Les marteaux hydrauliques sont les descendants modernes des engins de battage. Les pilotes de pieux sont des dispositifs mécaniques utilisés pour implanter des pieux dans le sol pour jeter les bases des bâtiments. L’avènement du diesel, de l’hydraulique et de la pneumatique a permis de fournir la force nécessaire pour enfoncer des pieux dans le sol et accomplir de plus grands projets de construction.
Les dispositifs hydrauliques comme le marteau hydraulique sont basés sur les théories de la mécanique des fluides et les travaux de Blaise Pascal et Daniel Bernoulli. Un système hydraulique se compose d’un liquide, d’une pompe, de tuyaux, d’un moteur et d’un dispositif de sortie. L’hydraulique fournit la force motrice pour activer les machines en convertissant la pression exercée sur un milieu liquide confiné en sortie mécanique. La pression exercée sur le liquide incompressible enfermé est transférée de manière égale dans toutes les directions et zones du système hydraulique et est transmise sans diminution au dispositif de sortie, qui est dans ce cas le marteau.
Selon la loi de Pascal (P = F/A), l’application d’une petite force (F) à un petit piston dans une petite zone (A) crée un avantage mécanique lorsque la pression constante résultante (P) est redirigée à travers des tuyaux vers un plus grand zone, produisant une force plus grande capable de déplacer un piston plus grand. Ce concept est illustré dans l’exemple ci-dessous :
Loi de Pascal : P = F/A
Si F1 = 2 lb (1 kg), A1 = 1 in2 (6 cm2)
P = F1/A1 = 2 lb/in2 (0.1 kg/cm2)
Si F2 = x, A2 = 1000 in2 (6452 cm2)
F1/A1 = P = F2/A2
F1/A1 = F2/A2
2 lb/po2 = x/1000 in2
x = (2 lb/po2)(1000 in2) = 2000 lb (907 kg) = F2
Essentiellement, cela se résume à une augmentation significative de la puissance : ce qui commence par 2 lb (1 kg) de force finit par être de 2000 lb (907 kg) lorsque la surface est augmentée.
Les marteaux hydrauliques ont des applications polyvalentes dans les industries de la construction, de la démolition, du forgeage des métaux, des carrières et des pilotis. En tant que dispositif de battage de pieux, les marteaux hydrauliques enfoncent des pieux dans le sol en se déplaçant selon des cycles de sens avant et arrière. Le déplacement du marteau s’arrête pendant que l’outil d’excavation est relevé et laissé en chute libre. Une fois qu’il a touché la surface, le marteau hydraulique reprend sa course pour briser la surface. La force de l’impact est régulée par des facteurs tels que le poids du vérin, la course du vérin, la pression de fonctionnement, le débit, le poids et les dimensions du marteau, la production d’énergie et les dimensions du tube de guidage et de la griffe de guidage.
Les marteaux hydrauliques peuvent être montés à l’extrémité d’une flèche mobile et être utilisés pour casser des roches et du béton. Ils peuvent être alimentés par un moteur diesel dédié ou par le moteur diesel de l’extracteur s’ils sont montés en tant qu’accessoire de flèche. Il existe divers embouts de marteau interchangeables, tels qu’un coupe-asphalte, un point de moil, un pilote de feuille, un point de ciseau, un bourreur, un pilote de pile ou un émoussé qui peuvent être équipés pour personnaliser la fonction de l’appareil.
Les marteaux hydrauliques sont plus respectueux de l’environnement que les autres marteaux car ils génèrent moins de bruit et de polluants. Ils sont préférés dans les zones sensibles aux vibrations et au bruit, car l’utilisation de marteaux vibrants peut autrement perturber la stabilité des structures existantes ou perturber de manière audible les communautés.