Activité 7 – Palonnier à ventouses : manutention de panneaux SITUATION PRO

Ch07 – Pression | 1ère ERA-MA | ⏱ 30 min

Dernière mise à jour : 1 juin 2026

Ce que tu vas apprendre :

Comprendre le rôle de la pression atmosphérique dans une ventouse
Calculer la force d'aspiration en fonction de la surface
Choisir un palonnier adapté à une charge

🤔 Avant de commencer

Pourquoi une ventouse tient-elle plaquée sur une surface lisse — alors qu'il n'y a apparemment rien qui « tire » dessus ?

Quand on presse la ventouse, on en chasse l'air. À l'intérieur, la pression devient quasi nulle. À l'extérieur, la pression atmosphérique (≈ 100 000 Pa) pousse alors la ventouse contre la surface avec une force F = P_atm × S. La ventouse ne tire pas, elle est plaquée par l'atmosphère. C'est le principe des palonniers à ventouses utilisés en menuiserie pour manipuler de grands panneaux.

Situation – Mathieu, menuisier-agenceur poseur de cuisines (Strasbourg)

Mathieu, poseur chez « CuisinAls 67 » à Strasbourg, manipule régulièrement des panneaux de plan de travail en stratifié, parfois lourds (2,40 × 0,65 m, masse jusqu'à 35 kg). Il s'équipe d'un palonnier à 4 ventouses pour limiter les blessures dorsales.

📖 Vocabulaire

Ventouse: Disque en caoutchouc souple. Quand on la presse contre une surface lisse, l'air est chassé, créant un vide partiel.
Vide partiel: Pression interne réduite par rapport à l'atmosphère. Un bon vide industriel : 0,1-0,2 bar (au lieu de 1 bar atm).
Coefficient de sécurité: Marge multiplicative imposée par les normes. Pour manutention à la main : k ≥ 4 (charge max théorique / charge réelle).

Document 1 — Données palonnier Mathieu

Palonnier 4 ventouses circulaires Ø 12 cm chacune.
Surface d'une ventouse : S = π × 0,06² ≈ 0,0113 m² = 113 cm².
Vide intérieur après pompe à main : pression interne ≈ 0,2 bar.
Pression atmosphérique : 1 bar = 100 000 Pa.
Panneau à manipuler : m = 35 kg ; g = 10 N/kg.
Norme : coefficient sécurité k = 4 minimum pour manutention manuelle.

Problématique : Le palonnier 4 ventouses tient-il un plan de travail de 35 kg avec la marge de sécurité requise ?

Q1 APP

Calculer la différence de pression Δp entre l'extérieur et l'intérieur de la ventouse.

Δp = P_atm − P_intérieur = 100 000 − 20 000 = 80 000 Pa = 0,8 bar.

Q2 REA

Calculer la force F maintenue par UNE ventouse.

F = Δp × S = 80 000 × 0,0113 = 904 N ≈ 90 kg équivalent.

Une seule ventouse maintient ≈ 90 kg dans l'idéal. Le palonnier 4 ventouses : 4 × 90 = 360 kg.

Q3 REA

Calculer le poids du panneau (35 kg).

P = m × g = 35 × 10 = 350 N.

Q4 ANA

Calculer le coefficient de sécurité réel : k = F_palonnier / P_panneau.

F_palonnier = 4 × 904 = 3 616 N.

k = 3 616 / 350 ≈ 10,3.

Largement au-dessus du minimum 4 imposé. Marge confortable. ✓

Q5 ANA

Pourquoi ne pas se contenter d'1 ou 2 ventouses (k toujours > 4) ?

2 ventouses suffiraient à k = 5,2 (théorique). MAIS plusieurs raisons d'en mettre 4 :

Redondance : si une ventouse fuit (poussière, surface rayée), les 3 autres tiennent encore (k = 7,7 → encore au-dessus de 4).
Stabilité géométrique : 4 ventouses bien réparties empêchent le panneau de basculer en transport.
Marge dynamique : à la levée brusque, la force effective peut x 2 (accélération). Donc k réel sous charge dynamique : 5,2.
Vieillissement : le vide se dégrade avec le temps (~ 5 % par minute via micro-fuites). 4 ventouses = autonomie ↑.

Q6 ANA

Si Mathieu doit manipuler une baie vitrée 3 × 1 m, masse 90 kg, est-ce que le même palonnier suffit ?

Poids : 900 N. F_palonnier 4 vent. : 3 616 N. k = 3 616 / 900 ≈ 4,0.

JUSTE au minimum. Insuffisant en pratique car il faut une marge pour la dynamique et le vieillissement.

Solution : palonnier 6 ventouses (k = 6) ou ventouses plus grandes (Ø 15 cm → S = 177 cm², F = 1 416 N par ventouse, k = 6,3 à 4 vent).

Q7 VAL

Sur surface rugueuse (béton brut, bois non poli), la ventouse fuit. Que peut-on faire ?

Plusieurs solutions :

Nettoyer la surface avec un chiffon humide + savon → adhérence x 2-3.
Ventouse à pompe motorisée qui maintient le vide automatiquement (palonnier électrique 600-1 200 €).
Joint de ventouse silicone tendre : épouse mieux les irrégularités.
Pour les surfaces très rugueuses : pince mécanique ou élingue plutôt que ventouse.

Limites : porosité (béton brut, brique) = impossible avec ventouse classique.

Q8 COM

Conseil de Mathieu à son apprenti (4 lignes).

Utilisation palonnier 4 ventouses — Mathieu (CuisinAls 67)
• Une ventouse Ø 12 cm tient 90 kg théoriques. 4 ventouses = 360 kg max théo.
• Coefficient sécurité minimum : k = 4 (loi). Vérifier toujours avec la charge réelle.
• Nettoyer la surface avant pose. Re-pomper toutes les 5 min en transport long.
• Au-delà de 80 kg : passer à 6 ventouses ou ventouses Ø 15 cm.

✅ Auto-évaluation

Je calcule F = Δp × S sur une ventouse. Je calcule un coefficient de sécurité k. Je choisis le nombre / taille de ventouses selon la charge.

Bonus — Pourquoi la ventouse perd-elle son vide avec le temps ?

Le vide n'est jamais parfait. L'air ambiant s'infiltre par 3 voies :

Le joint de la ventouse (caoutchouc) n'est jamais 100 % étanche, surtout sur surfaces légèrement granulées.
Le matériau lui-même peut être poreux (bois, MDF, certains plastiques). L'air entre par les pores.
La déformation élastique du caoutchouc : sous la force, le joint se relâche progressivement.

Conséquence : un palonnier doit être re-pompé (manuellement) ou maintenu en vide actif (pompe électrique) pour longues manutentions. Pour ventouses « ventouses simples » non motorisées : limite ≈ 5 min sécuritaire en transport.

À retenir

Ventouse : F = Δp × S, avec Δp = P_atm − P_intérieur.
P_atm ≈ 100 000 Pa = 10 N/cm². Une ventouse de 100 cm² tient ≈ 80 kg.
Coefficient sécurité k ≥ 4 minimum en manutention manuelle.
4 ventouses = redondance + stabilité + marge dynamique.

📚 §2 (Pression) + §5 (Applications) de la leçon Ch07.