Ch04 – Vitesse et accélération | Terminale ERA | ⏱ 35 min
Dernière mise à jour : 5 juin 2026
Un charpentier qui chute de 4 m d'une toiture atteint le sol à quelle vitesse, et avec quelle énergie d'impact ?
En chute libre (sans frottement) :
Comparaison : une voiture à 30 km/h qui te percute (4 t × 8,3 m/s²) = 280 000 J. Mille fois plus. Mais l'impact corporel se concentre sur quelques cm² → blessure mortelle.
Statistiques INRS : la chute de hauteur est la 1re cause de mortalité chantier (50 décès/an). Travail en hauteur = travail à risque MAJEUR. EPI obligatoires.
Yann, formateur sécurité chantier chez Apave 87 Limoges (organisme certifié OPPBTP), prépare la session « Travail en hauteur » pour une équipe de charpentiers. Il doit expliquer les ordres de grandeur, dimensionner les EPI et faire mesurer aux participants.
Vitesse et énergie après chute libre de 6 m.
v = √(2·g·h) = √(2 × 9,81 × 6) = √117,7 = 10,85 m/s = 39 km/h.
Temps : t = √(2·6/9,81) = 1,11 s.
Énergie : E = m·g·h = 80 × 9,81 × 6 = 4 709 J.
Sans harnais, impact sur sol dur = mort quasi certaine.
Avec longe sans absorbeur (longe statique 1,5 m, ancrage au-dessus). Distance d'arrêt 0,1 m (élasticité corde minimale).
Hauteur de chute libre : longe 1,5 m → 1,5 m de chute libre avant tension.
Vitesse en tension : v = √(2 × 9,81 × 1,5) = 5,42 m/s.
Décélération sur 0,1 m : a = v²/(2·d) = 5,42²/(2 × 0,1) = 147 m/s² = 15 g.
Force d'arrêt : F = m·a = 80 × 147 = 11 760 N = 11,8 kN.
2× la limite physiologique humaine (6 kN). Risque de fracture vertébrale. La longe statique sans absorbeur est interdite en EPI antichute.
Avec longe à absorbeur d'énergie. Distance d'arrêt 1,7 m (absorbeur déployé).
Toujours 1,5 m de chute libre → v = 5,42 m/s.
Décélération sur 1,7 m : a = 5,42²/(2 × 1,7) = 8,64 m/s² = 0,9 g.
Force d'arrêt : F = 80 × 8,64 = 691 N. Soit < 1 kN. Très loin sous la limite 6 kN. Sans danger.
L'absorbeur diminue la force × 17. Indispensable pour travailler en hauteur en sécurité.
Calcul du tirant d'air nécessaire.
Tirant d'air = somme des distances :
Tirant d'air total : 1,5 + 1,7 + 1,7 + 1 = 5,9 m.
Concret : si Yann travaille à 8 m du sol, il a 8 m d'air disponible → OK avec marge.
Si travail à 5 m : seulement 5 m disponible → insuffisant. Il toucherait le sol avant arrêt complet de la chute.
Solution travail à < 6 m : utiliser système anti-chute avec point d'ancrage en hauteur (à la tête du travailleur) + longe courte 1 m + absorbeur de faible déploiement.
Facteur de chute selon la position de l'ancrage.
| Position ancrage | Hauteur chute libre | Facteur | Risque |
|---|---|---|---|
| Au-dessus de la tête (idéal) | ~ 0 m | F = 0 | Aucun |
| Au niveau de la longe (longe vers le haut) | ~ 0,5 m | F = 0,5 | Faible |
| Au niveau du dos (longe horizontale) | ~ 1,5 m | F = 1 | Acceptable |
| Au pied (longe vers le bas) | ~ 3 m | F = 2 | MAXIMUM SUPPORTABLE |
| Sous les pieds | > 3 m | F > 2 | MORTEL |
Règle d'or : l'ancrage doit toujours être au-dessus de la tête du travailleur. Sinon, choisir une longe plus courte.
Différents niveaux de protection.
Hiérarchie de protection contre les chutes (R4534-3 Code du travail) :
Aujourd'hui : 60 % des chutes mortelles concernent des chantiers sans protection collective. Les EPI sont efficaces mais souvent mal utilisés (oubli, mal accrochés).
Évolution réglementaire : obligation protection collective dès que c'est techniquement possible. EPI seulement en complément ou si collective impossible.
Sécurité administrative travail en hauteur.
Sanctions employeur en cas d'accident sans EPI ou sans formation : prison + amendes lourdes + responsabilité civile.
Synthèse Yann pour les participants.
Mémo formation travail en hauteur — Yann (Apave 87 Limoges)
• Chute de 4 m sans protection : 32 km/h à l'impact, mort très probable.
• Sans absorbeur d'énergie : F = 12 kN sur le corps (2× la limite supportable).
• AVEC absorbeur : F = 0,7 kN. Sécurité totale.
• Tirant d'air nécessaire : ~ 6 m (longe + absorbeur + corps + marge).
• RÈGLE ABSOLUE : ancrage au-dessus de la tête. Facteur de chute ≤ 1.
• Toujours préférer protection collective (garde-corps, filet) à l'EPI individuel.
La limite physiologique 6 kN (~ 8 × le poids du corps) provient des études sur les pilotes d'avion et les accidents de voiture.
Au-delà :
Les normes EPI sont calibrées sur cette limite. Un absorbeur d'énergie est conçu pour limiter la force d'arrêt à < 6 kN même en chute facteur 2.
Test usine : mannequin instrumenté lâché en chute facteur 2 avec EPI. Mesure force par capteur dorsal. Si > 6 kN : non conforme, ne peut pas être vendu en UE (norme EN 355).
Curiosité : les pilotes de chasse supportent ponctuellement 9 g (= 7 kN sur un corps 80 kg) grâce à la combinaison anti-G qui maintient le sang dans le haut du corps. Mais 1 seconde max. Au-delà : perte de connaissance.
📚 §4 (MRUA) + §8 (ordres de grandeur) + §9 (applications) de la leçon Ch04.