Les échelles aériennes : le pivotement
La base d’une échelle aérienne est sa tourelle. Cette dernière porte le berceau qui porte à son tour le parc d’échelles.
La mise en œuvre de l’échelle va consister à dresser le parc, lui donner une direction (l’azimut) par la rotation de la tourelle et enfin le déployer pour atteindre la hauteur désirée.
Rappelons que ces trois mouvements sont simultanés sur une échelle automatique (EPA, EPC) et successifs sur une échelle semi-automatique (EPSA, EPS, EPAS). Sur les premières échelles semi-automatiques le pivotement était manuel et commandé par deux volants situés de part et d’autre de la tourelle. Depuis les années les années 1980 le pivotement est hydraulique.
La tourelle est positionnée à la hauteur de l’essieu arrière du châssis porteur. Elle est posée sur une couronne de giration, c’est à dire une couronne dentée. Celle-ci assure donc la liaison mécanique entre la tourelle et le châssis (le faux-châssis plus précisément).
Elle va permettre le pivotement de la tourelle par la rotation d’un pignon sur sa circonférence.
Ce pignon est entrainé par un motoréducteur hydraulique mis en pression par une pompe hydraulique dont l’énergie est apportée par le moteur de propulsion du châssis porteur.
Principe de fonctionnement d’une tourelle
1. Pompe hydraulique
2. Réservoir
3. Joint tournant
4. Distributeur hydraulique
5. Motoréducteur et pignon d’entrainement
6. Couronne de giration
7. Tourelle
8. Parc d’échelles
9. Châssis porteur
La pompe hydraulique [1], alimentée par le réservoir hydraulique [2], met le fluide en pression (en rouge sur l’animation) et le conduit vers le joint tournant [3]. De là il est dirigé vers un distributeur [4] qui va l’orienter alternativement vers les deux entrées/sorties du motoréducteur [5] en fonction du sens de pivotement attendu.
Le motoréducteur qui reçoit le fluide hydraulique en pression entraine un pignon [5] engrené sur la couronne de giration [6]. Sa rotation va entrainer celle de la tourelle [7] et donc celle du parc d’échelles [8].
En sortie de moteur le fluide (en bleu sur l’animation) est redirigé vers le joint tournant puis vers le réservoir où il est à nouveau disponible pour la pompe hydraulique.
La tourelle pivote avec les vérins de dressage, de correction de devers, le moteur de déploiement du parc d’échelles, les vérins de mise en œuvre de la nacelle… autant d’éléments qui nécessitent un apport d’énergie, généralement hydraulique. C’est dire que la tourelle va être parcourue par un nombre important de flexibles hydrauliques, alors qu’elle est en mouvement !
La question est résolue par la mise en œuvre d’un joint tournant. Celui-ci est constitué d’une partie fixe qui comprend un orifice d’entrée et un orifice de sortie du liquide hydraulique. L’entrée est alimentée par une pompe hydraulique elle même alimentée en fluide par un réservoir (souvent appelée bâche). La sortie du joint tournant redirige le liquide hydraulique vers le réservoir.
La partie mobile du joint tournant, qui tourne avec la tourelle, reçoit le fluide hydraulique de la partie fixe et le dirige vers les éléments dynamiques (vérins, moteurs). Elle reçoit le retour de ce fluide, dirigé alors vers vers la partie fixe puis vers le réservoir. L’étanchéité entre la partie fixe et la partie mobile du joint tournant est réalisée grâce à des joints toriques. Cette disposition et ce mécanisme permettent d’éviter les torsions des flexibles hydrauliques et donc de conserver une bonne étanchéité malgré le mouvement rotatif de la tourelle.
Le joint tournant permet également le passage des câbles électriques vers les éléments consommateurs nécessaires au pivotement ou au déploiement pour certaines échelles à mouvements électriques ou pour les équipements (projecteurs…).
Un système de sécurité composé de valves parachutes, c’est à dite anti-retours, permet de maintenir la pression au niveau du pignon en cas de problème hydraulique, empêchant ainsi un pivotement accidentel et intempestif. Si une chute de pression se produit accidentellement, par exemple suite à une rupture d’un flexible hydraulique, un pointeau vient fermer le circuit (poussé par un ressort taré) et donc assurer un maintien de la pression entre le joint tournant et le moteur de pivotement (et les autres éléments mis en pression par les circuit hydrauliques). La tourelle ne peut plus, certes, se mouvoir, mais reste figée dans son position sans mettre en danger le personnel engagé sur la parc d’échelles ou sur la nacelle.