Quelques généralités sur les ascenseurs
|
Les ascenseurs sont des appareils de levage verticaux destinés
au transport des personnes ou des marchandises.
On distingue techniquement trois types d'appareils : Les
ascenseurs destinés à
l'usage unique des personnes, Les
monte-charge destinés aux personnes et marchandises, Les
monte-charge industriels
destinés aux marchandises uniquement. Les appareils se
distinguent aussi par le type de
traction utilisé pour déplacer la
cabine.
Déplacement par treuil :
La cabine d'ascenseur est pendue dans la
gaine au bout de
câbles de traction. Ceux-ci passent sur une
poulie de traction
actionnées par
|
le treuil et sont reliés à l'autre bout à un
contrepoids destiné agrave;
équilibrer le poids de la cabine. Des
poulies de renvoi sont
installées, si nécessaire pour diriger les câbles.
Déplacement hydraulique
: La cabine se déplace à l'aide d'un
piston contenant de l'huile. Celle-ci est
amenée dans le piston par une
centrale hydraulique. Le
remplissage du piston à l'aide d'une
motopompe fait monter l'ascenseur. Pour le faire redescendre, l'huile excédentaire
est ramenée dans la cuve de la
centrale. La dernière distinction des appareils concerne le
type de manœuvre mis en
œuvre pour commander l'appareil et le type de
drive utilisé pour commander le
système de levage.
|
Pour assurer la sécurité du transport, les appareils
neufs, destinés à l'usage de personnes, sont soumis à des normes
édictées par les arrêtés des pays concernés et des
directives et normes éditées par la Commission européenne (Normes CE).
Ces normes très strictes visent principalement la sécurité des
utilisateurs. Elles tendent notamment à proscrire les cabines d'ascenseurs non
équipés de portes, à imposer une ventilation minimale de l'air ambiant,
et obligent d'équiper les appareils d'un moyen de
communication vocale fiable.
Ces normes visent aussi la sécurité de fonctionnement :
Limiteur de vitesse
mécanique, dispositif de blocage en cas de chute,
commande de révision
pour le personnel de maintenance, éclairage de la gaine etc.
© Guilleaume Alain - Oct 2002
|
3ème siècle avant JC : |
|
Apparition des premiers monte-charge mus par l'animal, par l'homme
ou bien par des roues à aubes. Ces monte-charge était principalement
utilisés pour déplacer verticalement de lourdes charges.
|
Début du XIXème siècle : |
|
Apparition des premiers monte-charge à
vérin hydraulique. Le
vérin était rempli par de l'eau, et sous l'effet de la pression de
celle-ci, le piston se déplaçait
vers le haut et faisait s'élever le
monte-charge. Pour redescendre, il suffisait de vider le vérin. Ce principe
est encore utilisé aujourd'hui, mais l'eau a été remplacée
par de l'huile.
Apparition des premiers monte-charge actionnés par des machines à vapeur.
Le volant de la machine entraînait un
tambour de traction sur lequel
s'enroulaient des cordes de traction. (L'idée de
câbles de traction en
acier d'une conception similaire aux cordages est apparue bien
plus tard.) La machine à vapeur fut remplacée par la suite par le moteur
électrique. Cependant, on trouve encore de nos jours et dans les vieux immeubles
quelques ascenseurs équipés d'un tambour de traction.
|
1829 |
|
Apparition du contrepoids.
La nécessité de construire de plus en plus haut, de faire déplacer
les cabines plus vite et la limite imposée par les tambours, ceux-ci devant contenir
l'entièreté des câbles de traction, imposa assez rapidement l'idée
d'utiliser une poulie de traction
et de contrebalancer le poids de la cabine par un contrepoids.
L'ascenseur prit à partir de ce moment un essor certain, mais quelques accidents
mortels se produisirent suite à la rupture des cordes de traction, provoquant la
chute mortelle des occupants de la
cabine.
|
1851 |
|
En 1851, à l'exposition de Londres, l'industriel américain Elisha Otis
présenta un dispositif destiné à stopper la chute de la cabine en cas
de rupture des câbles de
traction. Otis eut l'idée de monter un rochet muni de dents d'appui sur les
guides et de chaque côté de la
cage. Le parachute était né.
Cette invention donna un élan définitif à la construction des ascenseurs.
On s'accorde à penser qu'Otis est le père de l'ascenseur moderne.
|
1864 |
|
Suite au développement de la distribution d'eau dans les villes,
l'ingénieur français Léon Edoux, a l'idée d'utiliser la pression de
l'eau pour monter des matériaux, puis pour transporter des personnes. L'ascenseur
hydraulique est né. Edoux
est à l'origine du terme "ascenseur".
|
1867 |
|
Edoux présente à l'exposition de Paris, les deux premiers ascenseurs
à vérin hydraulique
telle que nous les connaissons aujourd'hui. Ceux-ci étaient déjà
équipés de poulies
destinées à démultiplier le mouvement du
piston.
|
1878 |
|
Invention du premier limiteur
de vitesse. Celui-ci provoque l'arrêt de l'appareil en cas de vitesse exagérée
ou de rupture des câbles de
traction.
|
1880 |
|
Le moteur électrique, devenu suffisamment puissant, est pressenti pour être
utilisé dans les ascenseurs. Cependant sa vitesse de rotation relativement grande
pose un problème qui paraît insoluble.
|
1887 |
|
L'Allemand, Werner von Siemens, invente l'ascenseur à crémaillère.
Le moteur électrique, placé sous la cabine entraîne par un système
de démultiplication, deux pignons placés de chaque côté de la
cabine. Ceux-ci roulent sur des crémaillères placées le long des
guides et font monter et descendre
la cabine. L'ascenseur électrique est né.
|
1888 -1900 |
|
Le treuil d'ascenseur à moteur
électrique fait son apparition. Celui-ci est équipé d'une boîte de
démultiplication composée d'une vis
et d'une couronne et appelée
réducteur. Le treuil transmet son
mouvement à un tambour de
traction sur lequel s'enroulent les câbles ou à une
poulie de traction (dans les
premiers gratte-ciel.) Suite à ce nouvel apport, la construction des ascenseurs
devient moins onéreuse et ceux-ci se démocratisent.
|
1900-1950 |
|
L'introduction sur le réseau électrique du courant triphasé
à 50 hertz généralise l'utilisation de
moteur à induction
alternatif. Cependant, la nécessité d'aller de plus en plus vite
entraîne un nouveau problème. Si à faible vitesse, la
précision d'arrêt de l'appareil est très acceptable, à grande vitesse,
elle devient désastreuse. Dès leurs apparitions, les moteurs alternatif
à deux vitesses vont être utilisés. La petite vitesse,
généralement égale au quart de la grande, servira à approcher
du niveau plus sûrement et à permettre un meilleur arrêt. Cependant, la
nécessité d'obtenir dans les gratte-ciel des vitesses de déplacement
beaucoup plus importantes entraîne la réapparition du
moteur à courant continu
. Celui-ci, plus onéreux a l'avantage de délivrer une vitesse
proportionnelle à la tension appliquée à ses bornes. Un nouveau
problème se pose. Comment produire à partir du réseau électrique
triphasé une puissance électrique continue à tension variable suffisante
pour entraîner un ascenseur ? Le système
Ward-Léonard voit enfin le jour
et va résoudre ce problème. L'ascenseur à vitesse régulée
est enfin né !
|
1945-1975 |
|
Suite à la seconde guerre mondiale, des progrès considérables en
automatisation sont apparus. Jusqu'à présent les ascenseurs se contentaient
de se déplacer. Ils vont devenir "intelligents" L'application de
l'automatisation aux
appareillages d'ascenseur va permettre de mettre en
batterie de plus en plus
d'ascenseurs. Ceux-ci vont enfin être capables de répondre intelligemment
à la demande de trafic des
immeubles. Dans la même période, Schlieren va inventer le régulateur
à courant continu Variatron™ équipé d'une lampe à vide
de type triode nommée thyratron. Jusqu'à présent,
la régulation des systèmes
Ward-Léonard se faisait toujours à l'aide de gros contacteurs et de
résistances de très grande puissance. Le thyratron va permettre de produire
très aisément du courant continu de moyenne puissance à tension variable.
Par après, le thyristor, composant
électronique fabriqué à l'aide de silicium va détrôner par
son prix modique le thyratron. Les systèmes de régulation moderne ont
enfin vu le jour.
|
1975-1985 |
|
Jusqu'à présent, les
appareillages des batteries
d'ascenseurs étaient composés de centaines de relais destinés
à calculer les algorithmes de
manœuvre de ces derniers. L'apparition des premiers ordinateurs à
microprocesseur et leur implication dans la technologie des ascenseurs va permettre de
réduire considérablement l'espace nécessaire aux appareillages et va
à nouveau en réduire le coût de production. D'autre part, de nouveaux
thyristors de forte puissance sont
à présent disponible sur le marché. Ceux-ci permettront de réguler
électriquement des machines de traction à courant alternatif. Le
Ward-Léonard,
très coûteux à installation et en consommation électrique devient
subitement anachronique.
|
1985 |
|
L'invention de
transistors de forte puissance permet au constructeur d'ascenseurs Koné de mettre
sur le marché le premier régulateur de vitesse d'ascenseur à variation
de tension et variation de fréquence (VVVF). Celui-ci va permettre de réguler enfin la vitesse du
moteur à induction
alternatif d'une manière confortable et souple. En effet, jusqu'à
présent la vitesse d'un moteur alternatif était directement proportionnelle
à la fréquence de la
tension d'alimentation. Pour arriver à faire varier cette vitesse il fallait freiner
le moteur par injection d'un courant continu dans le second enroulement du moteur. Cette
technique était bruyante, onéreuse en énergie et parfois dommageable
pour le moteur. Varier la vitesse par la fréquence était connu depuis longtemps
mais irréalisable sans transistors puissants.
|
1994 |
|
Les machineries en toiture sont
peu esthétiques, L'installation d'ascenseurs hydraulique avec machinerie en cave
coûte très cher. Koné fabrique la première machine de
traction de type gearless à
moteur axial et lui donne pour nom Ecodisc™. Celle-ci, très compacte, trouve
sa place dans la gaine, directement
fixée sur un guidage. L'appareillage d'une technique révolutionnaire à
micro-composants est installé dans le retour de la porte palière du dernier
niveau. Le concept d'ascenseur sans salle de machine n'est plus une utopie.
Le Monospace™ est né. |