût de $1\,m^3$ sur chantier et $b$ frais fixes d’installation et de repliement.
• Pour le BPE, le coût s’écrit $y(BPE)=c x$ où $c$ est le coût négocié et $x$ le volume fabriqué ou livré.
• Le seuil $X_R$ se trouve en résolvant $y(BFC)=y(BPE)$, ce qui donne $X_R=\dfrac{b}{c-a}$.
• Si $Q<X_R$, la solution la plus rentable est le BPE, et si $Q>X_R$, la solution la plus rentable est le BFC.
• Exemple : avec $a=8000\,DA$, $b=150000\,DA$, $c=13000\,DA$, on obtient $X_R=30\,m^3$ et pour $Q=50\,m^3$ on choisit le BFC.

💡 Astuce mémo

BFC = coût variable + frais fixes (droite avec ordonnée b), BPE = coût variable seul (droite passant par l’origine) ; le seuil $X_R$ est l’abscisse de l’intersection.

📖 6. Choix du poste de bétonnage BFC ou BPE

🔑 Notions clés & Définitions

• Axe de la voie de grue : L’axe de la voie de grue est la ligne de référence tracée sur le plan pour positionner l’emprise de circulation de la grue par rapport aux bâtiments et terrassements.
• Distance de sécurité D : La distance de sécurité D est l’écart minimal à respecter entre l’emprise de la grue et les zones à protéger, calculé à partir des dimensions de l’embase.
• Longueur minimale de la flèche : La longueur minimale de la flèche est la valeur à déterminer pour atteindre le point le plus éloigné du chantier, obtenue par mesure sur plan puis arrondi par excès.
• Hauteur minimale hsc : La hauteur minimale hsc est la hauteur totale à prévoir au-dessus des rails, calculée comme somme de hauteurs liées aux bâtiments, à la sécurité et aux charges.
• Cycle grue : Le cycle grue est le temps d’occupation de la grue pour réaliser un ouvrage élémentaire, exprimé en minutes ou en minutes de grue.

📝 Points essentiels

• Tracer l’axe de la voie de grue sur le plan de terrassement en le plaçant le plus souvent parallèle aux bâtiments, avec une distance minimale D.
• Calculer D avec la formule $D=(L/2\;ou\;l/2)+0.60\,m$ où L et l sont les dimensions en plan de l’embase de la grue.
• Déterminer la longueur minimale de flèche en repérant l’angle du bâtiment le plus éloigné, en traçant la perpendiculaire à l’axe puis en mesurant à l’échelle, arrondie par excès au mètre supérieur.
• Calculer la hauteur minimale hsc par $hsc=h1+h2+h3$ avec h1 la plus grande hauteur des bâtiments, h2 une marge de sécurité de 2 m, et h3 la hauteur des charges avec le matériel.
• Retenir les valeurs maximales des charges à lever en bout de flèche après études comparatives, en considérant les portées maximales et intermédiaires.
• Choisir les caractéristiques réelles de la grue en visant le meilleur ajustement au chantier et une valeur locative minimale, tout en vérifiant le démontage en fin de travaux.

💡 Astuce mémo

D = (demi-embase) + 0,60 m ; hsc = bâtiment + sécurité(2 m) + charge ; flèche = distance plan → arrondi par excès.

📖 7. Poste de levage grue et dimensionnement

🔑 Notions clés & Définitions

• Manutention en charge : La manutention en charge regroupe les temps de mouvements de la grue lorsque la charge est suspendue, puis on ajoute une majoration de temps.
• Manutention à vide : La manutention à vide regroupe les temps de mouvements de la grue lorsque la charge n’est plus suspendue, avec ses propres distances et vitesses.
• Temps de manutention en charge : Le temps de manutention en charge est la somme des temps élémentaires de montée, translation, rotation et descente, majorée d’un supplément.
• Charge de grue : La charge de grue correspond à l’occupation de la grue, aussi appelée saturation, et se calcule à partir des cadences et d’un temps unitaire de levage.
• Taux de saturation de grue : Le taux de saturation exprime le pourcentage de travail réel de la grue sur une journée de travail (8 ou 9 heures).

📝 Points essentiels

• Pour une manutention en charge, on additionne 0,5 + 0,2 + Max(0,46 ; 0,23) + 0,15 = 1,31 min (ING 3 Organisation des Chantiers).
• Pour une manutention à vide, on additionne 0,46 + 0,23 + 0,25 + 0,15 = 1,31 min (selon les temps élémentaires donnés).
• Les temps élémentaires de manutention en charge incluent montée, translation, rotation de la flèche et descente, avec des durées calculées à partir des distances et vitesses indiquées.
• La charge de grue se calcule par cumul des cadences journalières multipliées par des temps unitaires : Charge grue = (cadence voiles)×(TU voiles) + (cadence planchers)×(TU planchers) + …
• La charge de grue s’exprime en heures, de préférence en heures de grue (hG), et un chantier optimal vise une grue correctement saturée.
• La saturation correcte impose un équilibre : la grue n’est jamais inoccupée et n’est jamais sur-occupée, donc l’occupation doit coller au temps de travail journalier des ouvriers.

💡 Astuce mémo

Charge de grue = Cadences × Temps unitaires : si la grue est bien saturée, elle n’attend pas et ne déborde pas.

📖 8. Cycle de grue et saturation de grue

🔑 Notions clés & Définitions

• Cycle de grue : Un cycle de grue regroupe la durée des déplacements de la grue en charge et à vide, plus les temps liés aux manutentions et à la main d’œuvre.
• Nombre de cycles : Le nombre de cycles correspond au rapport entre la quantité d’ouvrage à réaliser et la quantité manutentionnée par cycle.
• Durée de manutention : La durée de manutention est le temps total passé par la grue pour une tâche, obtenue en multipliant la durée d’un cycle par le nombre de cycles.
• Heures de travail grue par jour : Les heures de travail théoriques de la grue par jour se calculent à partir du temps journalier disponible et d’un coefficient de disponibilité (0.9 dans l’exemple).
• Saturation de grue : La saturation vérifie si la grue peut couvrir la charge de travail totale en comparant les jours nécessaires au planning prévisionnel.

📝 Points essentiels

• Durée d’un cycle (manutention) = déplacements grue en charge + déplacements grue à vide + temps de main d’œuvre.
• Exemple voiles : durée de cycle retenue = 7.50 min pour le décoffrage/coffrage des banches.
• Formule du nombre de cycles : Nbre cycles = Quantité d’ouvrage / Quantité manutentionnée par cycle.
• Exemple voiles : Nbre cycles = (367 + 295) / 4.30 = 153.95, soit 154 cycles.
• Durée de manutention tâches (voiles) : 7.50 min × 154 = 1155 minG.
• Durée totale niveau (ouvrages) : somme des durées ouvrages = 9850.9 minG (et somme tâches = 5008.8 minG).

💡 Astuce mémo

Cycle = Déplacements (charge+vide) + Main d’œuvre ; puis Total = Durée cycle × Nombre cycles ; Jours = Total(minG)/(60×heures/j)

📊 Tableaux de synthèse

Seuil de rentabilité BFC vs BPE

⚠️ Pièges & confusions fréquents

1. Confondre efficience et coefficient modérateur : l’efficience est le ratio productif/écoulé, tandis que le coefficient modérateur corrige les rendements calculés.
2. Prendre le TU comme temps total au chantier : le TU est le temps productif mis par un ouvrier pour 1 unité d’ouvrage élémentaire, utilisé pour CH et déboursés.
3. Oublier que les TU sont donnés en fraction décimale d’heure : convertir minutes→heures avec /60 et centièmes×60, sinon toutes les durées et effectifs deviennent faux.
4. Mélanger rendement matériel et temps d’utilisation : TU_mat=1/R (avec R en m3/h), et on majore le temps d’emploi car le matériel n’est pas efficace 100% toute la journée.
5. Se tromper sur la formule de l’effectif : Effectif = CH / (Durée tâche × temps productif par jour), pas l’inverse.
6. Calculer la durée de cycle grue sans la majoration : le cycle grue inclut chargement/transport/déchargement/retour/attente, et les temps de manutention ajoutent 0,15 min de fin de mouvements.
7. Confondre cycle de grue et charge de grue : le cycle est une durée (min ou minG) pour un ouvrage élémentaire, la charge est un cumul de cadences×TU (en hG) pour saturer la grue.

✅ Checklist Examen

1. Définir efficience et expliquer son rôle via le coefficient modérateur sur les rendements, avec la fourchette 70–80% et l’exemple 75%.
2. Définir le TU et distinguer heures de présence vs heures productives, puis donner l’idée de décomposition (coffrage/ferraillage/bétonnage).
3. Calculer un crédit d’heures : CH = Quantité × TU, puis calculer des déboursés de MO : Déboursés de MO = DHMO × TU.
4. Faire les conversions minutes↔heures décimales et centièmes d’heure↔minutes (diviser par 60, multiplier par 60).
5. Calculer un rendement matériel et en déduire le temps d’utilisation : TU_mat = 1/R, puis appliquer la logique “quantité/rendement”.
6. Calculer un rendement équipe et un rendement ouvrier : Req = Q/TPC et Rouv = (Q/TPC)×Nouv, puis relier TU = 1/Rouv.
7. Suivre la démarche complète besoins en MO : avant-métré → CH → délais → effectif → composition d’équipes, et utiliser Effectif = CH/Durée tâche.
8. Calculer une durée tâche à partir de Q, TU, effectif et temps productif par jour, puis interpréter “jour ouvré”.
9. Résoudre un problème de terrassement avec pelle+camions : vérifier Vtrans = CU×ρ, calculer rendement pratique pelle avec efficience, puis t_cycle et nombre de camions (3 ou 4).
10. Choisir BFC vs BPE en calculant le seuil X_R à partir de y(BFC)=y(BPE) et en appliquant la règle Q<X_R → BPE, Q>X_R → BFC.
11. Dimensionner le poste de bétonnage/implantation grue : calculer D=(L/2 ou l/2)+0,60, déterminer flèche (arrondi par excès), calculer hsc=h1+h2+h3.
12. Calculer le cycle grue et la manutention : écrire Cycle grue = chargement + transport aller + déchargement + transport retour + attente, puis appliquer les temps élémentaires avec majoration 0,15 min.
13. Calculer la charge de grue (saturation) : Charge grue = Σ(cadence×TU) et vérifier l’équilibre “ni inoccupée ni sur-occupée” via le taux de saturation et les heures/jour.
14. Calculer le nombre de cycles et la durée totale de manutention : Nbre cycles = Quantité / Quantité manutentionnée par cycle, puis Durée = durée cycle × Nbre cycles et en déduire les jours.