RAPPORT D'ENQUÊTE ANNEXE F. Rapport d investigation technique sur le déjantement d un assemblage pneu et jante DPI RAP

Transcription

1 RAPPORT Dossier d intervention Numéro du rapport D'ENQUÊTE DPI RAP ANNEXE F Rapport d investigation technique sur le déjantement d un assemblage pneu et jante Les Pneus Tibo ltée, le 6 juillet 2010 à Trois-Rivières

2 École Polytechnique de Montréal Département de génie mécanique Section design des machines Investigation technique sur le déjantement accidentel d un assemblage pneu/jante ayant causé des blessures mortelles à un travailleur, le 6 juillet 2010 chez Pneus Tibo Ltée. à Trois-Rivières Rapport d investigation technique Dossier École Polytechnique réf. : # DPI Référence CSST Trois Rivières : contrat # Préparé pour Monsieur Denis Marchand CSST Service de la prévention / inspection Mauricie et Centre-du-Québec 1055, boul. des Forges, bureau 200 Trois-Rivières (Québec) G8Z 4J9 Investigateurs : Olivier Bellavigna-Ladoux, ing., M,Ing. ProLad Experts Inc. Aurelian Vadean, Professeur adjoint, École Polytechnique de Montréal Mars

3 École Polytechnique de Montréal Investigation technique # DPI SOMMAIRE Le 6 juillet 2010, un accident de travail mortel est survenu dans les ateliers de l entreprise Pneus Tibo Ltée. de Trois-Rivières. Il semble qu un travailleur était en train de gonfler un pneu forestier de marque Firestone lorsque celui-ci se serait soudainement déjanté, heurtant mortellement le travailleur. Suite à cet accident, la CSST de Trois-Rivières a mandaté l École Polytechnique de Montréal pour effectuer une investigation technique du pneu accidenté afin de l aider à déterminer les causes de l accident. Lors de nos travaux, nous avons effectué des examens macroscopiques des composantes, des inspections radiographiques des pneus, ainsi que des mesures de haute précision des dimensions des épaulements des jantes. L analyse des observations et des résultats des tests démontre que les tiges de la tringle intérieure du pneu ont atteint la limite de rupture et se sont brisés en tension. L examen des radiographies démontre que la rupture s est produite à un changement de section de l enroulement de la tringle. Par ailleurs, les circonstances de l accident, ainsi que l ensemble des constatations physiques que nous avons effectuées sur l assemblage pneu/jante accidenté, sur un second assemblage du même type sur lequel travaillait la victime au moment de l accident, ainsi que sur un pneu neuf comparatif, indiquent que le bris de la tringle du pneu résulte fort probablement de l utilisation de procédures de travail inadéquates lors des travaux de pose et de pré-gonflage du pneu sur la jante. En effet, selon nos constatations, des dommages physiques étaient présents au niveau d'épaulements des deux jantes, ainsi que sur la tringle du talon intérieur du pneu accidenté. De plus, il apparaît probable que la pression maximale utilisée par le travailleur lors du pré-gonflage du pneu sur la jante excédait la pression maximale de 35 lb/po 2 recommandée par le manufacturier du pneu. 2

4 École Polytechnique de Montréal Investigation technique # DPI REMERCIEMENTS Nous tenons à remercier les personnes et organismes qui ont collaboré avec nous pour la réalisation de cette expertise. - Monsieur René Benoit, ing., chercheur à l'irstt, Département de génie mécanique - Monsieur Joseph Brusadin, ing., président, et Monsieur Michel Viens de Pneus Métropolitains, Montréal-Nord - Monsieur Stéphane Grimard, technicien certifié, American Society for Nondestructive Testing, ASNT TC-1A, Mequaltec, Montréal - François Ménard, technicien au Laboratoire de Fabrication virtuelle de l École Polytechnique de Montréal 3

5 École Polytechnique de Montréal Investigation technique # DPI TABLE DES MATIÈRES 1. INTRODUCTION CIRCONSTANCES DE L ACCIDENT VÉRIFICATION DE L INSTALLATION DE GONFLAGE DE L ATELIER CARACTÉRISTIQUES TECHNIQUES DU PNEU ACCIDENTÉ EXAMEN DE L ASSEMBLAGE PNEU/JANTE ACCIDENTÉ EXAMEN DU SECOND ASSEMBLAGE PNEU/JANTE SUR LEQUEL TRAVAILLAIT LA VICTIME, D UN PNEU NEUF COMPARATIF AINSI QUE D UN DES PNEUS USÉS QUI VENAIENT D ÊTRE REMPLACÉS INSPECTION RADIOGRAPHIQUE DE LA TRINGLE DU TALON INTÉRIEUR DU PNEU ACCIDENTÉ ET DU PNEU COMPARATIF NEUF MESURAGE DE PRÉCISION DES 2 JANTES DE ROUES DISCUSSION DES RÉSULTATS RECOMMANDATIONS CONCLUSIONS RÉFÉRENCES

6 École Polytechnique de Montréal Investigation technique # DPI LISTE DES TABLEAUX Tableau 1 : Caractéristiques générales du pneu Firestone...9 Tableau 2 : Caractéristiques techniques du pneu Firestone...9 Tableau 3 : Caractéristiques techniques des tringles du pneu Firestone

7 École Polytechnique de Montréal Investigation technique # DPI LISTE DES FIGURES Figure 1 : : Radiographie (orientation axiale) montrant la région de chevauchement de l enroulement des tringles, ainsi que l emplacement de la rupture (zone 5) Figure 2 : Vue rapprochée de la fin de l enroulement des tiges de la tringle du côté de son plus grand diamètre...15 Figure 3 : Vue rapprochée de la zone de rupture de la tringle (orientation radiale)...15 Figure 4 : Identification des zones de bris en tension (A), de fin de l enroulement extérieur (B) ainsi que de déformation mécanique (8) de la tringle du talon intérieur du pneu accidenté...16 Figure 5 : Diamètres de mesurage des jantes...17 Figure 6 : Déformation excessive de l'assemblage de jante#

8 École Polytechnique de Montréal Investigation technique # DPI INTRODUCTION Le 6 juillet 2010, un accident de travail mortel est survenu dans les ateliers de l entreprise Pneus Tibo Ltée de Trois-Rivières. Il semble qu un travailleur était alors en train de gonfler un pneu forestier de marque Firestone lorsque celui-ci se serait soudainement déjanté. Ceci aurait fait en sorte de projeter violement l assemblage pneu/jante vers le haut et ce dernier aurait alors heurté mortellement le travailleur. Notre mandat consistait à déterminer les causes techniques directes et indirectes du déjantement accidentel du pneu. Afin de réaliser cette expertise, la CSST nous a remis les éléments suivants : L assemblage pneu/jante impliqué dans l accident (assemblage #1). Le second assemblage pneu/jante du même type sur lequel travaillait également la victime au moment de l accident (assemblage #2). Un pneu neuf Firestone Forestry EL 600/55B26.5 de modèle identique à celui impliqué dans l accident. Lors de nos travaux, nous avons effectué des vérifications macroscopiques, des inspections radiographiques des pneus, ainsi que des mesures de haute précision des dimensions des épaulements des jantes. Ce rapport d investigation présente les principaux résultats obtenus et les conclusions relatives aux causes techniques de l accident. 2. CIRCONSTANCES DE L ACCIDENT Selon les renseignements que nous avons obtenus, l accident serait survenu en fin de matinée le mardi 6 juillet 2010, alors le travailleur, Monsieur Jean-François Joyal, était en train de remplacer 2 pneus de grandes dimensions d un chargeur articulé de construction de marque Hydrema, modèle 910, 1998, appartenant à l entreprise Construction St-Arnaud Inc. et portant le numéro d unité # (voir informations techniques sur le véhicule présentées à l Annexe F). Les 2 pneus neufs de remplacement étaient de marque Firestone, modèle Forestry EL, de dimensions 7

9

10 École Polytechnique de Montréal Investigation technique # DPI CARACTÉRISTIQUES TECHNIQUES DU PNEU ACCIDENTÉ Les caractéristiques techniques du pneu forestier de grandes dimensions impliqué dans l accident sont présentées dans les tableaux 1 et 2. On note en particulier sur le tableau 1 qu il s agit d un pneu pour applications hors route à fabrication de type radiale à 20 plis. De plus, le tableau 2 indique que la pression maximale de gonflage du pneu est de 50 lb/po 2, pour une capacité de charge de lb. Tableau 1 : Caractéristiques générales du pneu Firestone En ce qui concerne la structure interne du pneu, les informations obtenues du manufacturier Firestone et présentées dans le tableau 3 (voir Annexe E) indiquent que les tringles en acier sont faites d un enroulement de tiges rondes d un diamètre de 1.3 millimètres, selon un agencement de 10 rangées de hauteur (direction radiale) par 14 rangées de largeur (direction axiale). En largeur, les rangées se chevauchent sur un angle d au moins 19 degrés. De plus, la pression d éclatement du pneu est évaluée à 292 lb/po 2. Tableau 2 : Caractéristiques techniques du pneu Firestone 9

11 École Polytechnique de Montréal Investigation technique # DPI Tableau 3 : Caractéristiques techniques des tringles du pneu Firestone 10

12 École Polytechnique de Montréal Investigation technique # DPI EXAMEN DE L ASSEMBLAGE PNEU/JANTE ACCIDENTÉ Sur l assemblage pneu/jante accidenté (assemblage #1), on note que la jante est déportée vers l extérieur du pneu, la tringle intérieure du pneu étant complètement décrochée de l épaulement interne de la jante (voir Annexe A, photos #1 à #3, #6 et #7). Le pneu, de marque Firestone, modèle Forestry EL, de dimensions 600/55B26.5 présente sur son flanc des inscriptions confirmant qu il a été manufacturé lors de la 46 ième semaine de 2005 (photo #8). Aucun défaut apparent n est visible sur le pourtour extérieur du pneu, incluant au niveau du talon interne. De même, à l intérieur du pneu, aucune trace de défaut ou de décoloration du caoutchouc du revêtement interne ( liner ) n est visible. La jante en acier est de marque GKN Wheels, modèle 26732, de dimensions X26.50 (photo #32) et a été manufacturée au Danemark (usine de Nagbol) en décembre Selon les données du Tableau 2, il s agit de la largeur et du rayon adéquats de jante pour le pneu Firestone 600/55B26.5. Des traces d éraflures et une encoche importante sont visibles sur la surface extérieure de l épaulement externe de la jante (photos #4 et #5). Par ailleurs, on note que ce type de jante présente un profil différent pour son épaulement interne et son épaulement externe (photos #27 à #29). Sur l épaulement interne, on note une longue section cylindrique juste avant la crête de la section interne de l épaulement (photo #31). Sur l épaulement externe, c est un changement de section qui est situé avant la crête de la section interne de l épaulement (photo #30). La dépose du pneu de la jante (photos #26 et #33) a été effectuée sous notre supervision chez Pneus Métropolitain, situé au , Albert-Hudon à Montréal-Nord, à l aide d une machine à pneus à opération verticale spécialisée pour les pneus de grandes dimensions, de marque GS, modèle Boxer King 52 (voir brochure technique présentée à l Annexe E). La dépose de ces types de pneus présente des difficultés certaines dues à leurs dimensions et la configuration des jantes dans un seul morceau. Lors de cette opération, le technicien/opérateur de la machine a remarqué que la dépose de flanc intérieur du pneu semblait être plus facile que celle du flanc extérieur. Cette remarque a soulevé des interrogations quant à l'intégrité de la tringle assurant la rigidité à ce niveau. 11

13 École Polytechnique de Montréal Investigation technique # DPI EXAMEN DU SECOND ASSEMBLAGE PNEU/JANTE SUR LEQUEL TRAVAILLAIT LA VICTIME, D UN PNEU NEUF COMPARATIF AINSI QUE D UN DES PNEUS USÉS QUI VENAIENT D ÊTRE REMPLACÉS Lors de nos travaux d expertise, nous avons eu l occasion d examiner le second assemblage pneu/jante sur lequel les 2 employés de Pneus Tibo étaient en train de travailler au moment de l accident. De même, à notre demande la CSST de Trois- Rivières nous a fournis comme base comparative, un pneu neuf de même modèle que celui impliqué dans l accident. Finalement, nous avons examiné un des 2 pneus usés du chargeur articulé qui venaient tout juste d être déposés des jantes de roue du véhicule. Les sous-sections suivantes présentent les observations réalisées lors de notre examen de ces composantes. 6.1 EXAMEN DU SECOND ASSEMBLAGE PNEU/JANTE Sur cet assemblage, on note que le pneu est monté sur la jante, mais il n est pas encore gonflé (photos #19 et #25). Sur le pneu, aucun défaut apparent n est visible. Il présente sur son flanc des inscriptions confirmant qu il a été manufacturé lors de la 48 ième semaine de 2005 (photo #24). Sur l épaulement extérieur de la jante, on note une zone fortement déformée radialement vers l intérieur qui est clairement visible à l œil nu (photos #20 à #22), ainsi que des traces d encoches suite à l utilisation d une barre de force (photo #23). Après la dépose du pneu de la jante (photo #33), l examen du pourtour de l épaulement externe de la jante permet de confirmer que ce dernier présente une zone de déformation importante (photos #34 à #36). Suite à ces observations, un mesurage de précision des diamètres extérieurs des deux jantes a été effectué afin de vérifier leur conformité. Les résultats de ce mesurage sont présentés à la section

14 École Polytechnique de Montréal Investigation technique # DPI EXAMEN COMPARATIF D UN PNEU NEUF FIRESTONE Le pneu neuf utilisé comme base comparative est lui aussi un pneu Firestone Forestry EL 600/55B326.5 identique à celui impliqué dans l accident (photos #9 à #10). Sur son flanc, ce pneu présente des inscriptions confirmant qu il a été manufacturé lors de la 48 ième semaine de 2005 (photo #13), soit lors de la même période que pour le second assemblage ainsi que seulement 2 semaines après la fabrication du pneu accidenté. La vignette d identification du pneu (photos #11 et #12) comporte une section d avertissements de sécurité qui stipule, entre autres, les points suivants : Un montage inapproprié peut causer l éclatement de l ensemble de pneu/jante et entraîner des blessures graves, voire mortelles. Le montage ou démontage de pneus ne doit être effectué que par des personnes qui ont reçu une formation adéquate. Toujours gonfler le pneu dans une cage de sécurité ou autre dispositif de retenue et utiliser un gonfle-pneu à mandrins à mâchoires à commande à distance. Ne jamais gonfler un pneu à plus de 35 lb/po 2 pour assoir les talons sur la jante. Une fois les talons bien assis, ajuster la pression de gonflage à la pression recommandée par le fabricant du véhicule. De plus, sur le flanc du pneu neuf, tout comme sur celui du pneu accidenté, on note 2 inscriptions d avertissement de sécurité s appliquant aux procédures de pose du pneu sur une jante. Dans le premier cas, il s agit d un texte en anglais mentionnant le fait qu une pression maximale de 35 lb/po 2 (240 kpa) doit être utilisée pour faire asseoir correctement les talons du pneu sur une jante de roue (photo #14). Dans le second cas, il s agit d un pictogramme mentionnant la pression maximale de 2.5 bar (36 lb/po 2 ou 248 kpa) devant être utilisée pour faire asseoir correctement les talons du pneu sur une jante de roue (photo #15). 6.3 EXAMEN D UN DES PNEUS USÉS RETIRÉS DU TRACTEUR Tel que mentionné précédemment, nous avons eu l occasion d examiner un des 2 pneus usés qui venaient d être retirés du chargeur articulé et qui étaient en voie d être remplacés au moment de l accident. Il s agit d un pneu de marque Trelleborg, modèle Twin 421, de dimensions 600/55B26.5 (photos #16 et #17). Selon les inscriptions 13

15 École Polytechnique de Montréal Investigation technique # DPI visibles sur le flanc du pneu, ce dernier a été manufacturé lors de la 36 ième semaine de Ce pneu est lui aussi de type radial, mais possède une construction à seulement 12 plis et non 20 plis comme le pneu Firestone. 7. INSPECTION RADIOGRAPHIQUE DE LA TRINGLE DU TALON INTÉRIEUR DU PNEU ACCIDENTÉ ET DU PNEU COMPARATIF NEUF Dans le cadre de nos travaux d investigation, le pneu accidenté (assemblage #1) ainsi que le pneu comparatif neuf (pneu #3), ont été envoyés au Laboratoire d essais Mequaltech situé au 8 740, boulevard Pie-IX à Montréal, pour y subir des inspections radiographiques de leurs tringles internes. Le montage d essai est présenté aux photos #37 à #40 et à la photo #74 de l Annexe A. Le rapport d inspection est présenté à l Annexe C et les photographies des radiographies des tringles sont présentées à l Annexe A (photos #43 à #73 et #75 à #86). Préalablement aux inspections, le talon interne de chacun des pneus a été identifié (photos #37 et #74) à l aide de marqueurs en acier délimitant 9 zones équidistantes de 40 degrés chacune (zones 0 à 8). 7.1 INSPECTION RADIOGRAPHIQUE DU PNEU ACCIDENTÉ Les photographies des radiographies de la tringle du talon intérieur du pneu accidenté (photos #43 à #73), confirment les informations obtenues du manufacturier Firestone (voir tableau 3 de la section 3.0) indiquant que cette dernière est constituée d enroulements de tiges en acier faisant 10 rangées de hauteur (direction radiale, voir photos #58 et #61) par 14 rangées de largeur (direction axiale). L examen des radiographies confirme que la tringle est complètement brisée à proximité de la zone 5, suite à la rupture en tension de ses 140 tiges en acier (photos #51, #53 à #57, #59, #60, et #62 à #65). Cet emplacement de la tringle correspond avec le côté intérieur (plus petit diamètre) de la fin de l enroulement de la rangée de 14 tiges de la tringle. Selon les radiographies, l autre extrémité de l enroulement (plus grand diamètre) se situe juste avant la zone 4, ce qui correspond avec un chevauchement (11 ième rangée de hauteur selon l axe radial) sur un angle d environ 58 degrés. Cet angle de chevauchement répond aux critères techniques du manufacturier qui spécifient un angle minimum de chevauchement de 19 degrés (voir tableau 3 de la section 3.0). 14

16 École Polytechnique de Montréal Investigation technique # DPI Les figues 1, 2 et 3 de la page suivante présentent des extraits de photographies des radiographies montrant la zone de bris ainsi que la fin de l enroulement extérieur de la tringle. Figure 1 : : Radiographie (orientation axiale) montrant la région de chevauchement de l enroulement des tringles, ainsi que l emplacement de la rupture (zone 5). Figure 2 : Vue rapprochée de la fin de l enroulement des tiges de la tringle du côté de son plus grand diamètre. Figure 3 : Vue rapprochée de la zone de rupture de la tringle (orientation radiale). Par ailleurs, l examen attentif des radiographies permet également d identifier des traces de déformation mécanique par pincement des tiges de la tringle, à proximité de la zone 8 (photos #68 à #73). Ces déformations des tiges métalliques de la tringle semblent confirmer que cette dernière aura probablement été manipulée inadéquatement à l aide de barres de force lors des travaux de pose du pneu sur la jante. La figure 4 (extrait de la photo #41 de l Annexe A), montre l emplacement de la zone de bris (zone A), de la zone de fin de l enroulement extérieur de la tringle (zone B), ainsi 15

17 École Polytechnique de Montréal Investigation technique # DPI que de la zone de déformation mécanique de la tringle (zone 8). On note que la zone 8 est située du côté opposé à celui du chevauchement de l enroulement de la tringle. Figure 4 : Identification des zones de bris en tension (A), de fin de l enroulement extérieur (B) ainsi que de déformation mécanique (8) de la tringle du talon intérieur du pneu accidenté 7.2 INSPECTION RADIOGRAPHIQUE DU PNEU NEUF Les photographies des radiographies de la tringle du talon intérieur du pneu neuf (photos #75 à #86) confirment que la structure de l assemblage de la tringle présente une configuration presque identique à celle du pneu accidenté. Une différence est toutefois notée au niveau de l angle de chevauchement de l enroulement de la tringle qui est de seulement environ 35 degrés sur le pneu neuf, par rapport à 58 degrés sur le pneu accidenté, ce qui indique un processus de fabrication présentant un degré de variation substantiel. L angle de chevauchement répond toutefois lui aussi aux critères techniques du manufacturier (19 degrés minimum). 16

18

19

20 École Polytechnique de Montréal Investigation technique # DPI DISCUSSION DES RÉSULTATS Suite à notre examen et aux vérifications effectuées sur l assemblage pneu/jante accidenté, sur le second assemblage du même type, ainsi que sur le pneu neuf comparatif, nous sommes en mesure de faire les constatations suivantes : Les types et dimensions des pneus et jantes sont compatibles. La jante en acier de l assemblage accidenté ne présente pas de défaut ou d anomalie ayant pu contribuer à l accident. La jante en acier de l assemblage accidenté présente des traces d éraflures et une profonde encoche sur la surface du diamètre extérieur de son épaulement externe. Selon nos observations ainsi que le mesurage de haute précision des diamètres extérieurs de la jante que nous avons fait faire, ces traces sont d ordre esthétique et ne semblent pas représenter des défauts structurels ou encore influer sur l étanchéité de l assemblage de la jante. Sur la jante en acier du second assemblage sur lequel travaillait la victime et son collègue de travail, on note une déformation importante de l épaulement extérieur. Selon nos observations ainsi que le mesurage de haute précision des diamètres extérieurs de la jante que nous avons réalisé, cette déformation de l épaulement est suffisamment importante pour rendre la jante inutilisable et même dangereuse en cas de tentative de gonflement d un pneu sur cette dernière. Le déjantement accidentel de l assemblage pneu/jante s est produit suite au bris en tension des 140 tiges en acier de la tringle du talon intérieur du pneu. Selon nos observations, les tiges rondes en acier de 1.3 millimètres de diamètre de la tringle auront atteint leur limite de rupture ductile et se sont brisés en tension. Ce bris s est produit à l emplacement de la fin de l enroulement intérieur des rangées de tiges métalliques de la tringle comme le démontre l'examen radiographique. Cet emplacement présente un changement de section de l enroulement de la tringle qui induit un changement local de rigidité et a un comportement similaire à une zone de concentration de contraintes. C est d ailleurs à ce même emplacement que nous avions identifié le bris de la tringle d un autre pneu impliqué dans un accident mortel [1] suite à un surgonflage. Les tiges rondes en acier de la tringle du talon intérieur du pneu accidenté présentent une zone de déformation mécanique par pincement à un emplacement situé du côté opposé à celui du chevauchement de l enroulement (zone de bris). 19

21 École Polytechnique de Montréal Investigation technique # DPI Des divers dommages ont été identifiés donc au niveau des deux jantes de roue ainsi qu au niveau de la tringle du pneu accidenté. Les 2 sous-sections suivantes présentent les résultats de notre analyse des profils de ces dommages. 9.1 ORIGINE DES DOMMAGES IDENTIFIÉS SUR LES JANTES DE ROUE Il s agit de deux jantes de roue identiques manufacturées en 1997 et faisant fort probablement partie des équipements d origine du chargeur articulé. Au moment de l accident il s agissait donc vraisemblablement de la première fois que ces jantes étaient manipulées depuis leur pose initiale sur le véhicule. Les traces d éraflures, d encoche et de déformations identifiées sur les épaulements des deux jantes de roue confirment que des barres de force en acier (barres à pneus) ont été utilisées lors des travaux de pose et dépose de pneu sur la jante. L utilisation de ces barres de force aura été suffisamment vigoureuse pour laisser des traces physiques sur les épaulements externes des jantes en acier. On ignore si certaine traces n'auraient pas pu être provoqués lors de l'impact suite au déjantement brutal observé. Les travailleurs chez Tibo Pneus ont utilisé pour la pose des pneus une machine Ranger R2600HD dont la dimension maximum de jantes qu'elle pouvait accueillir était de 26po (voir Annexe G). La jante impliquée dans l'accident était légèrement supérieure, soit de 26,5po. Si la machine pouvait éventuellement remplir sa mission même étant à sa limite, le travail s'annonçait très difficile (voir section 5). Dans le cas des 2 pneus forestiers Firestone, la structure radiale à 20 plis de ces pneus était sensiblement plus rigide que celle des pneus usés de type à 12 plis qui venaient d être retirés des jantes de roue du chargeur articulé. Le travail de pose des pneus neufs Firestone sur les 2 jantes était donc vraisemblablement très ardu et demandait de l'expérience avec ce type de pneus conjointement avec l'utilisation appropriée des barres de forces comme exigée par les fabricants de pneus. Tout indique que les talons des pneus devaient être forcés en place, avec difficulté, pour les faire passer autour des épaulements des jantes. Les ouvriers auraient fait plusieurs tentatives infructueuses pour accoter le talon contre l'épaulement de la jante, la roue fixée sur la machine. L'inspection radiographique et notamment le pincement observé ont révélés que certaines des manipulations effectuées auront alors vraisemblablement été inadéquates et auront provoqué des dommages physiques au niveau des tringles sans être en mesure de s'en apercevoir. Dans le cadre de nos travaux, nous avons d ailleurs noté que même en utilisant une machine à pneu spécialisée beaucoup plus puissante (voir Annexe E), les employées de Pneus Métropolitain ont dû utiliser également des barres de force pour finaliser la dépose des deux pneus de leurs jantes de roue respectives. 20

22 École Polytechnique de Montréal Investigation technique # DPI CAUSES DU DÉJANTEMENT DE L ASSEMBLAGE PNEU/JANTE Les circonstances du déjantement soudain du pneu de son assemblage sur l épaulement intérieur de la jante ont indiqué que ce dernier s est produit alors que le pneu était en phase de pré-gonflage permettant de faire asseoir correctement ses talons sur la jante. Vu la hauteur importante de projection verticale de l assemblage pneu/jante notée lors du déjantement, il apparaît probable que la pression maximale utilisée par le travailleur lors du pré-gonflage du pneu sur la jante excédait alors la pression maximale recommandée par le manufacturier Firestone qui est de 35 lb/po 2. Tout indique donc que le travailleur avait de la difficulté à faire asseoir correctement le talon intérieur du pneu sur l épaulement de la jante et qu il aura tenté d utiliser une pression de gonflage excédant la limite recommandée par le manufacturier du pneu. L'emplacement de la rupture de la tringle dans la zone de chevauchement est spécifique à une rupture ductile induite par une montée en pression graduelle. Par ailleurs, nous avons noté que l épaulement intérieur de la jante de roue présente une section cylindrique en saillie directement avant la crête interne de l épaulement (voir figure 5). Lors de la phase de pré-gonflage du pneu, ce profil de la jante à cet endroit peut faire en sorte de retenir momentanément en place le talon du pneu avant que ce dernier ne finisse finalement par gravir la crête pour finalement s asseoir en place contre l épaulement. En cas de mauvais positionnement du talon sur la jante et d utilisation d une pression de pré-gonflage excessive, cette configuration peut potentiellement faire office de rampe de lancement et provoquer un impact de la tringle du talon sur l épaulement de retenue. De plus, selon nos constatations, au moment du pré-gonflage les tiges d acier de la tringle du talon intérieur du pneu présentaient déjà fort probablement des dommages mécaniques dus aux manipulations antérieures effectuées avec des barres de force lors de la pose du pneu sur la jante, tel que mentionné à la section précédente. Une tringle déjà affaiblie à cause de différentes raisons briserait sous cette sollicitation soudaine. Selon nos constatations, l hypothèse la plus probable permettant d expliquer le bris est une combinaison de l ensemble de ces facteurs, soit : L'affaiblissement précurseur de la tringle du talon intérieur du pneu, résultant de manipulations inadéquates lors du montage du pneu sur la jante à l aide de barres de force, 21

23 École Polytechnique de Montréal Investigation technique # DPI L utilisation inadéquate par le travailleur d une pression de pré-gonflage du pneu excédant la pression maximale recommandée de 35 lb/po 2 du manufacturier Firestone Le profil de l épaulement intérieur de la jante de roue qui, en cas d utilisation d une pression de pré-gonflage excessive, peut favoriser un déplacement soudain du talon sur l épaulement. Selon ce scénario, lors du pré-gonflage du pneu sur la jante, le travailleur aura eu de la difficulté à faire asseoir le talon intérieur du pneu sur l épaulement de la jante. Il aura alors utilisé une pression plus importante pour tenter de remédier à la situation. Le talon du pneu sera alors venu soudainement passer au-dessus de la crête intérieure de l épaulement. L impact qui sera survenu au niveau de la tringle en acier du talon, déjà fragilisée par la présence de déformations et/ou dommages mécaniques, aura alors été suffisant pour provoquer le bris en tension des tiges de la tringle. Ce bris est alors survenu dans la région du chevauchement intérieur de l enroulement des brins de la tringle. Comme le démontre plusieurs études, cette zone représente une zone de prédilection de défaillance lorsqu'un surgonflage est effectué. La configuration de la jante à double épaulement, un intérieur (diamètre #3, figure 5) et un autre extérieur, de retenue (diamètre #4, figure 5) peu proéminent, peut expliquer que le passage pardessus de ce dernier a pu se faire sans déchirement du caoutchouc et résultant dans un déjantement. La grande pression d'un volume d'air relativement élevée (vu les dimensions du pneu) a propulsé l'assemblage pneu-jante dans les airs à plus de 6 mètres d'hauteur. 22

24 École Polytechnique de Montréal Investigation technique # DPI RECOMMANDATIONS L'atelier de Pneus Tibo possédait une machine à pneu spécialisée pour les pneus de grandes dimensions, mais qui se trouvaient légèrement en dessous des dimensions acceptables de jantes pour le travail demandé. De plus, dans le cas d un pneu de grandes dimensions à structure très rigide (pneu radial 20 plis) tel que le pneu forestier Firestone impliqué dans le présent accident, l utilisation de procédures inadéquates présente des dangers qui n étaient visiblement pas suffisamment bien compris par les travailleurs. Le fait de forcer les talons des pneus en place en utilisant des barres de forces de grande longueur en acier permet en effet l application de couples et d efforts très importants sur l assemblage et peut entraîner des dommages physiques aux composantes de l assemblage, principalement au niveau de la région des interfaces entre les épaulements des jantes et les talons des pneus. Appliquer une pression de pré-gonflage excessive et excédant les recommandations du manufacturier pour faire asseoir les talons des pneus sur la jante est une pratique que nous observons couramment dans les ateliers de pose de pneus de véhicules lourds et légers. Ce n est pourtant pas une pratique sécuritaire et elle devrait être bannie. De plus, dans le cas de cet incident nous avons noté que les pneus usées qui étaient en train d'être remplacés avaient une pression de pré-gonflage recommandée deux fois plus élevée que celles du pneu Firestone. Il apparait donc clair que le technicien devrait systématiquement vérifier les pressions de pré-gonflage recommandées inscrites sur les flancs des pneus au moment de faire la pose surtout s'il s'agit des modèles de pneus avec lesquels ils sont moins familiers. D'une manière générale, lorsque une pression de pré-gonflage est aussi élevée que celle prévue pour ce type de pneu, l'opération de devra se faire impérativement dans une cage de sécurité ou avec un système approprié de retenue de la roue. Finalement, la pose d'un pneu sur une jante aussi déformée que celle de l'assemblage #2, n'aurait jamais dû être réalisée. La mise sous pression de ce pneu représenterait un danger potentiel. Suite à ces constats, nous croyons utile de recommander une organisation du travail appropriée autant en choix de machines et structures de retenue spécialisées, qu'en techniques de manipulation associées. Des procédures claires et strictes devraient être prévues lorsque la pose devient difficile. Une formation aux bonnes pratiques et les dangers inhérents à l'utilisation des barres de forces, aux pressions de pré-gonflage et de gonflage de pneus de grandes dimensions sur des jantes de roue devra être disposé aux travailleurs. 23

25 École Polytechnique de Montréal Investigation technique # DPI CONCLUSIONS Les circonstances de l accident, ainsi que l ensemble des constatations physiques que nous avons effectuées sur l assemblage pneu/jante accidenté, ainsi que sur les autres composantes examinées, indiquent que le déjantement soudain du pneu forestier Firestone a été provoqué par le bris en tension de la tringle du talon intérieur du pneu. Selon nos constatations, ce bris résulte fort probablement de l utilisation de méthodes de travail inadéquates lors des travaux de pose du pneu sur la jante. En effet, tout indique que lors des manipulations du pneu neuf Firestone sur la jante, des dommages physiques auront été faits sur la tringle du talon intérieur du pneu accidenté. Vu la hauteur dont l'ensemble pneu-jante a été propulsé, il apparaît très probable que la pression de gonflage utilisée par le travailleur lors du pré-gonflage du pneu sur la jante était très élevée ce qui a produit le bris de la tringle et par la suite le déjantement. Olivier Bellavigna-Ladoux, ing., M.Ing. (OIQ #113911) ProLad Experts Inc. Aurelian Vadean, professeur adjoint École Polytechnique de Montréal 24

26 École Polytechnique de Montréal Investigation technique # DPI RÉFÉRENCES [1] Benoit, R., Vadean, A. Investigation technique du pneu éclaté le chez "Robert Bernard Pneus et Mécanique" à Chambly, Dossier IRSST #D , Montréal, août 2010 [2] Michel, L. - Étude et caractérisation des phénomènes d éclatement et d explosion des pneus de camion, Mémoire de maitrise, MScA, École Polytechnique de Montréal, novembre

27 École Polytechnique de Montréal Investigation technique # DPI P.j.: - Annexe A : Photographies - Annexe B : Schémas de configuration des tringles du pneu Firestone Forestry EL - Annexe C : Rapport d inspection radiographique du Laboratoire d essai Mequaltech - Annexe D : Rapport de vérification dimensionnelle des jantes de roue #1 et #2 - Annexe E : Brochure technique de la machine à pneus GS Boxer King 52 - Annexe F : Documents de description technique du chargeur articulé Hydrema - Annexe G : Brochure technique de la machine à pneus Ranger R2600HD 26

28 ANNEXE A PHOTOGRAPHIES

29 Photo 01 : Vue générale du côté ¾ intérieur de l assemblage pneu/jante impliqué dans l accident mortel et objet de la présente expertise (assemblage #1). Photo 02 : Vue générale du côté ¾ extérieur de l assemblage #1, montrant que la tringle intérieure du pneu est complètement décrochée de son épaulement sur la jante de roue.

30 Photo 03 : Vue générale du côté extérieur de l assemblage #1. Photo 04 : Vue rapprochée de la photo précédente. La flèche indique un emplacement de l épaulement extérieur de la jante en acier où une encoche importante est visible.

31 Photo 05 : Vue rapprochée du dommage présenté à la photo précédente. Photo 06 : Vue générale du côté intérieur de l assemblage #1.

32 Photo 07 : Vue rapprochée de la photo précédente, montrant le côté intérieur de la jante de roue en acier. Photo 08 : Vue très rapprochée du flanc du pneu de la photo précédente, montrant l inscription 4605 indiquant que le pneu a été manufacturé lors de la 46 ième semaine de 2005 (assemblage #1).

33 Photo 09 : Vue générale du côté ¾ d un pneu neuf de modèle identique à celui impliqué dans l accident mortel (pneu #3). Photo 10 : Autre vue générale du pneu de la photo précédente (pneu #3).

34 Photo 11 : Vue rapprochée de la vignette d identification du pneu neuf (pneu #3), montrant qu il s agit d un pneu de type radial à 20 plis, de marque Firestone, modèle Forestry EL et de dimensions 600/55B26.5. Photo 12 : Vue rapprochée de la vignette d identification de la photo précédente, montrant le message d avertissement de sécurité spécifiant que lors de la pose du pneu sur une jante de roue, une pression de 35 lb/po 2 (240 kpa) ne doit jamais être excédée pour faire asseoir correctement les talons du pneu sur les épaulements de la jante.

35 Photo 13 : Vue très rapprochée du flanc du pneu neuf, montrant l inscription 4805 indiquant que le pneu a été manufacturé lors de la 48 ième semaine de Photo 14 : Vue très rapprochée du flanc du pneu neuf, montrant l avertissement de sécurité spécifiant la pression maximale de 35 lb/po 2 (240 kpa) pour faire asseoir correctement les talons du pneu sur une jante de roue.

36 Photo 15 : Vue très rapprochée d une seconde inscription d avertissement de sécurité visible sur le flanc du pneu neuf. Il s agit d un pictogramme au sujet de la pression maximale de 2.5 bar (36 lb/po 2 ou 250 kpa) pour faire asseoir correctement les talons du pneu sur une jante de roue. Photo 16 : Vue générale du côté ¾ d un des pneus usés du tracteur qui était en train d être remplacés au moment de l accident mortel.

37 Photo 17 : Vue rapprochée du flanc du pneu usé de la photo précédente, montrant qu il est de marque Trelleborg. Il s agit d un pneu suédois de type radial à 12 plis, de modèle Twin 421 et de dimensions 600/55B26.5. Photo 18 : Vue très rapprochée du flanc du pneu usé, montrant l avertissement de sécurité spécifiant la pression maximale de 70 lb/po 2 (483 kpa ou 4.8 bar) pour faire asseoir correctement les talons du pneu sur une jante de roue.

38 Photo 19 : Vue générale du côté ¾ extérieur du second assemblage pneu/jante sur lequel avait travaillé la victime au moment de l accident mortel (assemblage #2). Photo 20 : Vue générale du côté extérieur de la jante en acier de la photo précédente, montrant que son épaulement présente une zone fortement déformée, visible à l œil nu.

39 Photo 21 : Vue rapprochée de la déformation de la jante présentée à la photo précédente. Dans cette zone, l épaulement de la jante est plié vers l intérieur. Photo 22 : Autre vue rapprochée de la zone endommagée de la jante des photos précédentes.

40 Photo 23 : Vue rapprochée d une autre région de l épaulement extérieur de la jante de l assemblage #2 qui présente des traces d encoches suite à l utilisation d une barre de force. Photo 24 : Vue rapprochée du flanc du pneu de l assemblage #2, montrant l inscription 4805 indiquant que le pneu a été manufacturé lors de la 48 ième semaine de 2005.

41

42 Photo 27 : Vue générale de la jante de roue de l assemblage #1, après la dépose du pneu. Photo 28 : Idem à la photo précédente.

43

44

45

46

47 Photo 37 : Vue générale du flanc intérieur du pneu de l assemblage #1, après son marquage et sa préparation en vue de l inspection radiographique de la tringle en acier de son talon intérieur. Photo 38 : Vue générale de l installation de prise de radiographies de la tringle du pneu.

48 Photo 39 : Idem à la photo précédente. Photo 40 : Idem aux photos précédentes.

49 Photo 41 : Vue générale du flanc intérieur du pneu de l assemblage #1 (pneu #1) après son inspection radiographique. Les zones marquées A et B correspondent au chevauchement des enroulements de la tringle. La région brisée de la tringle se situe à l emplacement A. Photo 42 : Vue rapprochée de la photo précédente, montrant le marquage des zones A et B de la tringle endommagée.

50 Photo 43 : Vue générale de la radiographie axiale de la zone 0-1 de la tringle intérieure du pneu #1.

51 Photo 44 : Vue générale de la radiographie axiale de la zone 1-2 de la tringle intérieure du pneu #1.

52 Photo 45 : Vue générale de la radiographie axiale de la zone 2-3 de la tringle intérieure du pneu #1.

53 Photo 46 : Vue générale de la radiographie axiale de la zone 3-4 de la tringle intérieure du pneu #1.

54 Photo 47 : Vue rapprochée de la photo précédente, montrant la fin de la zone de chevauchement extérieure des tiges de la tringle.

55 Photo 48 : Vue générale de la radiographie radiale de la zone 3-4 de la tringle intérieure du pneu #1.

56 Photo 49 : Vue rapprochée de la photo précédente, montrant la fin de la zone de chevauchement extérieure des tiges de la tringle.

57 Photo 50 : Vue rapprochée de la photo précédente, montrant également la fin de la zone de chevauchement extérieure des tiges de la tringle.

58 Photo 51 : Vue générale de la radiographie axiale de la zone 4-5 de la tringle intérieure du pneu #1.

59 Photo 52 : Vue rapprochée de la photo précédente, montrant la fin de la zone de chevauchement extérieure des tiges de la tringle.

60 Photo 53 : Vue rapprochée de la photo #51, montrant la zone de bris de la tringle intérieure du pneu #1.

61 Photo 54 : Vue générale de la radiographie radiale de la zone 4-5 de la tringle intérieure du pneu #1.

62 Photo 55 : Vue rapprochée de la photo précédente, montrant la zone de bris de la tringle intérieure du pneu#1.

63 Photo 56 : Vue générale de la radiographie axiale de la zone de bris (zone 5) de la tringle intérieure du pneu #1.

64 Photo 57 : Vue rapprochée de la zone de bris présentée à la photo précédente.

65 Photo 58 : Vue rapprochée de la section supérieure de la photo #56, montrant la rangée de 10 tiges de hauteur de la tringle en acier.

66 Photo 59 : Vue générale d une seconde radiographie axiale de la zone de bris (zone 5) de la tringle intérieure du pneu #1.

67 Photo 60 : Vue rapprochée de la zone de bris présentée à la photo précédente.

68 Photo 61 : Vue rapprochée de la section supérieure de la photo #59, montrant la rangée de 10 tiges de hauteur de la tringle en acier.

69 Photo 62 : Vue générale de la radiographie axiale de la zone 5-6 de la tringle intérieure du pneu #1.

70 Photo 63 : Vue rapprochée de la photo précédente, montrant la zone de bris de la tringle intérieure du pneu #1.

71 Photo 64 : Vue générale de la radiographie radiale de la zone 5-6 de la tringle intérieure du pneu #1.

72 Photo 65 : Vue rapprochée de la photo précédente, montrant la zone de bris de la tringle intérieure du pneu #1.

73 Photo 66 : Vue générale de la radiographie axiale de la zone 6-7 de la tringle intérieure du pneu #1.

74 Photo 67 : Vue générale de la radiographie axiale de la zone 7-8 de la tringle intérieure du pneu #1.

75 Photo 68 : Vue générale de la radiographie axiale de la zone 8-0 de la tringle intérieure du pneu #1.

76 Photo 69 : Vue rapprochée de la région de la zone 8 de la photo précédente, montrant que la tringle en acier présente des traces de déformation mécanique par pincement.

77 Photo 70 : Vue générale de la radiographie radiale de la zone 7-8 de la tringle intérieure du pneu #1.

78 Photo 71 : Vue rapprochée de la photo précédente, montrant des traces de déformations mécaniques sur plusieurs tiges de la tringle, près de la région de la zone 8.

79 Photo 72 : Vue générale de la radiographie radiale de la zone 8 de la tringle intérieure du pneu #1.

80 Photo 73 : Vue rapprochée de la photo précédente, montrant des traces de déformations mécaniques sur plusieurs tiges de la tringle, près de la région de la zone 8.

81 Photo 74 : Vue générale du flanc intérieur du pneu neuf comparatif (pneu #3), après son marquage en vue de l inspection radiographique de la tringle de son talon intérieur.

82 Photo 75 : Vue générale de la radiographie axiale de la zone 0-1 de la tringle intérieure du pneu #3.

83 Photo 76 : Vue générale de la radiographie axiale de la zone 1-2 de la tringle intérieure du pneu #3.

84 Photo 77 : Vue générale de la radiographie axiale de la zone 2-3 de la tringle intérieure du pneu #3.

85 Photo 78 : Vue générale de la radiographie axiale de la zone 3-4 de la tringle intérieure du pneu #3.

86 Photo 79 : Vue générale de la radiographie axiale de la zone 4-5 de la tringle intérieure du pneu #3.

87 Photo 80 : Vue générale de la radiographie axiale de la zone 5-6 de la tringle intérieure du pneu #3.

88 Photo 81 : Vue générale de la radiographie axiale de la zone 6-7 de la tringle intérieure du pneu #3.

89 Photo 82 : Vue rapprochée de la photo précédente, montrant la fin de la zone de chevauchement extérieure des tiges de la tringle.

90 Photo 83 : Vue générale de la radiographie axiale de la zone 7-8 de la tringle intérieure du pneu #3.

91 Photo 84 : Vue rapprochée de la photo précédente, montrant la fin de la zone de chevauchement intérieure des tiges de la tringle en acier.

92 Photo 85 : Vue rapprochée de la photo précédente, montrant la fin de la zone de chevauchement intérieure des tiges de la tringle en acier.

93 Photo 86 : Vue générale de la radiographie axiale de la zone 8-0 de la tringle intérieure du pneu #3.

94 ANNEXE B SCHÉMAS DE CONFIGURATION DES TRINGLES DU PNEU FIRESTONE FORESTRY EL

95 14 Strands wide 600/55B26.5 Bead Configuration Bead Bundle = 10X14 Beadwire diameter = 1.3 mm Lapped Construction Bead wire tensile = 512 lbf Calculated burst pressure =292 psi 10 Strands high The beginning and end splice lap overlap; guaranteeing a 10x14 bundle 360degrees. Lap angle overlap 19deg. November 17, 2010

96 Bead Configuration 14 Strands wide Bead Bundle = 10X14 Beadwire diameter = 1.3 mm Lapped Construction 10X14 BEAD 10 Strands high Tire inside Tire outside November 2010

97 ANNEXE C RAPPORT D INSPECTION RADIOGRAPHIQUE DU LABORATOIRE D ESSAI MEQUALTECH

98

99