Des critères de choix pour équiper un immeuble d’un ou de plusieurs ascenseurs relèvent principalement d’éléments :

• constructifs tels que la hauteur de bâtiment, l’espace disponible au niveau des étages, la possibilité de placer une salle des machines au sommet de la gaine, stabilité du terrain, …
• organisationnels comme le type de fonction du bâtiment, son occupation et son type de fonctionnement en garantissant une performance de confort et de trafic (rapport charge/vitesse),
• de sécurité,
• énergétique en considérant que la consommation et les appels de puissance doivent être limités,
• …

Hauteur des immeubles

La hauteur de l’immeuble limite radicalement le choix de la technologie des ascenseurs à placer dans le sens où avec les ascenseurs hydrauliques la course est limitée à 18 m (4 à 5 étages).

Un ascenseur à traction s’impose  !

Simplification constructive

Le placement d’équipements en hauteur pose problème, non seulement au niveau de la stabilité mais aussi au niveau accessibilité. En effet, une motorisation placée au sommet de la gaine d’ascenseur :

• Nécessite de tenir compte du poids de la cabine, des câbles, du contre-poids (il est de l’ordre du poids de la cabine + 50 % de la charge), de la structure de la salle des machines, des équipements de la salle des machines, … Le poids total repose donc sur la structure du bâtiment (colonne ou mur de gaine porteur renforcé) et se reporte au niveau des fondations.
• Peut imposer un volume construit inesthétique visible sur le toit.
• Pose un problème d’accessibilité.
• Réduit la compacité de la gaine (présence de la cabine et du contre-poids) et, par conséquent, la surface utile dans les étages du bâtiment.
• …

Système à traction classique.   Système hydraulique.

Heureusement pour les ascenseurs à traction, ces dernières années, la réduction importante du volume et du poids de la motorisation (“gearless” ou sans réducteur) et de sa commande (variateur de fréquence) ont permis de réduire drastiquement le poids et le volume des équipements au point de placer plus ou moins les systèmes à traction sur le même pied que les systèmes hydrauliques.

Performance de trafic

La charge et la vitesse influencent aussi le choix du type d’ascenseur. En effet :

• Une charge importante à déplacer orienterait plutôt le choix du type d’ascenseur vers la technologie hydraulique, bien que les ascenseurs à traction soient capables de reprendre des charges importantes dans la plupart des applications du tertiaire.
• Une vitesse de déplacement élevée (jusqu’à 2 m/s pour des ascenseurs d’immeubles tours) imposerait la technologie des ascenseurs à traction.

Ces critères sont établis lors du dimensionnement des installations d’ascenseurs en fonction :

• de la population susceptible d’occuper le bâtiment,
• du type de fonction du bâtiment (bureaux, hôpital, …),
• du type d’occupation (plusieurs services différents, horaire fixe ou flexible),
• …

Sur base de critères de performance tels que :

• le débit relatif (en % de la population totale de l’immeuble déplacée en 5 minutes),
• le temps d’attente moyen maximum (en seconde).

Performance de confort

Outre le temps d’attente moyen maximum et la vitesse de déplacement de la cabine, d’autres performances de confort interviennent dans le choix d’une technologie :

• les accélérations et décélérations,
• les mises à niveau de précision pour rester dans les tolérances conseillées par la norme NBN EN 81 (marche de 5 mm maximum entre le palier d’ascenseur et la cabine),
• …

Sécurité

En terme de sécurité des personnes, par rapport aux risques liés au principe même de la technologie (traction et hydraulique), il n’y a pas de grande différence. Cependant, l’utilisation d’une quantité importante d’huile pour les ascenseurs hydrauliques complique la sécurité incendie et augmente le risque de pollution des sols de la salle des machines et du cuvelage de la fosse (voir la norme NBN EN 81-2 concernant les règles de sécurité pour la construction et l’installation des ascenseurs hydrauliques).

Critère énergétique

À ce niveau, on n’a pas encore parlé de l’énergie (honte à nous !). Pourtant, s’il y a bien un critère qui devrait intervenir dans le choix du type d’ascenseur, c’est le critère énergétique.

La consommation et l’appel de puissance (courant de démarrage) influencent directement le choix d’une technologie. En effet, de par la présence d’un contre-poids dans la gaine d’ascenseur à traction (la masse du contre-poids correspond à celle de la cabine plus 50 % de la charge nominale de la cabine), les consommations et les courants de démarrages sont réduits par rapport aux ascenseurs hydrauliques (à charge et à vitesse égales, la puissance est réduite d’un facteur 3).

Configuration classique

Ascenseur à traction classique.

Les ascenseurs à traction sont de loin les systèmes les plus couramment utilisés dans les immeubles du tertiaire. On citera comme avantages principaux :

• la limitation des consommations et des appels de puissance,
• la réduction des coûts de dimensionnement de l’installation électrique,
• la maîtrise des chutes de tension sur le réseau,
• la limitation des coûts de réserve de puissance,
• une consommation d’huile dérisoire,
• l’absence de limite de hauteur du bâtiment,
• la grande plage de variation de vitesse,
• …

Beaucoup d’autres avantages sont à mettre à l’actif des ascenseurs à tractiondepuis la percée des nouvelles technologies appliquées à la motorisation propre aux ascenseurs à traction. En effet :

• Les moteurs sont de plus en plus compacts, performants et légers (“gearless” ou sans réducteur).
• Les commandes et régulations de vitesse associée sont, à l’heure actuelle, souples, peu énergétivores et précises (variateurs de fréquence).
• Les câbles deviennent souples, résistants et surtout légers.
• …

Câble plat et câble en fibre de carbone.

Tous ces facteurs font en sorte que le poids de l’ensemble diminue beaucoup et permet d’arriver à des concepts, avec ou sans salle des machines, s’appuyant sur des structures plus légères qu’auparavant.

Les ascenseurs à traction sans salle des machines

Acsenseur sans salle des machines et motorisation “gearless”.

Les nouveaux systèmes de tractions, utilisant la technologie de motorisation sans réducteur (“gearless”), permettent d’éviter la conception de salle des machines au sommet de la gaine. Ce type configuration réduit les coûts liés :

• À l’étude et la conception de la salle des machines.
• Au surdimensionnement de la structure (stabilité moins contraignante au niveau des colonnes ou des murs porteurs de la gaine).

La construction et le placement d’un ascenseur représentent, d’après un constructeur, 4 à 5 % du coût total de construction d’un immeuble (référence à un immeuble d’appartements de 6 à 7 niveaux). Dans le secteur tertiaire, le coût engendré par les ascenseurs risque d’être encore plus conséquent sachant que le trafic est plus intense et donc les charges des cabines. La construction d’ascenseur sans salle des machines permet de réduire l’investissement de départ de l’ordre de 25 % (chiffre annoncé par un constructeur).

Le graphique suivant traduit les avantages financiers de la conception sans salle des machines :

Le choix d’un ascenseur hydraulique sera retenu lorsque :

• la hauteur de l’immeuble est limitée à approximativement 18 m (4 à 5 étages),
• la charge admissible est importante,
• la vitesse n’est pas un critère de performance de trafic,
• …

Cependant, comme vu ci-dessus, la motorisation de l’ascenseur hydraulique présente quelques gros inconvénients :

• L’absence du contre-poids impose à l’ascenseur hydraulique de supporter la charge complète de la cabine. Des systèmes avec contre-poids ont été adaptés sur des ascenseurs hydrauliques, améliorant ainsi la consommation et les appels de puissance de la motorisation. Cependant, ce système perd de son intérêt puisqu’il impose le placement d’une suspension, une gaine de section plus imposante, …
• La nécessité d’un local technique en sous-sol.
• Les consommations sont plus importantes (de l’ordre de 170 %).
• Les appels de puissance du groupe moto-pompe dépassent largement celles des motorisations à traction (appel de puissance 3 fois supérieur par exemple).
• La présence d’huile en quantité importante impose des normes constructives exigeantes (cuvelage, local des machines avec ventilation adéquate, réglementation incendie sévère, …).
• …

Au vu des nombreux inconvénients cités ci-dessus, le choix des ascenseurs hydrauliques reste marginal.

Configurations classiques

Essentiellement, on retrouve les ascenseurs avec vérin enterré et apparent. Les différents modèles permettent de tenir compte de critères :

• de place,
• de hauteur d’immeuble à desservir,
• de stabilité de sol et de sous-sol,
• de risque de pollution par rapport au sol et plus spécifiquement aux nappes phréatiques,
• d’esthétique,
• …

Vérin enterré et vérin apparent.