Schéma théorique du travail sur cordes avec point d'ancrage et harnais
Physique du travail sur cordes

Notions théoriques : facteur de chute, force de choc, tirant d'air

Notions théoriques essentielles du travail sur cordes : masse vs poids, facteur de chute, force de choc (limite 6 kN), tirant d'air vertical, effet pendulaire, systèmes de retenue, antichute et maintien au travail.

En résuméTrois notions fondamentales conditionnent la sécurité d'un cordiste : le facteur de chute (rapport hauteur de chute / longueur du système d'arrêt, idéalement < 1), la force de choc (limitée à 6 kN sur le corps humain par la norme), et le tirant d'air (espace libre sous l'opérateur pour que le système enraye la chute avant tout impact). La norme EN 363 distingue cinq systèmes de protection contre les chutes, dont la retenue, l'antichute et le maintien au travail.

Masse, poids et force : les unités du cordiste

La masse mesure la quantité de matière d'un objet, exprimée en kilogrammes (kg). Elle est invariante quel que soit l'endroit dans l'univers.

Le poids est la force d'attraction qu'exerce la Terre sur un objet. C'est une force, exprimée en Newton (N). La relation est : Poids = Masse × g, où g est l'accélération de la pesanteur, généralisée à 10 N/kg sur Terre.

Une personne de 100 kg exerce donc une force statique de 1 000 N = 1 kN sur le sol ou sur sa corde. C'est pourquoi les résistances des EPI cordistes sont indiquées en Newton (ou kN) plutôt qu'en kilogrammes.

Faits clés

  • 1 kN = 1 000 N = 100 daN ≈ 100 kg statiques
  • Accélération de pesanteur g = 10 N/kg (valeur simplifiée Terre)
  • Résistance des EPI exprimée en kN, pas en kg

Le facteur de chute : sévérité potentielle d'une chute

Le facteur de chute (f) détermine la gravité potentielle d'une chute. Sa valeur se calcule en divisant la hauteur de chute par la longueur du système qui enraye la chute :

f = Hauteur de chute / Longueur du système d'arrêt

Plus le facteur de chute est élevé, plus la chute sera potentiellement grave. La gravité finale dépend également du poids de l'opérateur et de la nature des matériaux du système d'arrêt (corde dynamique, semi-statique, sangles).

  • Si l'opérateur est sous son point d'ancrage : f < 1 (situation favorable)
  • Si l'opérateur est au niveau de son ancrage : f = 1
  • Si l'opérateur est au-dessus de son ancrage : f > 1 (situation dangereuse)
  • En progression cordiste, f peut atteindre 2 — seuil pouvant induire des lésions très graves

Faits clés

  • Facteur de chute > 1 = situation dangereuse
  • Toujours équiper le point d'ancrage le plus haut possible
  • Plus de corde au-dessus = facteur de chute plus faible

La force de choc : limite humaine 6 kN

Lors d'une chute, l'énergie est en partie absorbée par les matériels (corde, absorbeur). L'énergie résiduelle encaissée par le cordiste après que toute l'élasticité du matériel soit intervenue se nomme la force de choc (Fc).

Les études menées sur les sièges éjectables des avions de chasse pendant la seconde guerre mondiale ont permis de définir les seuils acceptables pour le corps humain.

Faits clés

  • Limite normative : 6 kN maximum sur le corps humain
  • Norme EN 355 : un absorbeur d'énergie limite la force de choc à 6 kN max
  • Corde dynamique : Fc ≈ 6 kN à facteur 0,3
  • Corde semi-statique sans absorbeur : Fc peut dépasser 12 kN
  • Sangle statique sans absorbeur : Fc supérieure à 18 kN — interdit
Force de chocEffet sur le corps humain (masse 70 kg)
0 à 600 daNAucune séquelle
600 à 900 daNAucune séquelle à séquelles réversibles
900 à 1 200 daNSéquelles réversibles
Au-delà de 1 200 daN (12 kN)Séquelles irréversibles, voire mortelles

Le tirant d'air vertical

Le tirant d'air est l'espace disponible sous les pieds de l'utilisateur pour ne pas heurter le sol ou un obstacle en chutant, pour un système d'arrêt donné.

Pour calculer cette distance, il faut prendre en compte tous les éléments susceptibles d'allonger la chute : élasticité de la corde, déchirement de l'absorbeur, distance entre les attaches du harnais et les pieds du cordiste, plus une marge de sécurité réglementaire de 1 mètre.

  • A — Longueur de la longe
  • B — Déchirement de l'absorbeur d'énergie
  • C — Distance moyenne entre l'attache du harnais et les pieds (≈ 1,5 m)
  • D — Marge de sécurité imposée par la norme : 1 m
  • Tirant d'air requis = A + B + C + D

Faits clés

  • Le tirant d'air dépend du facteur de chute, du système et de la masse de l'utilisateur
  • Marge de sécurité norme : +1 m systématique
  • Tirant d'air défavorable = risque de heurter un obstacle

L'effet pendulaire

Comme le tirant d'air vertical, l'effet pendulaire désigne l'espace nécessaire pour pouvoir penduler en cas de chute sans rencontrer d'obstacle.

Il est fonction de la distance entre l'axe vertical du système antichute et la position de l'utilisateur au moment d'une chute ou d'un glissement. Tout cordiste doit en permanence être en capacité d'évaluer son tirant d'air vertical et son risque pendulaire pour juger si la situation est favorable ou défavorable.

Les cinq systèmes de la norme EN 363

La norme EN 363 définit les systèmes de protection individuelle contre les chutes. Trois sont couramment rencontrés sur cordes :

Système de retenue
Limite le déplacement de l'utilisateur pour l'empêcher d'atteindre une zone à risque de chute. Exemple : longe limitant l'accès au bord d'un toit.
Système d'arrêt des chutes (antichute)
Dispositif destiné à arrêter la chute en préservant l'intégrité physique. Doit limiter la chute en distance, limiter la force de choc à 6 kN, et maintenir la victime dans une position adaptée après chute.
Système de maintien au poste de travail
Permet à l'opérateur d'avoir les deux mains libres pour travailler. Ne se substitue pas à un antichute — vient en complément.

Plain-pied vs plein vide

Travail à plain-pied
L'opérateur travaille les deux pieds stables et les deux mains libres (vire en falaise, margelle, corridor plat, toiture de faible pente). Seul un système antichute est nécessaire.
Travail en plein vide
L'opérateur ne peut travailler à poste sans être en suspension ou dans une position instable (suspension sur cordes, pylône, talus pentu). Antichute + système de maintien au travail obligatoires. La sellette devient incontournable.
FAQ

Questions fréquentes

Le sujet de la fiche : notions théoriques : facteur de chute, force de choc, tirant d'air

Le facteur de chute (f) est le rapport entre la hauteur de chute et la longueur du système qui enraye la chute. f = Hauteur / Longueur. Plus il est élevé, plus la chute est grave. Un cordiste sous son point d'ancrage est en facteur < 1 (favorable), au-dessus en facteur > 1 (dangereux).
La norme limite la force de choc à 6 kN (600 daN) sur le corps humain. C'est la valeur maximale pour qu'un absorbeur d'énergie EN 355 soit conforme. Au-delà de 12 kN, les séquelles deviennent irréversibles.
Tirant d'air = longueur de la longe + déchirement de l'absorbeur d'énergie + distance entre l'attache du harnais et les pieds (environ 1,5 m) + marge de sécurité réglementaire de 1 m.
La corde dynamique (EN 892) absorbe les forces de choc grâce à son allongement (jusqu'à 30 %) et est utilisée en assurage de grimpeur en tête. La corde semi-statique (EN 1891 type A) s'allonge peu (≈ 20 %), elle est utilisée pour la progression et le maintien sur cordes — c'est la corde principale du cordiste.
C'est l'oscillation latérale d'un cordiste après une chute, lorsque sa position au moment de la chute est décalée par rapport à l'axe vertical de son point d'ancrage. Risque : heurter un obstacle. Toujours évaluer le tirant d'air vertical ET pendulaire avant intervention.
Cinq. Les trois principaux pour le cordiste sont : la retenue (empêche d'atteindre la zone à risque), l'antichute (arrête une chute en cours), et le maintien au travail (libère les mains pour travailler à poste).
Plus le point d'ancrage est haut par rapport au cordiste, plus le facteur de chute est faible (idéalement < 1). Cela diminue la force de choc et améliore le tirant d'air. Règle d'or : être sous son ancrage chaque fois que possible.