En 1835, la nécessité de moderniser et d'améliorer les opérations d'une entreprise de terrassement et de construction ferroviaire, conjuguée à la vision d'un jeune inventeur américain, a donné naissance à la révolution de la pelle mécanique. Plus de 180 ans plus tard, elle est devenue un outil essentiel et indispensable pour le secteur moderne de la construction.
Historiquement, comme cela s'est produit d'innombrables fois, la nécessité d'innover pour optimiser et rentabiliser les opérations des grandes entreprises a conduit au développement et à la création d'un outil de travail conçu pour accroître la productivité.
Jusqu'au milieu des années 1830, les travaux de terrassement étaient principalement effectués à l'aide de « grattoirs » rudimentaires en métal et en bois tirés par des chevaux, et lorsque le terrain ne le permettait pas, ils étaient effectués manuellement, à la pioche et à la pelle, par un grand nombre d'ouvriers (généralement des immigrants chinois, qui offraient une main-d'œuvre bon marché).
Une révolution dans la construction
Lors de la construction de la voie ferrée entre Springfield et Worcester (Massachusetts), par la société de construction Carmichael & Fairbanks, un jeune homme de seulement 22 ans récemment nommé associé de la société, William Smith Otis (apparenté à Elisha Graves Otis, inventeur de l'ascenseur « sûr »), a conçu et créé en 1835 ce qui serait connu à l'époque comme une « grue excavatrice pour creuser et enlever la terre ».
William Smith Otis (1813 – 1839)
Bien que le premier enregistrement de brevet date de 1836, la perte du descriptif lors d'un incendie a retardé l'octroi définitif du brevet jusqu'au 24 février 1839.
Le dispositif mécanique créé par le jeune Smith Otisimitait en gros les mêmes mouvements qu'un homme jetant de la terre dans un seau avec une pelle, puis tournant à 90 degrés pour déverser le contenu du seau dans un wagon de transport.
Le plan d'ingénierie initial prévoyait une grue supportée par un wagon de chemin de fer, tiré par des chevaux ; la première excavatrice ne serait donc pas encore totalement autonome.
L'outil comportait alors une pelle métallique qui raclait une charge de terre, pour ensuite la soulever avec la grue à vapeur et enfin la décharger dans des wagons de chemin de fer, à l'aide d'un système de poulies actionné par des ouvriers, afin d'orienter la flèche construite en bois.
Présent et avenir de la pelle mécanique
La machine inventée par William Smith était actionnée, en partie, par une machine à vapeur, la traction animale et la manœuvrabilité humaine, ce qui permettait le déplacement de volumes compris entre 380 et 400 mètres cubes.
Plus de 180 ans de progrès technologiques ont permis l'innovation dans les moteurs à combustion incroyablement puissants, et plus récemment dans les moteurs électriques, l'intégration d'innombrables systèmes hydrauliques, des configurations presque infinies de longueur et de profondeur de lame, ainsi que l'émergence de terminaux et d'accessoires destinés à d'innombrables tâches telles que les marteaux hydrauliques, les multiprocesseurs, les cisailles, les pulvérisateurs, les pinces, etc.
Des godets d'une capacité allant jusqu'à 4,2 m³ par chargement ou l'intégration de systèmes de sécurité très diversifiés, des cabines d'un confort maximal équipées des systèmes d'exploitation les plus récents, parmi d'autres avancées considérables en matière de conception, sont l'héritage et le témoignage de la vision d'un jeune inventeur qui perdure à travers le temps.
Il existe actuellement des excavatrices de plus de 225 mètres de long et 96 mètres de diamètre, pesant plus de 13 000 tonnes et capables d'enlever environ 240 000 mètres cubes de terre par jour.
Dela vapeur aux moteurs thermiques.
Bien que leur configuration de base ait relativement peu changé, ces machines ont remplacé la propulsion à vapeur par des moteurs diesel, puis par des moteurs électriques, les chaînes par des câbles, et le système de roulement permettant le mouvement est devenu chenillé.
C’est peut-être là le coup de pouce décisif pour un secteur qui, tout au long du siècle dernier, a su relever les défis en se spécialisant dans les tâches de construction parallèlement à l’émergence de nouveaux types ou sous-types d’équipements (la séparation des opérations d’excavation et de chargement, par exemple). Ces évolutions ont presque toujours été le fruit d’une évolution progressive et rarement d’une invention soudaine. Les ingénieurs en développement se sont essentiellement « limités » à façonner les principes fondamentaux qui ont toujours régi la construction humaine : chargement, excavation, levage, transport, compactage, nivellement, etc.
À l'aube de cette merveille, l'énorme développement du chemin de fer, notamment en Europe et aux États-Unis, a cédé la place à une autre grande étape qui marque pratiquement le début du XXe siècle : le moteur à essence, qui a facilité la mobilité des machines hors des voies ferrées et a représenté le grand bond qualitatif de leur puissance, qui n'allait cesser de croître au fil du temps.
Ainsi débuta une voie vers un succès retentissant, tant dans le développement des engins de chantier que dans leur application. Le moteur à combustion interne, en remplacement de la vapeur, inaugura une ère nouvelle, marquant également le début de la construction routière. Ce développement bénéficia d'un nombre important d'équipements conçus spécifiquement à cet effet. L'invention du moteur à combustion interne fut la première d'une série d'étapes marquantes dans l'histoire des machines au XXe siècle. À cette liste, il convient d'ajouter, plus ou moins chronologiquement, les trains à chenilles, les pneumatiques, l'application de l'hydraulique, la transmission hydrostatique, l'électronique appliquée, l'informatique et l'ergonomie comme concept de conception.
Toutes ces innovations technologiques, apparues au fil du temps, ont visé à améliorer le quadruple objectif requis des machines : productivité élevée, faible coût unitaire, facilité d’entretien et grande disponibilité. Autrement dit, une rentabilité élevée garantie.
Sources : Somaq, Secsa/Machinery
