Décapeuse

Développement et évolution de la décapeuse

La traction animale
La fonction de la décapeuse est fort simple : racler le sol, transporter le matériel ainsi ramassé sur une courte distance et décharger le tout. Son origine remonte au temps des premières utilisations d’animaux de trait par l’homme. Les premières versions n’étaient rien de plus qu’une large pelle à fond plat, munie de poignées et tirée par des chevaux, des mules  ou des bœufs. En 1885 aux États-Unis, Abijah McCall, un maréchal ferrant de Fresno en Californie et son associé Frank Dusy obtinrent un brevet pour une décapeuse tractée. L’invention devint éventuellement connue comme la décapeuse Fresno, en référence au lieu où elle fut conçue. James Porteous acheta le brevet de McCall et Dusy et perfectionna la décapeuse Fresno.

Un exemple de décapeuse primitive.

Ici, une décapeuse Fresno. Elle est déjà plus simple à utiliser que la version montrée ci-haut. 

La décapeuse tractée
Avec le rapide développement des tracteurs chenillés au début du vingtième siècle, apparurent de nouvelles variantes de décapeuses. Une version populaire était la décapeuse rotative : un godet de forme cylindrique bascule en position de transport une fois plein et se retourne arrivé à destination pour vider son chargement. Ce genre d’équipement nécessitait généralement deux opérateurs, un pour le tracteur et un pour la décapeuse.

 Une décapeuse tractée Euclid S-112 remorquée par un bouteur Allis-Chalmers HD-6. Commercialisé en 1930, ce modèle a une capacité d'une verge cube et demie (1,15m³). Notez le mécanisme actionné par la roue de la décapeuse et le second opérateur.

Cette vidéo nous montre une décapeuses rotatives à l'œuvre. On constate bien la faible quantité de matériel transportée par ce genre d'équipement.

 

C’est Robert Gilmour Letourneau, un inventeur américain de génie, qui fit faire des bonds de géant à la décapeuse. Après la Première Guerre mondiale, il obtint un contrat pour réparer un tracteur chenillé Holt. Letourneau fut ensuite embauché par le propriétaire du tracteur pour niveler un terrain de 40 acres (160 000m²) à l’aide du même tracteur et d’une décapeuse tractée. Il devint obsédé par la décapeuse primitive et vit immédiatement comment améliorer son efficacité. Il conçut et fabriqua une série de décapeuses tractées durant les années 1920. Il fit une percée majeure en 1928 avec l’invention du cable-control unit ou système de manœuvres à câbles : un treuil réversible à deux tambours entrainé par la prise de force du tracteur et commandé par embrayages. Ce treuil permettait de contrôler toutes les fonctions de la décapeuse. En 1932, Letourneau fut aussi le premier à commercialiser des décapeuses montées sur pneumatiques plutôt que sur des roues d’acier.

Une décapeuse Letourneau Carryall remorquée par un tracteur Caterpillar D9. Toutes les fonctions de la décapeuse sont contrôlées par câble. Notez le système de manœuvre à câbles monté à l'arrière du tracteur.

Ici, une décapeuse tractée LaPlant-Choate Carrimor. Notez comment la benne bascule pour vider son contenu. En 1952, LaPlant-Choate fut achetée par Allis-Chalmers, alors à la recherche d'une gamme de décapeuses pour garnir son catalogue.

Une décapeuse Allis-Chalmers 260 construite en 1967. C'est une descendante directe des décapeuses conçues par LaPlant-Choate.

La décapeuse automotrice
Les tracteurs chenillés sont robustes, capables de se déplacer en remorquant de lourdes charges sur des sols meubles ou accidentés mais sont aussi très lents. Letourneau eut l'idée d'installer un moteur, une transmission et un poste de conduite sur une décapeuse équipée de pneumatiques. Une telle machine pourrait faire d'importants gains en temps sur la portion transport du cycle d’opération. Il développa la Tournapull modèle A en 1938. Son invention consistait en une décapeuse reliée de façon permanente à un tracteur à deux roues dont le moteur est en porte-à-faux sur le châssis. On la dirigeait à la manière d’un bulldozer : en bloquant une roue pendant que l’autre tourne par l’entremise d’un système d’embrayages et de freins à bande. Capable d'atteindre une vitesse maximale de 20 milles à l'heure (32km/h), le modèle A utilisait les plus gros pneus disponibles à l'époque. La traction des pneus étant limitée, l'assistance d'un bulldozer était requise lors du chargement. Letourneau vendit son entreprise de fabrication d'équipements lourds à Westinghouse Air Brake Company (WABCo) en 1953. Il poursuivit ensuite son rêve : développer un système de propulsion électrique pour les engins de chantier. Il recommença à fabriquer des décapeuses en 1958. Ses nouvelles créations furent dès lors toutes électriques. 

La première machine que l'on aperçoit sur cette vidéo est une Letourneau Super C équipée d'une décapeuse Carryall LP. Notez l'absence de volant, la machine se dirige en désembrayant et bloquant une des deux roues motrices.

Décapeuse Letourneau-Westinghouse modèle CM3-C. Il s'agit d'une machine hybride : la propulsion s'effectue par le biais d'une transmission mécanique. Mais toutes les autres fonctions de la machine, y compris la direction, sont électriques.

Sur cette décapeuse Letourneau de seconde génération, un générateur est entrainé par le moteur diesel et le courant ainsi produit alimente les moteurs électriques des différentes fonctions de la machine. Les moteurs servant à propulser la décapeuse sont montés aux extrémités des boîtiers d'essieux (toutes les roues sont motrices ici) et ceux des autres fonctions entrainent des crémaillères : pas de câble ni de système hydraulique! Le modèle L-130, comme celle-ci, fut produit de 1958 à 1960.

La Euclid Road Machinery Company, basée dans la ville du même nom en Ohio, aux États-Unis, fabriquait des décapeuses tractées depuis 1924. L’entreprise développa une décapeuse automotrice équipée d’un tracteur à quatre roues (cette combinaison est aussi appelée décapeuse à six roues) en 1938. Durant les années 1950, les décapeuses à six roues étaient capables d'atteindre des vitesses de 35 milles à l'heure (56 km/h). Avec leur vitesse de déplacement élevée, ce genre de machine convenait parfaitement aux chantiers où les distances de déplacement dépassaient le demi-mille (800m). La décapeuse en porte-à-faux peut souffrir de louvoiement à haute vitesse, mais le tracteur pouvant pivoter à 90 degrés par rapport à la benne en fait une machine plus agile dans les espaces restreints. La décapeuse à quatre roues est également la championne sur les routes en très mauvais état. Euclid, avec l’introduction du concept Twin Power en 1949, fut le premier fabricant à utiliser deux moteurs pour motoriser chacun des essieux porteur de la décapeuse. En 1954, Euclid ajouta la décapeuse avec moteur en porte-à-faux à son catalogue. Durant les années 1950, les machines fabriquées par Euclid étaient les plus évoluées sur le marché.

Au début des années 1930, Euclid commercialisa un tracteur à quatre roues pour remorquer des tombereaux à déchargement ventral. Ce même tracteur convenait aussi à la remorque de décapeuses qui furent offertes dès 1938. Le tracteur et la décapeuse montrés ici furent introduits vers le milieu des années 1950.

Une décapeuse avec moteur en porte-à-faux Euclid S7 de 1955 à l'oeuvre.

 La firme Terex est née en 1968 à l'issue d'un procès intenté contre Euclid, alors propriété de General Motors. Ici, une décapeuse tandem Terex TS-24 : munie de deux bennes et deux groupes moteur-transmissions. 

La firme américaine Heil est une pionnière de la soudure à l'arc électrique appliquée aux engins de terrassement. Heil devint un fournisseur privilégié d'International Harvester (IH), fabricant des accessoires pour les tracteurs chenillés IH. Les décapeuses Heil connurent un certain succès durant les années 1940 et 1950. Cet extrait d'un film documentaire de 1957 sur la construction du Massachusetts Turnpike montre une décapeuse Heiliner, possiblement un modèle 2H800. International Harvester prit possession de Heil en décembre 1953 (cliquez ici pour revoir l'extrait).  

Dans les conditions idéales : sols ni trop rocailleux ni trop argileux, distance modérée entre les sites de chargement et de déchargement, la décapeuse est l’outil le plus économique pour déplacer de la terre en quantité. Durant les années 1950, presque tous les manufacturiers d’engins de chantier ajoutèrent des décapeuses à leur catalogue.

La firme Wooldridge Manufacturing était un important fabricant d'accessoires pour tracteurs chenillés dans les années 1930. En plus des lames de bulldozer et des dents défonceuses, Wooldridge offrait aussi toute une gamme de décapeuses. Voulant diversifier ses actifs, Curtiss-Wright, déjà bien établie dans le secteur aéronautique, acquit Wooldridge en 1958. On voit ici une décapeuse CWT18M avec un tracteur Clark-Michigan 290M aidé par un bulldozer John Deere 750C. Ces décapeuses, commandées par l'armée américaine, sont les dernières qui sortirent des usines de Curtiss-Wright en 1963. Notez comment le tracteur et le bouteur patinent.

Cette vidéo nous montre à quoi ressemble l'opération de décapeuses dans des conditions idéales. Toutes les machines qui participent à ce ballet ont été fabriquées par Caterpillar.

Caterpillar, qui est la seule entreprise qui fabrique toujours des décapeuses en 2018, a introduit le modèle DW10, une décapeuse à six roues, en 1941. Le modèle DW21, équipé d’un tracteur à deux roues fut introduit en 1951.

Proposé par Terex et Caterpillar dès la fin des années 1960, l'attelage Helpmate élimine l'utilisation d'un bouteur pour pousser les décapeuses. Ce système est utilisé ici sur des décapeuses Caterpillar 657E et 657G. Il permet à deux décapeuses ou plus de s'atteler les unes aux autres, additionnant ainsi la puissance et la traction de chacune des machines. 

Un tracteur DW10 de Caterpillar. La version originale, introduite en 1941, utilisait des câbles pour opérer la décapeuse. Celle-ci est hydraulique.

La plus grosse décapeuse produite par Caterpillar, le modèle 666, fut ajoutée au catalogue en 1966. La capacité maximale de la benne est de 54 verges cubes (environ 41 mètres cubes) et la puissance combinée des deux moteurs est de 785 chevaux-vapeur. 

En combinant un tracteur chenillé Caterpillar D10 et la benne d'une décapeuse Caterpillar 657, on obtient ceci : une décapeuse D57T. Cette machine a été conçue pour opérer sur des sols boueux. En fait, cette décapeuse prépare le terrain et ouvre la voie afin qu'une flotte d'engins conventionnels puisse travailler efficacement.

La décapeuse automotrice sans assistance
Dans la plupart des cas, la décapeuse automotrice a besoin d'un autre véhicule, généralement un tracteur ou une autre décapeuse, pour la pousser durant le chargement. Certains modèles de décapeuses ont été conçus pour être entièrement autonomes. Au début des années 1940, John Eugene Hancock, un fermier américain établi à Lubbock au Texas, a fabriqué une décapeuse élévatrice pour niveler ses champs. Son invention était remorquée par tracteur agricole dont la prise de force entrainait une chaine équipée de palettes. Les palettes raclaient le sol et poussaient le matériel dans la benne. Le déchargement s'effectuait au moyen d'une trappe à glissière dans le plancher de la benne. La Hancock Manufacturing Company vit le jour vers la fin des années 1940. Les premières machines étaient tractées et destinées à des agriculteurs mais Hancock vit tout de suite le potentiel de son invention pour le terrassement à grande échelle. Durant les années 1950, Hancock vendait principalement des bennes élévatrices aux principaux manufacturiers de décapeuses : Euclid, Letourneau-Westinghouse, MRS, Allis-Chalmers, Michigan, qui y ajoutaient leur propre tracteur. Il développa également une version automotrice, le modèle 282, en 1963. Clark-Michigan acheta la Hancock Manufacturing Company en 1966 et continua le développement et la production de décapeuses élévatrices jusqu'en 1982. L'éternelle rivale de Hancock était la firme Johnson Manufacturing qui elle aussi développa une gamme de décapeuses élévatrices.

Sur une décapeuse conventionnelle, il faut plus de puissance pour amasser les dernières verges cubes de matériel qu'il en faut pour les premières. L'effort supplémentaire requis venant du fait que le matériel doit être poussé tout en haut de la benne, par-dessus le matériel déjà amassé. Durant les années 1970, l'entreprise Wotco développa la décapeuse à tarière : la benne est munie d'une tarière qui élève le matériel, réduisant ainsi l'effort que doit fournir la machine. Caterpillar adopta l'idée en 1984 et offre depuis la tarière en option.

La décapeuse élévatrice Hancock 292, introduite en 1966, était la première décapeuse élévatrice entièrement hydraulique. Ici, une décapeuse Hancock 292B. 

Une décapeuse WABCo 333FT équipée d'une benne élévatrice Hancock.

Caterpillar acquit la firme Johnson Manufacturing Company en 1971. Cette décapeuse élévatrice Caterpillar 615C est une descendante directe des décapeuses fabriquées par Johnson.

International Harvester décida de concevoir sa gamme de décapeuses élévatrices à l'interne plutôt que d'acheter les bennes d'un sous-traitant comme Hancock ou Johnson. Le modèle E200, comme celle-ci, était la plus petite du catalogue. 

Une vidéo promotionnelle du fabricant américain John Deere vantant les mérites de la décapeuse élévatrice JD860. John Deere commercialisa le modèle JD860, d'une capacité de 15 verges cubes (11,47m³), en 1969. Conçut en partenariat avec Hancock, il s'agit du premier modèle de décapeuse élévatrice à moteur en porte-à-faux offert par John Deere. Le modèle JD860 sera remplacé par le modèle 862, d'une capacité de 16 verges cubes (12,21m³) en 1980.

Une décapeuse Caterpillar 627G équipée d'une tarière qui entraine le matériel vers le haut de la benne, réduisant ainsi l'effort requis pour la remplir.

Une décapeuse élévatrice Caterpillar 613B avec un tracteur John Deere 4755. La décapeuse possède son propre moteur pour entrainer la chaine. 

Décapeuse chenillée SR2000 développée par la firme suisse Frutiger. Machine idéale lorsque la distance est trop longue pour un bulldozer et trop courte pour un camion benne.

La décapeuse au vingt-et-unième siècle
Aujourd’hui, même si la décapeuse demeure très compétitive dans certaines conditions, elle a largement été supplantée par l’excavatrice hydraulique accompagnée d'une flotte de tombereaux articulés. L’excavatrice et le tombereau forment une équipe plus versatile que la décapeuse, capable d’opérer dans presque tous les types de sols. Alors que les manufacturiers d'engins de chantier ont délaissé la décapeuse tractée, des firmes comme Miskin, K-Tec ou Reynolds ont repris l'idée pour l'utiliser avec des tracteurs modernes. Ces derniers étant rapides et puissants, ils forment une combinaison efficace. D'autres se sont spécialisées dans la conversion de décapeuses conventionnelles : en récupérant la benne et en remplaçant le tracteur par un essieu et un timon, on peut convertir à faibles coûts une décapeuse automotrice vieillissante en décapeuse tractée.

Un bel exemple d'une utilisation contemporaine de la décapeuse tractée : un tracteur agricole John Deere 9560R tire une paire de décapeuses Noble 417B.

 

Les tombereaux articulés ont des aptitudes tout-terrain remarquables, ce qui en fait d'excellents tracteurs. Ici, une décapeuse K-Tec 1263 et un tracteur Caterpillar.

Deux décapeuses K-Tec 1233 tirées par un tracteur Volvo A40F.

L'entreprise américaine Holmes Welding & Fabrication Ltd, établie à Hudson dans l'Iowa, convertit des décapeuses automotrices en décapeuses tractées. Ici, la benne d'une Caterpillar 611 a une nouvelle vie derrière un bulldozer Caterpillar D6T.

Bibliographie

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Dernière mise à jour : 9 août 2020