Les principales différences techniques expliquées

Les ascenseurs, en tant que transport vertical indispensable dans l'architecture moderne, ont subi une évolution technologique remarquable. Des anciens dispositifs de levage aux systèmes intelligents et à grande vitesse d'aujourd'hui, chaque innovation a profondément influencé la conception des bâtiments et la vie urbaine. Parmi les différents types d'ascenseurs, les ascenseurs à traction dominent le marché en raison de leur fiabilité et de leur efficacité, le choix entre les systèmes à engrenages et sans engrenages restant une considération cruciale pour les architectes, les ingénieurs et les propriétaires de bâtiments.

Le concept d'ascenseurs remonte à l'Antiquité. Dès le IIIe siècle avant J.-C., Archimède a inventé un dispositif de levage utilisant des poulies et des cordes, considéré comme le précurseur des ascenseurs modernes. Cependant, le véritable ascenseur moderne est apparu grâce à l'inventeur américain Elisha Otis. En 1853, Otis a présenté son ascenseur de sécurité à la Foire mondiale de New York, doté d'un système de freinage révolutionnaire qui se déclencherait automatiquement en cas de défaillance des câbles, améliorant considérablement la sécurité et permettant une adoption généralisée. Otis a ainsi gagné le titre de "père de l'ascenseur". Les premiers ascenseurs Otis utilisaient la vapeur, remplacée plus tard par des systèmes hydrauliques et électriques. Les premiers ascenseurs électriques employaient principalement des mécanismes à engrenages, utilisant des boîtes de vitesses pour réduire la vitesse du moteur tout en augmentant le couple.

Les ascenseurs à traction représentent le type d'ascenseur le plus largement utilisé aujourd'hui. Leur principe fondamental repose sur la friction entre des câbles en acier et une poulie motrice pour déplacer la cabine. Les principaux composants comprennent :

• Cabine : Le compartiment transportant les passagers ou les marchandises
• Contrepoids : Équilibre le poids de la cabine pour réduire la charge du moteur
• Poulie motrice : La roue rainurée qui déplace les câbles, généralement entraînée par un moteur
• Câbles en acier : Connectent la cabine et le contrepoids, transmettant la force de traction
• Rails de guidage : Dirigent le mouvement vertical de la cabine et du contrepoids
• Systèmes de sécurité : Comprenant des limiteurs de vitesse, des dispositifs de sécurité et des tampons

En fonction du mécanisme d'entraînement, les ascenseurs à traction se divisent en systèmes à engrenages et sans engrenages.

Les systèmes à engrenages relient le moteur à la poulie motrice par l'intermédiaire d'une boîte de vitesses, ce qui réduit la vitesse tout en augmentant le couple. Cette technologie mature offre des avantages en termes de coûts pour les applications de moyenne portée.

Le moteur à grande vitesse entraîne la boîte de vitesses, qui transmet une rotation à vitesse réduite et à couple accru à la poulie. Les câbles enroulés autour de la poulie déplacent la cabine et le contrepoids dans des directions opposées.

• Coût initial inférieur : Fabrication et installation plus économiques
• Technologie éprouvée : Performances fiables avec un entretien simple
• Large applicabilité : Convient aux bâtiments de faible à moyenne hauteur

• Consommation d'énergie plus élevée : La friction de la boîte de vitesses augmente la consommation d'énergie
• Génération de bruit : L'engrènement des engrenages produit des vibrations audibles
• Exigences d'entretien : Lubrification et inspection régulières de la boîte de vitesses nécessaires
• Contraintes de vitesse : Généralement limité à ≤2,5 m/s

Les systèmes sans engrenages (à entraînement direct) couplent le moteur directement à la poulie, en utilisant généralement des moteurs synchrones à aimants permanents (PMSM). Cette configuration excelle dans les applications à grande vitesse et à forte capacité, en particulier dans les grands bâtiments.

Le PMSM fait tourner directement la poulie, déplaçant les câbles sans engrenage intermédiaire. Cela élimine les pertes d'énergie et réduit le bruit.

• Efficacité énergétique : Consommation d'énergie inférieure de 20 à 40 % à celle des systèmes à engrenages
• Fonctionnement silencieux : L'absence de bruit d'engrenage améliore la qualité de la course
• Entretien réduit : Aucune exigence de lubrification de la boîte de vitesses
• Haute vitesse : Capable d'un fonctionnement à ≥10 m/s
• Longévité : La conception mécanique simplifiée améliore la fiabilité

• Coût d'investissement plus élevé : Composants et installation plus chers
• Complexité technique : Exige des systèmes de contrôle moteur avancés
• Exigences d'espace : Les moteurs plus grands peuvent nécessiter des salles des machines plus grandes

Les principales mesures de performance distinguent ces systèmes :

• Efficacité : Les systèmes sans engrenages (≥95 %) surpassent les systèmes à engrenages (80-90 %)
• Niveaux de bruit : Les systèmes sans engrenages maintiennent ≤50 dB contre 60-70 dB pour les systèmes à engrenages
• Précision : Les systèmes sans engrenages offrent une précision de nivellement supérieure
• Vibration : Les systèmes sans engrenages produisent moins d'oscillations mécaniques
• Systèmes de contrôle : Les systèmes sans engrenages utilisent généralement un contrôle vectoriel ou un contrôle direct du couple avancé
• Salle des machines : Certains modèles sans engrenages permettent des conceptions sans salle des machines (MRL)
• Coût total : Bien que les systèmes sans engrenages aient un coût initial plus élevé, les dépenses à vie peuvent être inférieures

Le choix entre les systèmes nécessite d'évaluer :

• Hauteur du bâtiment : Les systèmes sans engrenages sont préférés pour les gratte-ciel
• Besoins en capacité : Les systèmes sans engrenages gèrent les charges plus lourdes plus efficacement
• Exigences de vitesse : Les systèmes sans engrenages permettent des temps de trajet plus rapides
• Considérations énergétiques : Les systèmes sans engrenages conviennent aux projets de construction écologique
• Environnement acoustique : Les systèmes sans engrenages sont bénéfiques pour les applications sensibles au bruit
• Contraintes budgétaires : Les systèmes à engrenages offrent des coûts initiaux inférieurs
• Limitations d'espace : Les modèles MRL sans engrenages permettent d'économiser de l'espace architectural

Privilégier le fonctionnement silencieux et le confort, en favorisant les systèmes sans engrenages avec des caractéristiques de sécurité améliorées.

Nécessitent un nivellement précis et un fonctionnement en douceur, avec des surfaces faciles à nettoyer.

Exigent une construction robuste avec des matériaux résistants aux chocs, quel que soit le type d'entraînement.

Bénéficier de la douceur des systèmes sans engrenages combinée à des conceptions de cabines panoramiques.

Les tendances émergentes se concentrent sur :

• Technologies intelligentes : Maintenance prédictive basée sur l'IA et connectivité IoT
• Durabilité : Entraînements régénératifs et composants à haut rendement énergétique
• Expérience utilisateur : Accessibilité améliorée et interfaces intuitives

À mesure que les coûts de fabrication diminuent, les systèmes sans engrenages s'étendent à des segments de marché plus larges, tandis que l'innovation continue promet des solutions de mobilité verticale plus intelligentes et plus écologiques pour les villes du futur.