Sans réducteur
Les ascenseurs récents ont un moteur synchrone à aimants permanents qui entraîne directement la poulie. À 1 m/s, une poulie de 48 cm fait environ 40 tours par minute : lent, silencieux, sans huile.
Un guide libre, pour tout le monde
Comment marche un ascenseur ?
On appuie sur un bouton, les portes se ferment, on monte. Entre les deux, un moteur, des câbles, un contrepoids, un frein et une dizaine de sécurités travaillent ensemble. Voici tout, expliqué simplement, et une maquette 3D pour le voir de ses yeux.
- 1 m/svitesse d’un ascenseur d’immeuble
- ± 10 mmprécision d’arrêt au palier
- 115 %vitesse où le parachute se déclenche
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1. Le voyage
Ce qui se passe quand on appuie sur le bouton
Prenons Awa, au rez-de-chaussée. Elle appuie sur la flèche « monter ». La cabine est au 3e : elle descend la chercher, ouvre, Awa entre et appuie sur « 2 ». Voici, dans l’ordre, ce que fait l’ascenseur. Chaque étape se voit dans la démo, qui peut s’arrêter à chacune d’elles (mode « pas à pas »).
2. Les organes
Qui fait quoi
Un ascenseur « à traction », le plus courant dans les immeubles : la cabine pend à des câbles qui passent sur une poulie motorisée, tout en haut. Survolez ou touchez un numéro.
3. Le contrepoids
Le moteur ne soulève jamais toute la cabine
La cabine pèse environ 650 kg à vide. Le contrepoids, de l’autre côté de la poulie, pèse la cabine plus 45 % de la charge prévue (630 kg ici), soit environ 930 kg. Le moteur ne porte que la différence. Faites monter des gens :
Cabine
650 kgContrepoids
934 kg
650 kgContrepoids
934 kg
Effort du moteur avec contrepoids
Le même effort sans contrepoids
4. Le moteur et sa courbe
Démarrer et s’arrêter sans secousse
Le moteur est piloté par un variateur de fréquence : en changeant la fréquence du courant, il règle la vitesse au tour près. Il suit une courbe « en S » : l’accélération monte progressivement, plafonne, puis redescend. Ce qui donne mal au cœur, ce n’est pas l’accélération, c’est son changement brusque (l’à-coup).
Trajet de
Vitesse (m/s)Accélération (m/s²)Position (m, échelle à droite)
Il sait où il est
Un codeur compte les tours du moteur, et des aimants ou des repères dans la gaine recalent la position à chaque étage. L’armoire connaît la position de la cabine au millimètre.
Parfois, il produit
Cabine vide qui monte, ou cabine pleine qui descend : c’est le côté le plus lourd qui entraîne. Le moteur retient, devient générateur, et l’énergie est dissipée dans une résistance ou renvoyée au réseau.
5. Les portes
Une seule porte a un moteur
Chaque étage a sa porte palière, mais aucune n’a de moteur. Le moteur de porte est sur le toit de la cabine : c’est la porte de la cabine qui vient chercher celle de l’étage.
-
Verrouillée
Sans cabine derrière, un crochet tient la porte palière fermée. On ne peut pas l’ouvrir depuis le palier.
-
Couplée
La cabine arrive. Sa came (deux lames) s’écarte et saisit les galets de la porte palière : le crochet se soulève, la serrure s’ouvre.
-
Ouverte, surveillée
Les deux portes glissent ensemble. Un rideau de faisceaux infrarouges, sur toute la hauteur, empêche la fermeture tant que quelqu’un passe.
-
Prouvée fermée
Fermeture lente (moins de 150 N de force, moins de 10 joules d’énergie), puis la came relâche, le crochet retombe et son contact électrique se ferme.
6. La sécurité
Plusieurs barrières, chacune indépendante
Un ascenseur moderne est l’un des moyens de transport les plus sûrs, parce que chaque danger est couvert par au moins deux dispositifs qui ne dépendent pas l’un de l’autre.
La chaîne de sécurité
Tous les contacts (chaque serrure de porte palière, la porte de cabine, le limiteur, le parachute, les fins de course, l’arrêt de cuvette) sont branchés en série, comme des guirlandes. Un seul ouvert, et le moteur n’est plus alimenté.
Le frein, serré par défaut
Ce sont des ressorts qui serrent le frein ; l’électricité ne sert qu’à l’ouvrir. Coupure de courant, chaîne ouverte, panne du variateur : le frein retombe tout seul.
Le limiteur de vitesse
Une poulie, entraînée par un câble attaché à la cabine, tourne à la vitesse de la cabine. À 115 % de la vitesse prévue, ses masselottes s’écartent et la bloquent. C’est purement mécanique.
Le parachute
Le câble du limiteur, bloqué, tire une tringlerie sous la cabine. Des coins viennent pincer les rails de guidage et arrêtent la cabine en douceur (entre 0,2 et 1 g en moyenne), même si tous les câbles de traction avaient lâché.
Les amortisseurs
Au fond de la gaine, ressorts ou vérins à huile reçoivent la cabine ou le contrepoids s’ils dépassaient leur course. Le dernier filet.
Les câbles eux-mêmes
Plusieurs câbles d’acier en parallèle, chacun calculé avec une marge énorme : un seul suffirait à porter la cabine chargée. Ils sont contrôlés régulièrement et changés à l’usure.
7. L’arrêt au millimètre
Pourquoi on ne trébuche pas en sortant
La norme européenne demande que la cabine s’arrête à ± 10 mm du palier, et qu’elle y reste à ± 20 mm pendant qu’on entre et sort. Or les câbles d’acier sont un peu élastiques : quand quatre personnes montent, ils s’allongent de quelques millimètres et la cabine s’enfonce.
L’armoire le voit grâce aux capteurs de la zone de porte. Elle ouvre le frein et remet la cabine au niveau, portes ouvertes, très lentement : c’est l’isonivelage. Dans la démo, cochez « Grossir les petits mouvements » pour le voir.
8. L’ordre des arrêts
Pourquoi il passe parfois devant vous sans s’arrêter
La plupart des ascenseurs suivent une règle simple, la collective sélective : tant qu’il reste des appels devant lui, il garde son sens de marche. En montant, il ne s’arrête que pour les gens qui veulent monter ; ceux qui ont appuyé sur « descendre » seront pris au retour. C’est pour cela qu’il faut appuyer sur la flèche de son sens, et pas sur les deux.
9. Les autres familles
Tous les ascenseurs ne sont pas faits pareil
Sans local de machinerie
Aujourd’hui le plus courant en logement : le moteur, très plat, est fixé en haut de la gaine elle-même, et l’armoire est intégrée à l’encadrement d’une porte palière. Même principe, moins de place.
Mouflage 2:1
Les câbles passent sous des poulies fixées sur la cabine et sur le contrepoids, puis remontent s’ancrer en haut. Le moteur porte deux fois moins d’effort mais tourne deux fois plus vite : comme un palan.
Hydraulique
Pour quelques étages : un vérin pousse la cabine par en dessous. Une pompe envoie de l’huile pour monter ; pour descendre, une vanne la laisse revenir au réservoir. Pas de contrepoids.
Très grande hauteur
Dans les tours, vitesses de 6 à plus de 15 m/s, câbles légers en fibres, cabines à deux étages, et des algorithmes qui regroupent les gens par destination avant même qu’ils montent.
10. Questions fréquentes
Ce qu’on se demande tous
Et si le câble casse ?
Il y en a plusieurs, et un seul suffirait. Si malgré tout la cabine prenait de la vitesse, le limiteur de vitesse déclencherait le parachute, qui la bloquerait sur ses rails. La chute libre d’une cabine d’ascenseur moderne, telle qu’on la voit au cinéma, n’arrive pas.
Et en cas de coupure de courant ?
Le frein se serre tout seul (il est tenu ouvert par l’électricité) et la cabine s’arrête. Beaucoup d’ascenseurs ont une batterie qui les amène, lentement, au palier le plus proche et ouvrent les portes. Sinon, on reste en sécurité dans la cabine et on utilise le bouton d’alarme, relié en permanence à un service de secours.
Appuyer plusieurs fois sur le bouton, ça accélère ?
Non. Le premier appui enregistre l’appel ; les suivants ne changent rien. Appuyer sur les deux flèches est même contre-productif : l’ascenseur risque de s’arrêter pour rien.
Le bouton « fermer les portes » sert-il à quelque chose ?
Souvent oui : il raccourcit l’attente portes ouvertes. Mais il ne peut jamais forcer la fermeture si le rideau infrarouge voit quelqu’un.
Pourquoi l’ascenseur bouge-t-il un peu quand on entre ?
Les câbles s’allongent légèrement sous le poids. L’ascenseur le corrige aussitôt : c’est l’isonivelage, un tout petit mouvement très lent, autorisé portes ouvertes.
Que veut dire « charge nominale 630 kg, 8 personnes » ?
C’est la charge pour laquelle l’ascenseur est conçu, avec une personne comptée 75 kg. La cabine pèse la charge ; au-delà (environ 110 %), un signal sonore retentit et l’ascenseur refuse de partir.
Précisions
Les chiffres et d’où ils viennent
La démo simule un ascenseur de logement typique : 5 niveaux, 1 m/s, 630 kg, moteur sans réducteur, poulie de 480 mm, mouflage 1:1, contrepoids équilibré à 45 %, accélération plafonnée à 0,8 m/s² et à-coup à 1 m/s³. Les valeurs de sécurité (limiteur à 115 %, parachute entre 0,2 et 1 g, portes à moins de 150 N et 10 J, arrêt à ± 10 mm) suivent les normes européennes EN 81-20 et EN 81-50. Les détails varient d’un constructeur à l’autre ; pour un vrai chantier, seuls les textes des normes et les notices font foi.
- Avire : rideaux lumineux et EN 81-20 (force de fermeture, énergie cinétique)
- Elevator World : EN 81-20 et la détection aux portes
- Elevator World : vitesse de déclenchement des limiteurs
- Hollister-Whitney : fiche d’une machine sans réducteur (équilibrage 40 à 50 %)
- Brevet US10703607 : précision d’arrêt ± 10 mm et isonivelage
- Brevet US11591189 : couplage porte cabine et porte palière
- Sodimas : présentation des normes EN 81-20 et EN 81-50
Le plus simple, c’est de le voir.
La maquette 3D rejoue tout cela devant vous : vous pouvez appeler l’ascenseur, ajouter des passagers, ralentir, arrêter chaque étape, et provoquer une panne pour voir le parachute.
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