Ascenseur : le grand quizz de sa mécanique

Ascenseurs, réparation mécanique borne d'appel

Quizz ascenseurs

Connaissez-vous les ascenseurs champions du monde de la vitesse ? 102 étages en 47 secondes, ça vous en dit plus ? Soit 20 mètres par seconde.  Direction les États-Unis, à la nouvelle tour Freedom Tower si un jour vous aviez envie d’expérimenter l’un de ces bijoux technologiques. De nos jours, prendre l’ascenseur est devenu monnaie courante, le moyen de transport le plus utilisé en France, mais savez-vous comment fonctionne un ascenseur ?  Quelle est la puissance d’un ascenseur ? 

Découvrez tout au long de ce quizz l’univers de l’ascenseur et devenez un expert de la verticalité guidé par nos ascensoristes expérimentés.

Qui a créé le premier ascenseur ouvert au public ?

Dans les années 1850, M. Elisha OTIS propose à la vente ses premiers ascenseurs de passagers. Le Haughwout Building en 1857 fut le premier centre commercial de cinq étages équipés d’un ascenseur passager. L’évolution de la nacelle de marchandises à l’ascenseur passager est rendue possible grâce à son invention du frein de sécurité pour ascenseur. Cette innovation offre une garantie de sécurité pour l’ascenseur en cas de rupture de la corde principale de levage. Les futurs utilisateurs rassurés par cette découverte acceptent ce nouveau mode de transport. La vitesse de déplacement verticale n’est que de 0.2 mètre par seconde pour une charge maximum allant jusqu’à 450 kilos.

Comment s’élevaient les ascenseurs à leurs créations ?

Les premiers ascenseurs étaient principalement actionnés par des mécanismes hydrauliques ou à vapeur. L’introduction des moteurs électriques au milieu du XIXe siècle a permis d’améliorer considérablement les performances énergétiques, de fiabilité et de vitesse. Les premiers modes de propulsion étaient relativement limités en termes de hauteur et de charge supportée. Les systèmes hydrauliques utilisaient la force de l’eau sous pression pour faire avancer la plateforme le long d’un rail, tandis que le système à vapeur d’eau actionnait un mécanisme distinct pour effectuer l’élévation. Tous ces modes d’élévation nécessitaient l’action d’une personne nommée liftier.  Le frein parachute quant à lui a été l’élément révolutionnaire encore utilisé de nos jours malgré les avancées techniques.

Ascenseurs modernes de verre monture extérieur

Quels sont les différents types d’ascenseurs présents aujourd’hui ?

L’ascenseur électrique : la cabine se déplace par la traction de câbles dans des poulies à l’aide d’un contrepoids. Le tout est actionné à l’aide d’un moteur électrique. En 1880, Werner von Siemens pose les premières marches de l’ascenseur électrique d’aujourd’hui. L’avancée technologique a permis de faire progresser leur rendement énergétique  de 45 à près de 97% pour certains modèles.

L’ascenseur hydraulique : la cabine centrale est élevée à l’aide d’un ou de plusieurs vérins raccordés par des flexibles hydrauliques à un réservoir d’huile et à la pompe électrique. Il est énergivore et jugé comme une technologie vieillissante. Cette technologie lui permet d’atteindre des hauteurs de moins de 10 mètres. L’ascenseur hydraulique voit le jour en 1864 grâce à Félix Léon Édoux. Cependant cette technologie est progressivement abandonnée, car jugée obsolète pour répondre aux nouveaux besoins de hauteurs et de charges. Son rendement énergétique avoisine seulement les 20%.

Installation d'un ascenseur dans une gaine

Qu’est-ce qu’une gaine d’ascenseur ?

La gaine d’un ascenseur est le conduit dans lequel circule l’ascenseur. Ce conduit est composé de matériaux robustes minimisant les espaces vides pour garantir la sécurité et la fluidité de déplacement de la cabine. 

Généralement positionnée au centre du puits du bâtiment ou sur un côté. Elle est composée soit d’acier galvanisé ou d’acier inoxydable, soit d’aluminium ou encore de fibre de verre.

L’ emplacement de la gaine d’ascenseur (le puits ou la cage) est intégré à la structure du bâtiment. Le fond de la cuvette, les parois verticales et le plafond délimitent sa pose en intérieure. Par contre pour une pose en extérieur la mise en place d’une structure porteuse souvent métallique fixée à la façade est nécessaire.   

Qu'est-ce qui compose la cabine d’un ascenseur ?

Le plancher et la paroi : constituer de matériaux durables et résistant capables de supporter des charges lourdes . Certains ascenseurs de passagers peuvent véhiculer jusqu’à 30 personnes. Dans certains centres commerciaux fréquentés, les ascenseurs peuvent effectuer entre 2000 et 5000 trajets par jour, voir plus. Autre exemple d’utilisation intensive, la tour Burj Khalifa à Dubaï effectue environ 1000 trajets par jour. Pour nos plus petits immeubles résidentiels, les records se situent aux alentours des 200 trajets pour les plus petits et 1000 pour le gratte-ciel.  

À quoi sert le vérin à piston dans un ascenseur ?

La technologie actuelle des ascenseurs hydrauliques repose sur l’utilisation d’un vérin à piston. Ce dispositif se compose d’un cylindre renfermant un piston mobile. Sous l’effet de la pression exercée par l’huile injectée via une pompe  hydraulique, le piston se met en mouvement. La cabine reliée au piston s’élève.

Pour réguler la vitesse de montée ou de descente, une vanne permet de contrôler le flux d’huile circulant dans le vérin à piston. Lorsque la vanne s’ouvre, l’huile est poussée par le poids de la cabine qui redescend. En contrôlant le débit de l’huile dans le vérin à piston, on modifie la vitesse de déplacement de l’ascenseur de manière contrôlée et sécurisée.

Des ascenseurs à mécaniques ultra design

C’est quoi des guides d’ ascenseur ?

Les guides (ou rails) rigides sont constitués de câbles enroulés dans des gorges qui permettent de maintenir la cabine centrée par rapport à la gaine.

Schéma explicatif d'un contrepoids ascenseur

Comment calculer le poids nécessaire en contrepoids d’un ascenseur ?

Le contrepoids doit être équivalent au poids de la cabine ajouté de la moitié de la charge maximale de levage possible.

Connaissez-vous le mouflage dans l’ascenseur ?

Le mouflage correspond à l’ensemble du système de poulies permettant de démultiplier la force de traction.

Qu’est-ce que le frein parachute ?

Cet organe de sécurité est une sorte de mâchoire située en haut de la gaine et solidaire de la cabine servant de système principal de freinage.

Le dispositif est composé de câbles, de poulies, de ressorts et d’un système de friction. En cas d’urgence, les câbles attachés à la cabine se tendent, engageant le système de friction ou d’autres mécanismes conçus pour créer de la résistance et ainsi ralentir progressivement l’ascenseur jusqu’à l’arrêt.

Ascenseur découverte borne de commande ouverte

De quoi est composée l’armoire de commande ?

Les commandes font appel à des parties électroniques avec microprocesseurs. Ce système repose sur une synchronisation précise des composants électroniques et mécaniques garantissant un déplacement sûr et efficace de la cabine entre les différents niveaux d’un bâtiment. Des algorithmes complexes optimisent les déplacements et la sécurité du transport vertical des voyageurs.

Interface utilisateur de l’ascenseur

L’interface utilisateur de l’ascenseur comprend le panneau de contrôle à l’intérieur de la cabine, avec ses boutons permettant de sélectionner les étages ainsi que les dispositifs similaires situés à chaque étage pour appeler et commander la cabine.

Unité de commande principale

L’unité de commande principale reçoit les signaux de boutons et traite les données pour déterminer le trajet optimal de l’ascenseur.

Système de contrôle & commande des moteurs

Le système de contrôle (et de commande des moteurs) est responsables du mouvement de la cabine en activant le moteur électrique

Système de sécurité

Le système de sécurité et de contrôle de la vitesse se compose de capteurs surveillant la vitesse de l’ascenseur.

Système de contrepoids

Le système de contrepoids réduit la charge exercée sur le moteur pour augmenter l’efficacité énergétique.

Système de communication d’urgence

Le système de communication d’urgence permet de maintenir la communication avec le personnel de maintenance ou les services d’urgence.

Des portes d'ascenseurs sécurisées

À quoi correspondent les portes palières de l’ascenseur ?

Les portes palières d’un ascenseur sécurisent les cabines durant le voyage et s’ouvrent lorsque l’ascenseur atteint un palier. Elles sont équipées de capteurs de sécurité pour éviter les fermetures intempestives ou les incidents de fonctionnements.

À quoi sert la machinerie de l’ascenseur ?

Le moteur de l’ascenseur est traditionnellement logé dans la machinerie, une salle située en sous-sol du bâtiment ou dans une pièce dédiée. Avec les avancées technologiques, certains ascenseurs plus compacts, dédiés à de petits immeubles intègrent aujourd’hui le moteur directement dans l’armoire de commande située au-dessus de la cabine de l’ascenseur.

Comment fonctionne le système d’un ascenseur ?

👉 Une personne appuie sur le bouton d’ appel l’ascenseur.                                 

 ⚡ Un signal électrique est envoyé à l’unité de contrôle                                  

🧮 L’unité de contrôle établit l’ascenseur le plus proche de la demande puis envoie le signal au moteur                           

🔩 Désactivation des freins électromagnétiques            

⚙️ Alimentation du moteur pour déplacer la cabine                        

⛓️Surveillance du déplacement par les encodeurs de la cabine                      

📍Arrivée à l’étage demandé, l’unité de contrôle envoie un signal pour ralentir et stopper le moteur pas à pas. 

🛑Les freins de sécurité maintiennent la cabine en place                                     

⬅️➡️Les portes palières s’ouvrent.

Ascenseurs passagers performants et puissants

Quelle est la puissance d’un ascenseur ?

Pour calculer la puissance d’un ascenseur, vous pouvez utiliser la chaîne fonctionnelle à l’aide de la formule :

P(Watt) = masse de la cabine moins le contrepoids multiplié par 9.81 (constante de la gravité terrestre) multiplié par la vitesse de déplacement (m/s).

Des ascenseurs à mécaniques ultra design

Citez les principales motorisations de l’ascenseur ?

Deux familles d’ascenseurs sont à distinguer. Les ascenseurs à traction et les ascenseurs à poussé que l’on rencontre plus rarement. 

Symbole engrenages moteurs ascenseurs

Moteur -treuil à vis sans fin (à traction )

La vis sans fin entraîne un engrenage pour déplacer les câbles qui soulèvent ou abaissent la cabine. Progressivement abandonnés au profit des moteurs à attaques directes sans réducteur ou gearless. Son rendement énergétique jugé plutôt faible par rapport à d’autres mécaniques, hier de l’ordre de 20% aujourd’hui il avoisine parfois les 60%. Autre point problématique, l’importance des entretiens du système. Installez dans la cabine vous le reconnaîtrez par la mise en marche progressive de la cabine suivie par un sursaut dû à l’accélération du moteur.

Comment ça tourne ?

Le contrôle de la vitesse du moteur à courant continu ( à excitation indépendante) ou shunt est constitué d’un rotor et d’un stator. Le rotor alimenté en courant continu. Des enroulements (bobines) internes créent un champ magnétique lorsque le courant les parcours. Ce champ magnétique interagit avec celui du stator pour produire le mouvement. Le stator lui est alimenté indépendamment du rotor pour permettre un contrôle précis du couple moteur, soit de la vitesse ou de la puissance. Plus le courant augmente dans le rotor plus le champ magnétique se renforce pour permettre l’élévation d’une cabine chargée lourdement. Plus on diminue l’intensité électrique, plus la vitesse du moteur augmente. Résultat une élévation rapide, mais avec moins de force.

Symbole engrenages moteurs ascenseurs

Monteur-treuil planétaire (à traction)

Un moteur compact, efficace (rendement énergétique de 97%), performant et fiable, le moteur à treuil planétaire est un choix attrayant pour de futurs propriétaires. Cet appareil garantit des déplacements fluides, à bonne vitesse, malgré sa rapidité à se déplacer entre les différents étages.

Pour garantir ces performances dans une coupe moteur vous observerez :

Au centre du moteur  l’axe central (engrenage soleil) ralentit par des engrenages périphériques plus petits : engrenage planétaire puis engrenage couronne. 

Comment ça fonctionne ?

L’engrenage central, appelé soleil, est attaché à l’arbre de sortie du réducteur et se connecte à la roue à câble de l’ascenseur.  Autour de l’axe soleil, trois petits engrenages tournent sur eux-mêmes tout en orbitant autour de l’engrenage du soleil. Le mouvement est transmis à la couronne, l’engrenage externe, a son tour fournit le couple moteur nécessaire au fonctionnement du moteur d’entraînement.

Symbole engrenages moteurs ascenseurs

Moteur à attaque directe (Gearless ou sans treuil, à traction)

L’avantage de ce moteur  réside dans l’absence de machinerie. Tout petit, mesurant tout juste entre 30 à 40 cm de haut pour 40 à 60 cm de large, sans réducteur, il repose sur les guides ou une poutre acier au-dessus de la cabine. Ce moteur est largement utilisé pour des immeubles de faibles hauteurs. Par contre, d’autres moteurs seront plus appropriés pour des trajets nécessitant des puissances intenses telles que l’élévation des charges lourdes ou sur de grandes distances. Un rendement énergétique proche de 78% en fait un allié de l’économique. Une armoire de secours au premier étage facilite son dépannage et sa maintenance.

Comment ça marche ?

Ce système adapte la vitesse du moteur aux besoins de la charge, réduisant ainsi les pertes énergétiques pour offrir une meilleure efficacité. Le moteur à attaque directe est connecté à la charge sans l’intermédiaire d’un réducteur, une sorte de traducteur de puissance qui ajuste la vitesse de rotation du moteur, mais à l’aide d’un variateur de fréquence. Le variateur de fréquence permet d’adapter la puissance du moteur aux besoins de puissance réels de la charge. Le contrôle de la vitesse de du moteur s’ajuste en permanence, le moteur n’est pas constamment à son maximum.

Symbole engrenages moteurs ascenseurs

Le moteur Motopompes hydraulique ( à poussé )

Le Motopompe hydraulique se retrouve dans l’ascenseur a poussé hydraulique. Vous y trouverez essentiellement deux modèles : les motopompes centrifuges ou monteurs -treuils. Leur utilisation dépend des contraintes structurelles ou de conception du bâtiment ne permettant pas l’installation d’un autre modèle d’ascenseur.

Comment ça s’élève ?

Les motopompes centrifuges fonctionnent selon les lois de la dynamique des fluides. Les fluides (liquide ou gaz) se déplace grâce à la force centrifuge. Lorsque le fluide entre dans la pompe, le rotor accélère créant une force centrifuge qui propulse le fluide, augmentant ainsi sa pression et sa vitesse de sortie. La puissance pour déplacer le fluide implique qu’à de petites variations de vitesse, les besoins énergétiques augmentent exponentiellement à mesure des besoins de vitesse de levage. 

Dans le cadre des moteurs-treuils associés à une vis sans fin, la relation entre la quantité d’énergie requise et l’augmentation de puissance nécessaire est plus directe et proportionnelle. Cette meilleur gestion découle d’un couplage positif avec le treuil à vis sans fin lui-même. La rotation de la vis-sans fin génère la vitesse nécessaire pour soulever la cabine. Cette gestion directe diminue ses besoins en énergie malgré une consommation de la motopompe identique à l’autre.

Qu’impose la norme EN 81-70 dans la structure d’un ascenseur ?

La norme EN 81-70 est la norme qui s’efforce de rendre agréable et accessible pour tous utilisateurs le transport en ascenseur.

La définition du confort de la cabine par EN 81-70 :

La norme spécifie des dimensions minimales de la cabine.

Par exemple, elle exige un espace suffisant pour qu’un utilisateur avec son fauteuil roulant manœuvre facilement. Soit en largeur un minimum de 1.1 mètre et en profondeur de cabine 2.1 mètres. La hauteur d’aisance est jugée suffisante à partir de 2.1 mètres minimum. Pour le confort de personnes valides, un espace au sol d’au moins  0.15 m2 est préconisé.

C’est pourquoi généralement les standards se situent autour des 2.5 m 2 de superficie cabine.

Personne en fauteuil prenant l'ascenseur norme 81-70

L’accessibilité des commandes des ascenseurs

Personne handicapé et boutons ascensseurs accessibles

Les boutons de commandes doivent être accessibles à tous. D’une hauteur maximale oscillante entre 0.90 m et 1.2 m du sol .

Chaque bouton doit être large et suffisamment espacés environ 2 à 3 cm. Les boutons sont équipé de symbole en relief ou de braille, incluant des indications visuelles facilement identifiables. La disposition doit être intuitive et logique.

Signalitiques claires

Indications et signalisations claires à l’extérieur comme à l’intérieur pour afficher l’étage , les portes et les commandes. Les surfaces présentent des contrastes visuels clairs en couleurs, textures ou luminosité. Le contraste minimum recommandé propose 70% entre le fond et les informations.

Au niveau de l’éclairage le niveau minimum obligatoire affiche 100 lux pour assurer une visibilité suffisante répartie de manière uniforme dans la cabine. En cas de panne d’ascenseur, un éclairage de secours d’environ 5 à 10 lux assure une visibilité minimale et s’active automatiquement à l’intérieur de la cabine. Elles garantissent la sérénité des utilisateurs en toutes circonstances.

Ascenseurs sécurités d'abord

Un interphone de secours installé à l’intérieur de la cabine permet aux occupants de demander à l’aide en cas de panne.

Des portes à ouverture d’urgence équipées d’un déverrouillage manuel en cas de besoin.

Un système de détections d’anomalies, tel que des capteurs d’incident sur la porte ou de position de la cabine en plus d’un dispositif de freinage d’urgence.

Un système autonome d’alimentation électrique de la cabine de secours.

Comment devenir le meilleur ascensoriste?

Vous souhaitez en apprendre plus sur la mécanique des ascenseurs ? Une équipe à faire évoluer dans ses connaissances techniques des ascenseurs ? Découvrez nos formations professionnelles Le Bon Conseil Est élaborées par des experts. Bénéficiez en plus de tous les avantages financiers qu'offre un centre de formation certifié Qualiopi.

Facebook
Twitter
LinkedIn

Formations pour tous types d’intervention en lien avec l’environnement organisationnel, technique, sécurité, législatif et réglementaire du domaine, à destination de techniciens, commerciaux ou de l’encadrement.

Menu