Maintenance des engins lourds : quels modèles nécessitent le plus et le moins d'entretien

De l'achat à l'exploitation en passant par la maintenance, l'argent que vous investissez dans vos engins lourds impacte directement le retour sur investissement (ROI) que vous obtiendrez. Un élément clé pour augmenter le ROI et tirer le meilleur parti de votre équipement est une routine de maintenance préventive (MP). La MP permet de minimiser les temps d'arrêt, de prolonger la durée de vie de vos engins et d'augmenter leur valeur de revente.

Si la maintenance préventive est cruciale, elle augmente aussi le coût de possession de l'équipement. Chaque fois que vous pouvez réduire ce coût de possession, vous économisez de l'argent pour votre entreprise. Comment les coûts de maintenance doivent-ils donc influencer vos achats d'engins lourds ?

Dans de nombreux scénarios, le facteur le plus important lors de l'achat d'engins lourds est de trouver la bonne machine capable d'accomplir le travail. Un équipement spécialisé vaut l'investissement car il aide votre équipe à maximiser sa productivité sur le chantier. Cependant, il arrive parfois que vous puissiez choisir entre plusieurs types d'équipements pour un même travail. Considérer les coûts globaux de maintenance peut vous aider à optimiser votre achat tant sur le plan fonctionnel que financier.

Qu'est-ce qui influence les coûts de maintenance des engins lourds ?

Les coûts de maintenance d'un engin lourd varient selon plusieurs facteurs et ses exigences de maintenance. Il existe trois principaux types de maintenance associés à leurs coûts propres :

• Réparations : La maintenance corrective survient lorsqu'un équipement subit une panne ou un dysfonctionnement imprévu. Les réparations peuvent survenir à des intervalles irréguliers selon l'état de l'équipement, et le coût dépend généralement de la pièce spécifique qui tombe en panne. L'enjeu majeur est de remettre l'équipement en service le plus rapidement possible.
• Maintenance préventive : La MP repose sur un calendrier prédéfini pour détecter les problèmes potentiels avant qu'ils ne causent des arrêts. Elle survient généralement plus souvent que tout autre type de maintenance, créant un coût récurrent qui varie selon le type d'équipement.
• Maintenance conditionnelle : Elle intervient lorsque les opérateurs identifient un problème lors d'inspections ou de surveillances de routine. Comme les réparations, elle est de nature sporadique. Elle a tendance à augmenter avec l'âge de l'équipement et son coût varie selon le problème.

Le type et la fréquence de maintenance requis influencent les coûts globaux. D'autres facteurs déterminants incluent :

• Si l'équipement est sur chenilles ou sur pneus
• La taille de l'équipement (petit ou grand)
• L'intensité des chocs et de l'environnement de travail
• Les conditions d'exploitation typiques
• L'âge de l'équipement

Lors de la comparaison de différents équipements, réfléchissez à ces facteurs pour déterminer si votre équipement nécessitera plus ou moins de maintenance que prévu.

Équipements sur chenilles vs sur pneus

Les systèmes de propulsion sur chenilles et sur pneus offrent chacun des avantages précieux. Le contact au sol accru des équipements sur chenilles offre une adhérence cruciale sur les sols meubles et glissants, ce qui peut être important pour la sécurité et l'efficacité par temps difficile. Les équipements sur pneus offrent des vitesses plus élevées et une meilleure durabilité sur les surfaces de travail plus dures. Sur sols durs et plats, les équipements sur pneus sont efficaces et polyvalents.

La différence de prix de maintenance entre équipements sur pneus et sur chenilles est assez significative. Dans la plupart des cas, la maintenance des équipements sur pneus est moins coûteuse que celle des équipements sur chenilles. Cette différence s'explique par la mécanique des deux systèmes.

Équipements sur chenilles

Les équipements sur chenilles possèdent un train de roulement lourd comportant de nombreuses pièces. Ce train de roulement comprend plusieurs composants :

• Boulons de chenilles
• Maillons de chenilles
• Goupilles
• Bagues
• Pignons
• Galets
• Roues folles
• Patins

Ces composants travaillent ensemble pour créer un système complexe de pièces mobiles. En raison du grand nombre de pièces mobiles, le train de roulement peut représenter la moitié ou plus des coûts de maintenance à vie des équipements sur chenilles. Heureusement, il existe des moyens d'éviter certains des problèmes de chenilles les plus courants :

• Tension incorrecte des chenilles : Qu'une chenille soit trop lâche ou trop tendue, une tension inadaptée accélère l'usure et rend l'équipement moins efficace. Une raison du relâchement peut être des problèmes de lubrification. Sans lubrification adéquate, les goupilles et bagues s'usent et créent des problèmes de tension. Pour l'éviter, lubrifiez régulièrement le train de roulement, inspectez les chenilles et ajustez-les si nécessaire.
• Usure prématurée : Comme les équipements sur chenilles travaillent mieux dans des conditions boueuses, ils peuvent accumuler de grandes quantités de terre dans leur train de roulement. Si la boue et les débris ne sont pas nettoyés régulièrement, ils peuvent sécher, alourdir l'équipement ou former des amas durcis causant une usure prématurée. Pour préserver vos chenilles sur le long terme, utilisez des pelles et des nettoyeurs haute pression pour nettoyer régulièrement le train de roulement.
• Défaillance d'étanchéité : Les fuites d'huile dans les galets, roues folles et pignons peuvent indiquer une défaillance d'étanchéité, pouvant entraîner une panne majeure de ces composants. Inspectez régulièrement les galets, roues folles et pignons pour détecter les fuites avant qu'elles ne causent des dommages plus importants.
• Dommages aux chenilles : L'asphalte rugueux, le béton ou autres matériaux abrasifs du chantier peuvent user les chenilles et causer des dommages. Utilisez les équipements sur chenilles dans des conditions de sol plus meubles et humides pour éviter les dommages indésirables.

Compte tenu de sa complexité, l'équipement sur chenilles a plus de potentiel pour faire face à des problèmes de maintenance. Si certains de ces problèmes passent inaperçus, vous risquez des maintenance encore plus coûteuses et chronophages en cas de rupture. Bien que l'équipement sur chenilles ne tombe pas en panne à cause d'un pneu crevé et puisse fonctionner par temps violent, son entretien coûtera finalement plus cher à long terme.

Les équipements suivants peuvent nécessiter plus de maintenance sur chenilles :

• Bulldozers
• Pelles hydrauliques
• Chargeurs multi-terrains
• Chargeurs sur chenilles
• Pelles à câble électriques
• Machines forestières
• Pelles hydrauliques minières
• Poseuses de canalisations

Équipements sur pneus

Les équipements sur pneus utilisent des pneus, des essieux et des freins, par opposition à un train de roulement détaillé. Ce système comporte moins de pièces mobiles, ce qui réduit les besoins de maintenance. Selon la taille des pneus et l'usure qu'ils subissent, les pneus d'engins lourds peuvent également représenter un coût de maintenance additionnel. Bien que les équipements sur pneus ne fonctionnent pas aussi bien sur les sols boueux, leurs coûts de maintenance globaux plus faibles en font un bon choix pour les sites où la surface meuble n'est pas une préoccupation majeure.

Les équipements suivants peuvent entraîner moins de maintenance sur pneus :

• Chargeurs-pelleteuses (backhoe loaders)
• Chargeuses compactes (skid steer loaders)
• Pelles sur pneus
• Chargeuses sur pneus
• Niveleuses
• Recycleurs de route
• Compacteurs
• Camions articulés

Les coûts de maintenance des équipements sur chenilles et sur pneus ne font pas de l'un un meilleur choix que l'autre dans l'absolu. Les deux types fournissent les services nécessaires selon votre situation. Cependant, si les deux types conviennent à votre situation et que vous souhaitez réduire la maintenance à long terme, l'équipement sur pneus peut être le meilleur choix.

Petits vs gros équipements

La taille de vos engins lourds influence également les coûts de maintenance associés. En général, plus un équipement est grand, plus il coûtera cher à entretenir. Cela s'explique par deux facteurs principaux :

• Temps : Les gros équipements peuvent prendre plus de temps à inspecter en raison de leur structure et de leurs composants. Ils prennent aussi plus de temps à réparer vu leur taille et leur poids comparés aux équipements plus petits. Ces heures de maintenance plus longues augmentent les coûts.
• Pièces : La maintenance des gros équipements nécessite également des pièces plus grandes, qui peuvent coûter plus cher à remplacer et réparer.

La maintenance des petits vs gros équipements est plus nuancée que de simples groupements par taille. Les coûts réels varient aussi selon les dimensions du moteur, la complexité de la structure, les pièces et les coûts de remplacement.

Dimensions et complexité du moteur

Pour illustrer, considérons la différence entre les moteurs que l'on trouve couramment dans un camion articulé Cat® 745 et une chargeuse compacte Cat 226D3.

Le Cat 745 est équipé d'un moteur Cat C18, avec les dimensions suivantes :

• Longueur : 56,6 pouces (1,44 m)
• Largeur : 44,6 pouces (1,13 m)
• Hauteur : 53,4 pouces (1,36 m)
• Poids à sec : 3 785 livres (1,72 tonnes)

Le Cat 226D3 est équipé d'un moteur Cat C2.2, avec les dimensions suivantes :

• Longueur : 26 pouces (0,66 m)
• Largeur : 19,3 pouces (0,49 m)
• Hauteur : 27,5 pouces (0,70 m)
• Poids à sec : 427,7 livres (0,19 tonne)

Clairement, ces deux moteurs varient considérablement en taille et en poids. Les différences de dimensions affectent la façon dont les techniciens inspectent, transportent et réparent ces moteurs. Les camions articulés et les chargeuses compactes ont des fonctions et des tailles différentes, justifiant des moteurs très différents. Bien que cela puisse sembler comparer des pommes et des oranges, le fait reste que la taille — indépendamment de la fonction ou de la construction — joue un rôle clé dans les coûts de maintenance.

Les dimensions ne sont pas le seul facteur influent — la configuration et le nombre de pièces entrent aussi en jeu.

Le moteur C18 abrite de gros composants internes, notamment :

• Couvercles de soupapes
• Arbre à cames
• 12 soupapes d'admission/échappement
• Distribution
• Six pistons
• Volant moteur
• Bielle
• Poulie de vilebrequin

Les compositions internes des moteurs varient d'un modèle à l'autre. Bien que des modèles aux dimensions similaires — comme les moteurs C18 et C15 — aient des composants intérieurs similaires, il existe de légères différences dans le carter avant, les couvercles de soupapes et les structures piston-bielle.

Par exemple, la structure piston-bielle du C18 comprend :

• Trois segments de piston
• Corps du piston
• Circlips
• Axe de piston
• Goupille et bague
• Bielle
• Boulons
• Coussinets de tête
• Coussinets de pied
• Chapeaux de bielle
• Écrous
• Tube de jet d'huile

La structure piston-bielle du C15 diffère en incluant :

• Trois segments de piston
• Corps du piston
• Axe de piston
• Goupille de retenue
• Coussinets
• Tube de jet d'huile
• Boulon
• Bielle
• Coussinet de bielle
• Goupille

Si un équipement avec un moteur C18 nécessite une maintenance ou des réparations sur son système piston-bielle, les techniciens auront un plus grand nombre de pièces à démonter, vérifier, réparer et réassembler. Ce principe s'applique aux équipements de toutes tailles et fonctions. Plus il est difficile d'accéder aux pièces ou de travailler avec elles, plus cela prendra de temps. Des périodes de maintenance plus longues s'additionneront pour former des coûts de maintenance plus élevés sur la durée de vie de votre équipement.

Coûts de remplacement des pièces

Les moteurs ne sont pas les seules pièces qui diffèrent en termes de coûts de maintenance. Parmi les pièces d'engins lourds les plus fréquemment remplacées, on trouve :

• Filtres à air
• Batteries
• Courroies
• Démarreurs
• Filtres à carburant
• Injecteurs
• Durites
• Filtres hydrauliques
• Fluide hydraulique
• Filtres à huile
• Bougies d'allumage
• Fluide de transmission

Beaucoup de ces pièces doivent être remplacées lorsqu'elles s'usent, mais certaines nécessitent un remplacement à intervalles réguliers. Des éléments comme les batteries et les durites ont souvent besoin d'être remplacés tous les 4 à 5 ans. La taille de votre équipement lourd et de ses pièces influencera le coût de ces remplacements.

Par exemple, considérons les différents prix de ces engrenages avant selon leurs tailles :

• Ensemble d'engrenage 130-4701 : 66 mm de haut, 198 mm de long, environ 400 $
• Ensemble d'engrenage 128-2659 : 79 mm de haut, 282 mm de long, environ 1 000 $

Chaque engin lourd repose sur un agencement unique de pièces de tailles différentes pour bien fonctionner. Selon votre équipement et ses prix de pièces, vous pouvez constater des coûts de maintenance plus élevés lors des pannes de composants.

Dans l'ensemble, les gros engins lourds ont de nombreux avantages — et pour de nombreux travaux, ils sont nécessaires. Cependant, si vous avez le choix entre un équipement plus petit et un plus grand qui fonctionneraient tous deux bien pour votre projet, choisir le plus petit peut réduire vos coûts globaux de maintenance.

Application et environnement de l'équipement

La façon dont vos engins lourds fonctionnent et l'environnement dans lequel vous les utilisez peuvent également jouer un rôle dans les types de coûts de maintenance qu'ils génèrent.

Application de l'équipement

Partout où des pièces mobiles entrent en contact avec votre chantier, il y a un potentiel de détérioration et de panne. La vitesse et la longévité de vos engins lourds peuvent aussi contribuer à la fréquence de leurs réparations ou maintenance. Pour cette raison, les équipements pour travaux à fort impact peuvent nécessiter plus de maintenance que ceux qui transportent ou déplacent des matériaux.

Types d'équipements pouvant opérer dans des environnements à faible impact :

• Camions articulés
• Finisseurs d'asphalte
• Planeuses à froid
• Compacteurs
• Niveleuses
• Recycleurs de route
• Télescopiques

Types d'équipements pouvant opérer dans des environnements à fort impact :

• Chargeurs-pelleteuses
• Bulldozers
• Pelles à câble électriques
• Pelles hydrauliques
• Pelles hydrauliques minières
• Chargeuses compactes
• Chargeurs sur chenilles
• Bulldozers sur pneus
• Chargeuses sur pneus
• Scrapers à tracteur

Les éléments contribuant à l'usure peuvent inclure le creusement dans des matériaux durs, l'utilisation répétée d'un composant spécifique, etc. Cela signifie que les industries comme l'exploitation minière, la foresterie, la démolition et la gestion des décharges et déchets peuvent engendrer des coûts de maintenance globaux plus élevés que les industries de la construction routière ou générale. Si vos engins lourds effectuent du levage intensif, vous dépenserez probablement plus en maintenance qu'avec des équipements à faible impact.

Environnement de l'équipement

En plus du type de travail effectué, votre environnement de travail et les conditions météorologiques peuvent ajouter des préoccupations de maintenance. Si vous travaillez toute l'année, vous pouvez remarquer des coûts de maintenance spécifiques pendant certaines saisons :

• Printemps et automne : Les pluies fréquentes créent des conditions de travail boueuses. La boue peut être une surface glissante et augmenter la quantité de saleté qui s'accumule sur et dans votre équipement. Sans nettoyage approprié, l'excès de saleté peut causer des problèmes et des coûts de maintenance imprévus.
• Été : La chaleur intense dans un environnement à base de terre peut assécher et durcir le sol. Un sol dur peut générer plus d'usure pour vos équipements de creusement, et produira probablement une quantité excessive de poussière. Les chantiers poussiéreux peuvent mettre à rude épreuve vos filtres à air et nécessiter des inspections et remplacements plus fréquents.
• Hiver : Si votre équipe opère en hiver, vous combattez la glace, le sel et les températures glaciales. Quel que soit le type d'équipement, l'exploitation en hiver peut augmenter l'usure. Les batteries, moteurs, freins et durites de fluides peuvent devoir travailler plus dur par temps froid. Les batteries peuvent aussi prendre plus de temps à charger et se décharger plus vite. Sans liquide de refroidissement, huile, carburant et pression des pneus appropriés, votre équipement peut s'user plus vite en hiver qu'en toute autre saison.

Votre planning ne s'arrête pas quand la météo se dégrade, et les engins lourds de qualité sont conçus pour résister aux éléments. Gardez à l'esprit cependant qu'un équipement interagissant constamment avec un environnement de travail difficile peut nécessiter plus de maintenance globale.

Équipement neuf vs d'occasion

Lors de la comparaison des coûts de maintenance, les équipements neufs et d'occasion varient souvent. Les équipements neufs ont des pièces neuves qui n'ont pas connu d'usure. À mesure que les équipements d'occasion se déprécient et s'usent, leurs coûts de maintenance augmentent et deviennent plus fréquents.

Certains gestionnaires d'équipements utilisent des formules comme la courbe de Mitchell pour calculer les coûts de réparation. Cette formule prédit les coûts en tenant compte du nombre d'heures de travail d'un équipement. En général, plus un équipement a d'heures de fonctionnement, plus ses coûts de maintenance projetés sont élevés.

Selon une étude récente testant l'efficacité de ces formules prédictives, des équations comme la courbe de Mitchell peuvent surestimer les coûts de maintenance. L'étude a utilisé des formules pour calculer les coûts projetés et les a comparés aux données réelles de coûts de maintenance pour des engins lourds.

Dans un exemple avec des chargeurs-pelleteuses, les données d'utilisation et de maintenance ont montré que les coûts d'exploitation réels étaient inférieurs sur une période de neuf ans à ceux projetés par la courbe de Mitchell. En fait, la courbe surestimait les coûts réels de 18 à 27 %. Cela signifie que les gestionnaires de flotte utilisant une telle formule peuvent mettre leur flotte à la retraite plus tôt pour éviter des coûts de maintenance, alors qu'ils pourraient finalement faire fonctionner leurs équipements plus longtemps et réduire les coûts à long terme.

Bien que la recherche et les modèles prédictifs montrent que les équipements plus anciens impliquent plus de coûts de maintenance, vous pouvez avoir un impact significatif sur n'importe quel équipement neuf ou ancien simplement en respectant un calendrier de maintenance préventive.

La maintenance préventive peut augmenter le ROI des équipements neufs et anciens car :

• Les routines MP peuvent réduire les factures de réparation de 25 %.
• Les routines MP identifient les points de rupture potentiels avant qu'ils ne surviennent.
• Faire fonctionner un équipement jusqu'à la rupture peut coûter jusqu'à 10 fois plus en frais de maintenance qu'une routine normale.
• Éviter les pannes permet aussi d'éviter le remplacement de pièces coûteuses.
• Les routines MP maintiennent l'équipement en bon fonctionnement du début à la fin de votre possession, ce qui peut augmenter sa valeur de revente.

Que vous travailliez avec un bulldozer flambant neuf ou un compacteur de huit ans, établir des inspections régulières et une routine de maintenance préventive peut prolonger sa vie et optimiser votre investissement. Votre routine MP peut inclure :

• Contrats de maintenance et réparation complets
• Programmes d'inspection d'équipement
• Inspections de site
• Service sur site
• Service en atelier
• Analyse de fluides S-O-S
• Analyse de défaillance
• Analyse embarquée Product Link
• Surveillance d'état
• Collecte d'informations électroniques
• Données d'inspection d'équipement
• Reconstructions de composants
• Suivi de composants

Une autre pratique utile est d'établir une liste de contrôle de maintenance préventive. Une liste crée un modèle uniforme pour les inspections et l'entretien afin de ne rien manquer. Consultez votre fabricant d'équipement pour vous assurer que votre routine couvre les zones recommandées et est effectuée aux intervalles recommandés pour votre équipement spécifique.

Compte tenu de toutes ces données, si vous prévoyez d'acheter des engins lourds d'occasion, vous pourriez dépenser plus en coûts globaux de maintenance. Cependant, si vous mettez en place une routine de maintenance préventive, vous ne serez pas désavantagé avec votre équipement d'occasion.

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