Chariots de manutention

Chariots sans conducteur

par Christian LE GALL
Ingénieur de l’Institut national des sciences appliquées de Rennes
Société SAVOYE BA – Chariots BA Systèmes

1. Fonctions assurées .................................................................................. A 9 206 - 2

2. Matériels..................................................................................................... — 2
2.1 Systèmes de guidage .................................................................................. — 2
2.2 Types de chariots......................................................................................... — 4
2.3 Cinématiques des chariots.......................................................................... — 7
3. Technologies de base utilisées ............................................................ — 8
3.1 Motorisation des circuits............................................................................. — 8
3.2 Motorisation des chariots ........................................................................... — 8
3.3 Sources d'énergie........................................................................................ — 8
3.4 Recharge des batteries................................................................................ — 8
3.5 Changement de batterie.............................................................................. — 9
4. Gestion d’une flotte de chariots.......................................................... — 9
4.1 Moyens de communication ........................................................................ — 9
4.2 Moyens de pilotage ..................................................................................... — 9
4.3 Systèmes de sécurité .................................................................................. — 9
5. Critères de choix ...................................................................................... — 10
5.1 Fonction à assurer ....................................................................................... — 10
5.2 Circulation .................................................................................................... — 10
5.3 Interfaces de transfert ................................................................................. — 10
5.4 Flux ............................................................................................................... — 10
5.5 Conditions particulières .............................................................................. — 10
5.6 Comparaison des critères ........................................................................... — 10
6. Obligations légales et réglementaires ............................................... — 11
6.1 Directive machine 98/37/CE ........................................................................ — 11
6.2 Obligations spécifiques concernant les VAG ............................................ — 11
6.3 Spécifications électriques des chariots alimentés par batterie ............... — 11
6.4 Projet de norme internationale................................................................... — 11
Pour en savoir plus........................................................................................... Doc. A 9 210

L es chariots sans conducteur sont des véhicules autoguidés (VAG) utilisés,

dans l’industrie, pour transporter des charges isolées d’un endroit à un autre.
Par opposition au transport de masse (convoyage par exemple), les VAG n’ont
que rarement des zones de circulation spécifiques. Le passage des personnes
et des chariots traditionnels est ainsi toujours possible. Les secteurs d’application
sont très variés, on peut citer notamment : l’industrie alimentaire, l’industrie de
l’embouteillage, l’industrie pharmaceutique, la presse/papeterie, la métallurgie,
l’industrie automobile, les hôpitaux, etc.
Ils sont apparus dans les années 1950, toutefois la technologie de l’époque
ne permettait pas d’avoir une fiabilité satisfaisante. La fiabilité actuelle de la
technologie et la puissance de l’informatique les placent au rang de système
pratique et rentable.

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Des différentes technologies de guidage, on retiendra deux principes :

— le premier apparu à l’origine est le filoguidage. Le VAG suit le champ
magnétique émis par un fil électrique placé dans le sol ;
— le second, depuis 10 ans environ, utilise un système à balayage laser
permettant au VAG de se localiser, il peut ainsi effectuer des trajectoires program-
mées.
Il est à noter que le terme filoguidé est souvent employé pour qualifier un
chariot sans conducteur étant donné l’antériorité de cette technique.
(0)
Le sigle VAG (véhicules autoguidés) sera utilisé dans l’article au lieu du sigle AGV (Auto-
mated Guided Vehicule ) que l’on rencontre dans la littérature anglo-saxonne.

■ Production
1. Fonctions assurées Les VAG de production, contrairement à ceux utilisés en entrées
et sorties de production, sont impliqués dans le processus de pro-
Les applications habituellement rencontrées sont décrites ci-des- duction. Un incident majeur aura des répercussions directes sur
sous, toutefois cela ne constitue nullement une liste exhaustive ni l’appareil de production, aussi des mesures particulières seront
même une limitation de la technologie. prises pour prévenir ce cas :
Les applications sont multiples et toute installation nécessitant — maintenance préventive ;
cadence et régularité est potentiellement automatisable à l’aide — redondance : VAG supplémentaire, informatique redondante,
de VAG. etc.
La structure du réseau de la circulation des VAG devra particu- On peut également placer dans cette catégorie, les VAG appa-
lièrement prendre en compte les contraintes de cadences moyen- remment utilisés en dehors de la production. C’est le cas quand ils
nes et instantanées des machines de production. assurent l’identification de la charge transportée et son suivi de
bout en bout. Certains VAG, dont l’outil est spécialisé, ne peuvent
L’espace réservé à la circulation des VAG devra tenir compte des pas toujours être remplacés par un chariot conventionnel, les cri-
flux à assurer ainsi que de la concentration des postes d’accès. tères de maintenance et précautions seront alors les mêmes.
Plus les postes sont regroupés et plus le nombre d’accès simulta-
nés devra être prévu. Le principe est le même que pour la circula- Il est à noter que les installations utilisant les VAG intègrent une
tion routière où la capacité de transport dépend de la dimension part de plus en plus importante de suivi des produits transportés.
du circuit. Finalement le système de VAG devient fortement lié à l’appareil de
production.
■ Transport
Les VAG servant au transport destiné à la production sont en
liaison directe avec l’appareil de production. Les informations
relatives aux besoins sont centralisées par le système de VAG qui 2. Matériels
assure alors l’alimentation des produits demandés et l’évacuation
des produits en sortie de production. Les VAG sont couramment classifiés en fonction de :
Le fait, que les VAG ne sont pas intégrés dans la fonction de — l’outil de préhension ;
production peut permettre, en cas d’anomalie majeure, d’assurer — la cinématique employée ;
le transport des produits par des moyens conventionnels. — le principe de guidage.

■ Stockage
Les VAG peuvent également être utilisés pour des fonctions de 2.1 Systèmes de guidage
stockage. Il ne s’agit pas de gérer un grand magasin comme pour-
rait le faire un système dédié, mais ils permettent d’assurer à la 2.1.1 Filoguidage
fois le stockage et directement la livraison aux postes sans passer
par d’autres moyens de transports. La technologie du filoguidage est la technique la plus ancienne.
Les VAG les plus couramment utilisés sont : Cette technique est encore très employée pour sa fiabilité et sa
robustesse éprouvée.
— Les gerbeurs transversaux (cf. § 2.2.4) ;
— Les gerbeurs frontaux ou chariot à fourche en porte-à-faux ■ Le principe consiste à placer un fil électrique au fond d’une sai-
(cf. § 2.2.3). gnée pratiquée dans le sol (figure 1a ).
Ces VAG polyvalents permettent, pour les premiers, de stocker Le circuit filaire connecté à un générateur émet ainsi un champ
dans des racks, pour les seconds, de stocker aussi bien au sol magnétique le long du fil. C’est ce champ que le capteur de gui-
qu’en rack et même en dépose palette sur palette (appelé couram- dage utilisera pour asservir le moteur de direction du VAG
ment gerbage). (figure 1b ).

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Fil de guidage Fil de guidage

Fréquence 1

Tronçons

Circuit principal Fréquence 2

a b
a b

Capteurs Bobine 1 Bobine 2

Trajectoire
programmée

Fil de guidage Fil de guidage

c d

Figure 1 – Principe du filoguidage c

Figure 2 – Changement de direction en filoguidage

L’asservissement de la direction aura pour but de maintenir le
capteur de guidage centré au-dessus du fil.
Un principe consiste à utiliser deux capteurs de part et d’autre
du fil. Dès que les capteurs sont à égale distance du fil, le champ 2.1.2 Optoguidage
reçu est identique. L’asservissement aura pour but de maintenir
cet équilibre (figure 1c ). Au lieu de placer un fil dans le sol, on peint sur le sol une bande
Un autre principe consiste à placer au-dessus du fil deux bobines contrastée. Les capteurs utilisés permettent de détecter la bande et
en quadrature. La bobine 1 (figure 1d ) ne reçoit un champ que si de la localiser afin de maintenir le VAG centré sur celle-ci.
l’on n’est pas en équilibre. La bobine 2 permet de connaître l’alti- Les aiguillages sont réalisés par sélection du VAG de la bande à
tude du capteur. La phase du signal reçu par la bobine 2 permet de suivre. Des marques latérales au sol permettent au VAG de savoir
connaître le côté d’un déséquilibre de la bobine 1, on a ainsi le qu’un aiguillage est en vue.
sens et l’amplitude du déséquilibre permettant à l’asservissement
de redresser la direction. L’optoguidage s’apparente un peu au filoguidage. Toutefois si ce
dernier peut être mis en défaut par coupure du fil, l’optoguidage
Ainsi équipé le VAG peut suivre le champ émis par le fil de gui- nécessite d’avoir un environnement propre sinon le contraste de la
dage. bande disparaît et le suivi de trajectoire devient délicat.

■ Il est bien évident qu’un circuit en boucle fermé est assez rare. Il
est alors important de pouvoir changer de direction. Pour ce faire 2.1.3 Grande autonomie et recalage ponctuel
plusieurs techniques peuvent être utilisées.
Les techniques précédentes utilisent un principe de suivi perma-
● Aiguillage nent, c’est-à-dire que le VAG suit constamment (ou presque) son
La technique de l’aiguillage consiste à commuter des tronçons guide. Dans le principe de grande autonomie, le VAG est équipé de
de fil. Le tronçon actif sera celui suivi par le VAG (figure 2a ). capteurs précis lui permettant d’exécuter des trajectoires
mathématiques précises.
● Commutation de fréquence
Toutefois, des erreurs de glissement notamment font que tôt ou
Une autre technique consiste à placer un fil par direction possi- tard le VAG dérive. Aussi un recalage de temps en temps lui per-
ble. Chaque fil est parcouru par un signal de fréquence différente. met de corriger ses erreurs.
C’est le VAG qui choisit en fonction du chemin qu’il doit prendre
(figure 2b ).
2.1.3.1 Recalage par aimant au sol
● Trajectoire programmée
Ce dispositif consiste à clouter localement le sol par une série
Cette technique consiste à exécuter sans le support du fil de d’aimants. Le capteur embarqué dans le VAG mesure la position
guidage une trajectoire autonome afin de changer de direction et latérale de l’aimant passant sous lui. Cela lui permet de connaître
ainsi d’atteindre un autre fil de guidage. Ce procédé nécessite bien sa position latérale. Le simple fait d’avancer et ainsi de balayer les
entendu des capteurs permettant au VAG de connaître la trajectoire autres aimants lui donne la position longitudinale et le cap
parcourue (figure 2c ). (figure 3a ).

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■ Cibles laser
Le VAG est équipé d’un capteur à balayage laser. Ce balayage
Cibles réfléchissantes dans le plan horizontal scrute les 360˚. Il détecte la position angu-
laire, voire même la distance, des cibles. À chaque rotation du cap-
teur (quelques tours par seconde), la mesure de la position est
réalisée. Cette détermination de la position peut se faire car toutes
les cibles ont été préalablement localisées avec précision.
Le VAG connaît la constellation de cibles et peut ainsi se situer
précisément (figure 3c ). Il doit théoriquement toujours voir simul-
Balayage tanément au minimum trois cibles. En réalité quatre cibles sont en
laser fait nécessaires.
Aimant Cette technique est très prometteuse dans la mesure où elle
permet d’avoir un calage permanent.
Capteur Toutefois, il faut remarquer qu’un stockage de masse pour un
VAG
chariot frontal en porte-à-faux ne peut pas se faire si la hauteur des
palettes dépasse l’altitude balayée par le capteur laser. Dans cette
situation une utilisation mixte, avec du filoguidage par exemple,
Aimant peut être envisagée.
a recalage par aimant b recalage par balise optique

2.2 Types de chariots

Chaque type de chariots confère au VAG des performances en
terme de préhension qui peuvent aller en contradiction avec les
cadences de travail.
Un chariot polyvalent, comme le chariot à fourche en
porte-à-faux, sera bien adapté à des cadences moyennes et aux
accès difficiles. Un chariot à convoyeur sera préféré pour des fortes
cadences, le site devant être prévu pour recevoir ce genre d’appa-
VAG reil.
Les types de chariots présentés ci-après sont prévus pour
manipuler une charge unique, il faut préciser que ces types de VAG
peuvent tout à fait être conçus pour manipuler plusieurs charges
à la fois. C’est particulièrement le cas pour les VAG à convoyeurs
qui sont fréquemment conçus avec deux charges transportées.
c guidage par cibles laser

2.2.1 Chariots à convoyeur

Figure 3 – Recalage du guidage
Le chariot à convoyeur (figure 4) porté est le plus simple après
le chariot à plateau élévateur. Ce chariot accoste latéralement la
base de prise ou de dépose. Aucune trajectoire particulière n’est
2.1.3.2 Recalage par balise optique nécessaire pour accéder au poste de travail. Ce chariot est l’un des
plus rapide en transfert, par ailleurs comme il assure son transfert
Ce système a toujours la même idée de mesurer les trois sur un chemin de circulation aucune surface supplémentaire n’est
coordonnées du VAG : nécessaire puisqu’il n’a aucune manœuvre à effectuer. Ce type de
— position latérale ; chariot est le plus utilisé dans les grandes norias de chariots.
— position longitudinale ;
— cap.
Il utilise une cible réfléchissante qui est détectée par un dispositif
à balayage laser. La cible est découpée en trois bandes dont les
caractéristiques dimensionnelles sont connues. Les valeurs
angulaires mesurées par le dispositif à balayage laser permettent
d’établir les trois coordonnées nécessaires au VAG pour se recaler
(figure 3b ).

2.1.3.3 Guidage par cartographie

Les VAG à grande autonomie présente l’inconvénient d’être

sensible à l’état du sol à cause des glissements incontrôlables. La
technique du suivi permanent, comme le filoguidage, est très tolé-
rante de ce point de vue. L’évolution a voulu que ce principe
revienne, en pratiquant cette fois non plus un contrôle sur une
trajectoire matérialisée, mais en faisant le point pratiquement en
permanence. Figure 4 – Chariot à convoyeur (doc. BA Systèmes)

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VAG

Palette

Base de dépose

a
Figure 6 – Transpalette (doc. BA Systèmes)

Palette
Palette

Skis

Rouleaux Chaînes
motorisés motorisées

Figure 7 – Transpalette gerbeur (doc. BA Systèmes)

Figure 5 – Principe des chariots à convoyeur

— les palettes à planches périphériques ne peuvent être

Le transfert de la charge transportée s’effectue à l’aide de manutentionnées qu’avec un transpalette encadrant (les roues pas-
rouleaux motorisés ou de chaînes motorisées. La base de prise sent de part et d’autre de la palette) ;
ou de dépose dispose également d’un équipement équivalent — l’altitude de prise est limitée par son principe simple d’élé-
(figure 5a ). vation.
Le choix entre rouleaux et chaînes (bichaînes ou trichaînes) Pour augmenter l’élévation du transpalette, celui-ci peut être
dépend du sens de déplacement de la palette (figure 5b ) équipé d’un mât et d’un tablier porte-fourche à la manière d’un
chariot en porte-à-faux. Ce type de VAG est appelé transpalette
Le transfert nécessite la synchronisation des mouvements entre gerbeur.
le chariot et la base. La communication en utilisant l’ordinateur de
supervision des VAG peut être envisagée, mais une communication Le transpalette gerbeur (figure 7) peut être utilisé, moyennant un
locale permet d’assurer un temps de réponse nettement inférieur. aménagement de sa fourche, pour transporter des bobines
Différents dispositifs de communication sont utilisables, l’infra- couchées.
rouge et l’induction sont les plus utilisés. Dans tous les cas le sys-
tème doit être simple pour pouvoir s’adapter à l’automatisme de la
base au sol. 2.2.3 Chariot à fourche en porte-à-faux
Le chariot à fourche en porte-à-faux (figure 8) est le VAG polyva-
lent par excellence. Il est équipé d’un mât et d’un tablier porte-
2.2.2 Transpalette et gerbeur
fourche lui permettant de prendre et déposer dans presque toutes
les situations :
Le transpalette (figure 6) est le VAG passe partout pour la prise
et la dépose au sol. Il est couramment équipé d’un timon comme — au sol ;
les transpalettes électriques manuels. La fourche qu’il possède per- — dans un rack ;
met les prises de palette dans un grand nombre de situation. — sur une base ;
Toutefois, les limitations suivantes sont à prendre en compte : — sur un quai, etc.

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a classique
Figure 9 – Gerbeur transversal (doc. BA Systèmes)

2.2.4 Chariots à prise latérale

Le chariot à prise latérale (figure 9) est prédestiné au stockage
en rack et à l’accès aux bases d’altitude différentes. Il est équipé
d’un mât et d’un tablier à fourche télescopique permettant une sor-
tie à droite et à gauche du VAG. Tout comme le VAG à convoyeur,
il accède à sa base latéralement.
Où un chariot à convoyeur nécessite d’avoir toutes les bases à
la même hauteur, le chariot à fourche transversale permet de s’en
affranchir. Toutefois, les palettes à double entrée ne seront pas
admises, un seul sens de la palette est utilisable.
Ces contraintes peuvent être contournées par un VAG à prise
transversale un peu particulier. En effet, si l’on équipe ce chariot
d’un mât et d’un tablier porte-fourche à la manière d’un chariot en
porte-à-faux, en plaçant ce mât parallèlement au sens de circula-
tion et en ajoutant un mouvement supplémentaire de déplacement
latéral du mât (ou du tablier porte-fourche), le chariot peut ainsi
prendre et déposer au sol même des palettes périphériques. Tou-
tefois, ce chariot plus complexe aura un surcoût non négligeable.
D’autre part, il faut noter que ce chariot est latéralisé, c’est-à-dire
qu’il ne peut prendre et déposer que d’un seul côté. Pour accéder
de l’autre coté un retournement est indispensable.

b à pince
2.2.5 Chariot à plateau élévateur
Figure 8 – Gerbeur en porte-à-faux (doc. BA Systèmes) Ce type de VAG est l’un des plus anciens. En effet ce chariot se
glisse sous un support, lève son plateau et part ainsi avec sa
charge (figure 10). C’est un système très simple et robuste. Il est
Il peut également « gerber », c’est-à-dire poser les palettes les encore employé en chambre froide associé au stockage à palettiers
unes sur les autres. Ce type de chariot est idéal pour les installa- mobiles.
tions hétérogènes, toutefois les cadences de cet appareil seront Une contrainte à prendre en compte est d’avoir un portique au
bien moindre qu’un chariot à convoyeur par exemple. sol en porte-à-faux afin de ne pas avoir une palette plus large que
Ce type de chariot est plus sophistiqué que les autres ce qui se le chariot. Cette contrainte est liée à la sécurité (cf. 5.2 norme
traduit bien sûr par un surcoût. NF EN 1525).
D’autres modifications du chariot peuvent être réalisées en
remplaçant, par exemple, la fourche par une pince. Avec cet 2.2.6 Chariot à plate-forme fixe
équipement, le chariot manipule des bobines et non des palettes.
Les fonctions de bases restent par ailleurs les mêmes. Cette dernière catégorie de VAG regroupe tout chariot qui n’a
À noter que le transpalette doit être encadrant (encadrer la finalement pas réellement d’outils. Il se contente de transporter sa
palette) pour prendre une palette à skis périphériques, alors que le charge. Le chargement et déchargement étant assuré par un
chariot en porte-à-faux de par sa fourche totalement libre ne le dispositif externe au chariot. C’est le cas pour des VAG portant des
nécessite pas. bacs retirés et placés par un opérateur.

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Roues folles

Figure 12 – Cinématique avec roues folles pour transpalettes

Figure 10 – Plateau élévateur biplace (doc. BA Systèmes)

Roues folles
Essieu
directeur

Roue motrice Roue motrice

et directrice et directrice Roues motrices et directrices

a b a

Figure 11 – Cinématique des VAG tricycles

Dans l’industrie automobile les VAG sont utilisés comme des

ateliers roulant. Roues folles

2.3 Cinématiques des chariots

Le type de cinématique employé dépend de plusieurs
paramètres :
Roues motrices et directrices
— ratio largeur/longueur du VAG ;
— symétrie ou non par rapport au sens de circulation ; b
— mouvements complexes.
D’une manière générale, les VAG tricycles sont les plus répandus
par le fait que cette cinématique est isostatique (figure 11). Figure 13 – Cinématique des chariots de grande dimension

Toutefois certains chariots comme les transpalettes ont une voie

trop étroite pour être bien stable. Des roues folles auxiliaires leurs
sont ajoutées (figure 12).
Ces roues peuvent être :
— fixes en altitude avec le châssis du VAG et la roue de traction
étant suspendue ;
— suspendues et la roue de traction fixe en altitude avec le
châssis du VAG. Roues motrices

Pour certains chariots de grande dimension trois roues peuvent

être insuffisantes pour des raisons de poids par roue et de main-
tien de l’assiette du VAG. Aussi, les types suivants de cinématique
peuvent être rencontrés (figure 13).
Roues folles
Pour des petits chariots, un système de direction peut être trop
encombrant, un système de traction différentielle peut alors être
utilisé (figure 14). Figure 14 – Système de traction différentielle pour petits chariots

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■ Batteries au plomb
3. Technologies de base Cette batterie est constituée d’électrodes au plomb plongées
utilisées dans une solution acide. Ce type de batterie est de loin le plus
ancien. Malgré l’inconvénient du poids du plomb, le coût à capa-
cité égale, est nettement inférieur aux batteries cadmium-nickel.
Les moteurs utilisés sur secteur ne peuvent pas être utilisés sur Ces batteries ne supportent pas de profondes décharges (> 80 %
les VAG dans la mesure où l’énergie provient d’une batterie dont de la capacité) et doivent toujours être conservées totalement
la tension continue est nettement inférieure à celle du secteur. Les rechargées.
moteurs doivent donc être conçus pour les très basses tensions :
La batterie traditionnelle à électrolyte liquide nécessite un entre-
24 V, 36 V ou 48 V.
tien périodique et fréquent : mise à niveau d’eau distillée environ
Les plus rencontrés sont les moteurs à courant continu à balais : toutes les semaines. Depuis environ une dizaine d’années, les
— moteur à aimant permanent ; constructeurs ont mis sur le marché des batteries à électrolyte au
— moteur à excitation séparée ; gel. Ici il n’y a aucun apport d’eau distillée à réaliser. La recharge
— moteur compound ; de la batterie demande un chargeur spécialisé, la durée de la
— moteur à excitation série. charge est un peu plus longue.
Les moteurs vectoriels commencent à apparaître, mais souvent Classiquement, il faut près de 8 heures pour recharger une bat-
avec des tensions de service plus élevées 72 V ou 96 V. Si les terie à électrolyte liquide déchargée à 80 %. Pour une batterie à
moteurs à champ tournant présentent des avantages en terme de électrolyte au gel déchargée de la même valeur, il faut près de
compacité et de maintenance. Il n’en demeure pas moins que 12 heures (ce temps a tendance à se réduire maintenant). Pour une
l’offre en la matière est encore très faible. utilisation optimale, l’un des deux principes peut être alors adopté :
Les mouvements du VAG ne sont pas tous traités de la même — utilisation sur 12 heures, recharge sur 12 heures. La capacité
manière. En effet les besoins et les contraintes ne sont pas doit être calculée pour 12 heures de fonctionnement ;
identiques. — utilisation sur 8 heures, recharge sur 8 heures. La capacité doit
être calculée de telle sorte à ce que la profondeur de décharge per-
mette une recharge en 8 heures.
On remarquera que pour une utilisation en 3 × 8, la batterie à
3.1 Motorisation des circuits électrolyte au gel aura une capacité plus importante que celle à
électrolyte liquide. La durée de vie d’une batterie normalement
■ Translation du VAG exploitée est d’environ 1 500 cycles soit environ 4 à 5 ans. Il
La translation du chariot (appelé également traction) est un semblerait que la durée de vie d’une batterie au gel serait moindre,
mouvement très sollicité. Il est nécessaire d’avoir une bonne régu- toutefois étant donné le faible entretien l’intérêt peut être tout de
lation de la vitesse et une bonne tenue dans le temps. Aussi les même réel.
moteurs les plus adaptés sont les suivants :
■ Batteries au cadmium-nickel
— moteur à aimant permanent ou à excitation séparée ;
— moteur synchrone (moteur vectoriel). Cette batterie est constituée d’une électrode de cadmium et
d’une autre en nickel plongées dans un électrolyte basique.
Il est à noter que le moteur à aimant permanent possède un Contrairement à la batterie au plomb cette batterie supporte par-
atout tout particulier en arrêt d’urgence, puisque l’utilisation d’un faitement bien la décharge. Une autre caractéristique intéressante
simple shunt d’induit assure un freinage efficace sans patinage. est sa grande capacité à être rechargée rapidement. Si l’on prend,
par exemple, une batterie de 100 Ah, là où la batterie au plomb ne
■ Commande de direction du VAG
supporte pas un courant de plus de 10 A (un dixième de la capa-
Le moteur de direction fonctionne par petites touches. Même si cité), la batterie au cadmium-nickel peut recevoir 100 A, soit 10 fois
la durée de fonctionnement est longue, la sollicitation n’est sou- plus.
vent pas très importante et l’entretien pour un moteur à balais est
Étant donné le surcoût de cette technologie, en terme de batterie
faible. La nécessité d’un moteur vectoriel n’est pas primordiale.
et de chargeur (celui-ci délivrant 10 fois plus de courant), l’utilisa-
Le moteur à aimant permanent à balais est bien adapté. tion de ce type de batterie reste réservée aux systèmes ayant un
cycle bien défini. Dans ce principe, la capacité de la batterie
sera bien plus faible que son homologue au plomb, elle sera
3.2 Motorisation des chariots rechargée périodiquement et fréquemment à des points parti-
culiers du circuit.
Le type et la variété de motoréducteurs employés ne permet pas
de décrire tous les cas. Toutefois, dans la mesure où le taux de ser-
vice est faible, le fait d’utiliser un moteur vectoriel augmente le 3.4 Recharge des batteries
coût de la solution.
Les commandes électriques utilisent couramment des moteurs à ■ Charge manuelle
aimants permanents ou à excitation séparée, les commandes Pour les VAG ne travaillant pas en 3 × 8, il est courant d’utiliser
hydrauliques plus volontiers des moteurs de type compound. la connexion manuelle de la batterie au chargeur. Cette pratique
est simple mais contraignante ; en effet, il faut attendre que le
chariot arrive à son poste de recharge pour le déconnecter et
connecter sa batterie au chargeur. D’autre part, le chariot ne peut
3.3 Sources d'énergie repartir qu’après avoir été reconnecté.
Les VAG ont besoin d’une source d’énergie qui doit être totale- ■ Charge automatique
ment indépendante du secteur. Actuellement, seule l’utilisation de Les VAG utilisant une batterie au cadmium-nickel nécessitent de
batteries permet au VAG d’être totalement autonome. Deux types fréquentes recharges. Ils doivent donc pouvoir se connecter
de batteries sont couramment utilisés : directement avec un chargeur. Cette connexion automatique peut
— la batterie au plomb ; être également utilisée par les VAG à batterie au plomb à la place
— la batterie au cadmium-nickel. de la connexion manuelle.

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3.5 Changement de batterie

Les VAG utilisant une batterie au plomb et devant fonctionner en GPAO
3 × 8 doivent obligatoirement faire l’objet d’un échange de batterie.
Ainsi le VAG décharge sa batterie pendant que la seconde est en
charge. Deux principes sont couramment rencontrés :
— l’échange de batterie par opérateur ;
Appel PC de
— l’échange de batterie par un système automatique. machine supervision
Terminal
Il est à noter que pour la seconde solution, le VAG doit être ali-
menté pendant l’échange, une batterie auxiliaire peut être par
exemple utilisée.
Système de communication

4. Gestion d’une flotte

VAG VAG
de chariots
Figure 15 – Moyens de pilotage
Un système à VAG à pour but d’assurer des cadences, aussi la
gestion de la flotte de chariots à une importance considérable. En
effet, rien ne sert d’avoir des VAG rapides s’ils sont constamment
ralentis pour des raisons de gestion informatique. Le système de supervision est le cœur du système, il collecte les
informations de transfert, il est en relation constante avec les VAG
Il faut remarquer que chaque installation a ses contraintes pro- à travers le système de communication.
pres et que, si un logiciel standard peut être utilisé, la part spécifi-
que à l’installation ne peut qu’augmenter les performances et son C’est lui qui gère la circulation dans les carrefours et aussi qui
utilisation. attribue le travail à chaque VAG en fonction des impératifs de
production.
Le logiciel de gestion de la flotte de VAG doit au moins
assurer les fonctions suivantes : Quand les VAG sont utilisés pour du stockage, c’est également
ce système de supervision qui assure la gestion d’emplacements
— la collecte des demandes de transfert ; ainsi que le suivi éventuel des identifications de chaque charge
— la gestion d’attribution en fonction des priorités et des VAG transportée ou stockée.
disponibles ;
— la gestion des zones d’attente des VAG ;
— la gestion des périodes de recharge de batteries ;
— la gestion des carrefours de circulation des VAG. 4.3 Systèmes de sécurité
D’autres besoins peuvent être couverts, comme par exemple :
— la gestion d’emplacement de stock ; Les VAG, comme toute machine, doivent disposer d’un système
d’arrêt d’urgence. Ce dispositif, actionné par des boutons « coup
— la traçabilité des transferts ;
de poing », arrête les mouvements du VAG.
— l’intégration dans un système de GPAO.
En plus du système d’arrêt d’urgence, qui nécessite obligatoire-
ment une action manuelle pour réarmer le dispositif, le VAG doit
disposer d’un système d’arrêt sur détection d’un obstacle ou d’une
4.1 Moyens de communication personne. Ce dispositif, appelé communément bouclier de sécu-
rité, peut être, contrairement à l’arrêt d’urgence, automatiquement
Si dans les premiers temps la communication pouvait être réali- réarmable par simple disparition de l’obstacle ou de la personne.
sée par l'intermédiaire du fil de guidage pour les chariots filogui- Deux grands principes de boucliers sont utilisés. Le premier est
dés bien sûr, actuellement la communication par radio est de loin celui formé par une feuille déformable associée à des capteurs. Le
la plus employée. fait d’entrer en contact avec cette feuille souple déclenche l’arrêt
Cet engouement est dû essentiellement aux performances des du VAG (figure 16a ).
produits et aux libérations de bandes qui peuvent être utilisées Le second principe utilise un appareil à balayage laser qui scrute,
sans redevance. dans un plan horizontal, les obstacles éventuels. Si un obstacle est
Les débits utiles peuvent atteindre fréquemment 19 200 bauds à une distance inférieure au seuil programmé, l’appareil déclenche
alors qu’une communication par fil dépasse rarement les l’arrêt du VAG. En fait, le champ est découpé en secteurs angulai-
2 400 bauds. res, et chacun d’eux possède son propre seuil (figure 16b ). On
peut ainsi définir une zone de déclenchement ayant la forme que
Dans la mesure où la communication radio peut poser un pro- l’on souhaite.
blème d’implantation ou de réglementation particulière, la
communication par infrarouge peut être envisagée. Les débits Une caractéristique intéressante de ce type d’appareil est la pos-
attendus sont de l’ordre de 9 600 bauds. sibilité de pouvoir modifier le lobe de détection en fonction de la
vitesse.
Actuellement, le bouclier mécanique est le dispositif le plus uti-
lisé dans la mesure où le scrutateur laser manque de précision.
4.2 Moyens de pilotage Cette imprécision oblige ainsi à augmenter les valeurs afin de res-
pecter les distances d’arrêt, de ce fait la surface balayée par le VAG
Un ou plusieurs ordinateurs de type PC sont couramment s’en trouve d’autant augmentée. Par ailleurs, les produits actuelle-
employés pour gérer la supervision des VAG (figure 15). ment sur le marché ont un faisceau trop haut en altitude pour

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5.3 Interfaces de transfert

■ Une seule hauteur de transfert
Capteurs Dans la mesure où tous les transferts de charges s’effectuent
latéralement à la même hauteur, un chariot à convoyeur est certai-
VAG Câbles nement le plus adapté, puisqu’il sera le plus performant en terme
de flux.
Dans le cas contraire, un gerbeur transversal sera le mieux indi-
qué, à condition d’être compatible avec l’altitude minimale admis-
sible par ce type de VAG.
Feuille plastique déformable ■ Polyvalence
a feuille plastique déformable Pour les transferts au sol, le transpalette et le gerbeur en
porte-à-faux sont les VAG incontournables. Le transpalette est
réservé aux petites élévations et aux faibles volumes de stockage.
Le gerbeur frontal en porte-à-faux est quant à lui un excellent cha-
riot polyvalent.

VAG Champ 5.4 Flux

Les différents types de VAG ne sont pas tous égaux face aux flux
assurés. Plus le VAG sera polyvalent et moins il sera efficace en
terme de flux.
b appareil à balayage laser On peut classer les VAG dans l’ordre décroissant des flux
assurés :
— VAG à convoyeur ;
Figure 16 – Systèmes de sécurité — VAG à plateau ;
— VAG gerbeur transversal ;
— VAG transpalette ;
détecter le pied, il est alors nécessaire d’augmenter les lobes d’une — VAG gerbeur frontal en porte-à-faux.
quinzaine de centimètres pour effectuer un déclenchement sur la
détection de la jambe au lieu du pied. Ces contraintes ne sont vala-
bles qu’en environnement exigu. 5.5 Conditions particulières
D’autres éléments peuvent compléter ou modifier le type de
VAG. Il peut être prévu, par exemple, un système de maintien de
5. Critères de choix la charge transportée. On peut encore mettre à bord du VAG un
dispositif de lecture ou de reconnaissance de la charge.

5.1 Fonction à assurer 5.6 Comparaison des critères

Le choix du type de VAG sera lié aux travaux à réaliser ainsi Le tableau 1 résume les principales caractéristiques des diffé-
qu’au type de charge à transporter. rents types de VAG.
Si un stockage est nécessaire, les VAG à convoyeur et à plateau
élévateur ne sont pas les meilleurs. Un petit stockage au sol pourra
très bien être desservi par un transpalette.
Pour un rayonnage, le gerbeur transversal ou le gerbeur frontal Tableau 1 – Principales caractéristiques
en porte-à-faux sont à retenir. des différents types de VAG
Seul le gerbeur frontal en porte-à-faux est le candidat idéal pour VAG Flux Stockage Flexibilité
un stockage de surface avec gerbage multicouche.
Convoyeur ................................... ++ –– ––
Transpalette................................. – + +
5.2 Circulation Gerbeur en porte-à-faux............. – ++ ++

Tous les types de VAG ne nécessitent pas les mêmes besoins en Gerbeur transversal .................... + ++ +
terme de place pour circuler. Les VAG à transfert latéral (gerbeur Plateau élévateur ........................ ++ – ––
transversal, convoyeur) et à plateau élévateur n’empruntent uni-
quement que leur chemin de circulation. Ils n’ont pas besoin de
surface supplémentaire d’évolution comme le gerbeur en Pour établir le meilleur choix, toutes les informations concernant
porte-à-faux et le transpalette. les flux instantanés et les moyens, ainsi que les particularités
Aux endroits de confluence de circulation, des surfaces addition- d’accès, de prise et de dépose seront communiquées au fournis-
nelles doivent être libérées pour multiplier les voies d’accès et seur de VAG, afin que celui-ci puisse proposer la technologie la
ainsi réduire les encombrements. plus adaptée en faisant, si elle s’impose, une simulation.

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■ Devoirs de l’utilisateur
6. Obligations légales
L'utilisateur doit être en mesure de maintenir les chariots et le
et réglementaires système complet au niveau de sécurité initial. Notamment, il doit
veiller à :
— l’entretien des parties pouvant dégrader la sécurité, comme le
6.1 Directive machine 98/37/CE freinage et les dispositifs de sécurité, et doit respecter les périodi-
cités de contrôle prévues par le constructeur ;
Les VAG sont considérés comme des machines et leur — l’entretien du balisage des zones dangereuses, des marqua-
construction doit répondre aux exigences de la directive euro- ges au sol, etc.
péenne 98/37/CE du 22 janvier 1998 (reprenant les directives
89/392/CEE, 91/368/CEE, 93/68/CE et 93/44/CE).
Par ailleurs, l'utilisation des VAG est régie par la directive
95/63/CE du 5 décembre 1995 qui précise que l'employeur doit
6.3 Spécifications électriques
mettre à la disposition de son personnel des matériels appropriés des chariots alimentés par batterie
aux tâches à exécuter.
Pour plus de détails, on se référera au texte du chapitre 10 de La norme NF EN 1175-1 est essentiellement destinée aux cha-
l'ouvrage qui reprend le texte des réglementations et normes riots de manutention. Elle précise les règles en matière électrique.
s'appliquant à l'ensemble des chariots automoteurs. Cette norme, par extension, est appliquée aux chariots sans
conducteur.
La norme NF EN 1175-1 donne des indications en matière de :
6.2 Obligations spécifiques — connexion de batterie ;
concernant les VAG — recharge de batterie ;
— connexion ;
Les chariots sans conducteur et leur système sont régis par la
norme NF EN 1525 de décembre 1997 et par la norme — câblage ;
NF EN 1725-1 « Sécurité des chariots de manutention – Prescrip- — protection électrique, particulièrement pour des tensions de
tions électriques » d’avril 1998. batterie supérieures à 120 V ;
— coupure d’urgence.
■ Zones de circulation
La norme NF EN 1525 définit trois types de zones de circulation
des VAG :
— zones banalisées ; 6.4 Projet de norme internationale
— zones propres ;
— zones dangereuses. Le projet de norme internationale ISO 3691-4 reprend actuelle-
Les zones banalisées sont des zones non réservées aux VAG. ment la plupart des points cités dans la norme européenne
Les zones propres sont des zones exclusivement réservées aux NF EN 1525. Des points supplémentaires sur la sécurité ont été
VAG. Seules des personnes autorisées peuvent y pénétrer. proposés comme des exemples de signalisation de zones dange-
reuses qui sont à l’heure actuelle traités différemment suivant
■ Catégories de sécurité l’organisme de contrôle.
La norme définit les niveaux de résistance aux défauts suivant : Cette norme n’est encore qu’au stage de proposition et ne
— dispositif d'arrêt d'urgence : catégorie 2 de la norme devrait pas aboutir avant 2005.
NF EN 954-1 ;
— dispositif « bouclier » : catégorie 3 de la norme NF EN 954-1.
Le dispositif « bouclier » doit être conçu de manière à ce que le Pour obtenir la liste à jour des normes et projets (AFNOR et
VAG s'arrête avant que ses parties rigides ou sa charge ne touche ISO), nous vous conseillons de consulter les « normes en
la personne. ligne » sur le site :
http://www.afnor.fr
La signalisation est également un facteur de sécurité. La norme
prévoit une signalisation indiquant notamment : Il vous suffit de saisir le ou les mots clés (de préférence au
— que le mode automatique est actif ; singulier et sans accent pour obtenir une liste complète). Dans
— que le VAG est sur le point de se déplacer. le cas présent, taper « securite des chariots de manutention ».

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