thèse sur les ascenseurs

‫وزارة التعليم العالي والبحث العلمي‬
BADJI MOKHTAR ANNABA-UNIVERSITY
‫جامعة باجي مختار عنابة‬
UNIVERSITE BADJI MOKHTAR ANNABA
FACULTE DES SCIENCES DE L’INGENIORAT
DEPARTEMENT DE GENIE MECANIQUE
MEMOIRE :
PRESENTE EN VUE DE L’OBTENTION DU DIPLOME DE MASTER
INTITULE :
ETUDE DE PRINCIPE DE
FONCTIONNEMENT D’UN ASCENSEUR
DOMAINE : SCIENCES ET TECHNOLOGIE
FILIERE
: GENIE MECANIQUE
SPECIALITE
: MECATRONIQUE
PRESENTE PAR : BOUFAFA MUSTAPHA KAMEL
DIRECTEUR DU MEMOIRE : BOUSSAID OUZINE
DEVANT LE JURY
PRESIDENT : LAOUAR LAKHDAR
Grade : Prof.
UNIVERSITE ANNABA
EXAMINATEURS :
- ABDERRAHMEN A.ELHAMID.
- ALOUI KAMEL.
- MEKHILEF SLIMEN.
Grade : MCA
Grade : MAA
Grade : MCA
UNIVERSITE ANNABA
UNIVERSITE ANNABA
UNIVERSITE ANNABA
- DAAS DOULA
Grade : MCA
UNIVERSITE ANNABA
Année : 2014/2015
Au nom du dieu le clément le miséricordieux
Je dédiée ce travail :
 A celle qui m’a donnée la vie et que ma vie n’est rien sans
elle, àma tendre mère SAMIA, qui m’a soutenu d’amour et
de bonheur ; tout ce que je suis, je le doit àelle.
 A mon père MOHAMED, l’homme le plus affectueux
celui qui a tout donnépour que je puisse arrivée àmon but
qu’il ; trouve ici mes remerciement les plus sincères.
Que dieu me les protèges.
 A mes chères sœurs que j’aime tellement : ASMA,
AMINA, BOUCHRA et RIHEB.
 Et àmon adorable petit frère : SALAH EDDINE.
 A mes grands-pères et mes grandes mères les plus gentilles
du monde pour leurs grands amours, leurs patiences et leurs
prières que Dieu leurs offre une longue vie et une bonne
santé, et àmes autres tendres tentes et oncles.
 A tous mes amis : Kabil, Fares, Yacine, Haroun et Khirou.
Au terme de ce travail qui est le fruit des années d’études je tiens à
exprimer ma profonde gratitude avant tout àA ALLAH le tout puissant
qui m’a procuré la volontéde mener àbien ce modeste travail.
Mes sincères remerciements àMr : OUZINE BOUSSAID.
Chère encadreur, je suis très fière de l’honneur, que vous m’avez fait en
acceptant d’encadrer ce travail. Votre simplicité et votre modestie, votre
rigueur dans le travail et vos qualités de culture et de recherche font de
vous un exemple àsuivre. Merci infiniment.
Mes remerciement chaleureux vont également àtous les enseignants que
j’ai eu l’honneur de rencontrer pendant mon parcours de formation.
En fin je tiens àremercier tous ceux qui ont contribuéde près ou de loin,
à l’élaboration de ce modeste travail, surtout àmon cousin le doctorant
MOHAMED BOULKRA et mes amis HAMLAOUI KATIB
KHALED OUENDJLI, LAMOUCHI MED et à ma chère amie
SAADA HANANE qui m’a beaucoup aidé.
Résumé:
L'ascenseur est un dispositif mobile permettant le déplacement des personnes ou des
objets dans une cabine sur un axe vertical prédéfini au sein d'une construction à
plusieurs étages. Ce projet de fin d’étude nous a permis de retrouver à peu près toutes
les notions enseignées durant la préparation pour notre master, surtout que l’ascenseur
est un système automatisé intéressant et que sa réalisation fait appel à plusieurs
domaines technologiques, de plus, c’est un moyen de déplacement très utilisé et de plus
en plus répandu.
Avoir eu la possibilité d’étudier généralement le principe de fonctionnement d’un
ascenseur a été très bénéfique, mais malheureusement on n’a pas eu le temps nécessaire
pour faire Une amélioration pour l’appel de l’ascenseur. Nous avions beaucoup d’idées
sur le projet, comme le fait d’ajouter une touche de validation pour le poids que peut
supporter le moteur par un capteur dans la cabine , aussi le système de sécuritéou cas
ou une incendie s’est propagé ou une panne de moteur.
Notre travail se résume dans quatre chapitres essentielles : Le premier chapitre contient
une revue bibliographie de l’ascenseur comme : historique, définition, type de
l’ascenseur…etc. le deuxième contient l’étude technique de ce dernier ; mécanique,
électronique et leur maintenance et motorisation. Le troisième chapitre contient l’étude
d’un cas d’un ascenseur et le dernier contient leur simulation.
Dans notre projet, on est intéressépar l’ascenseur à traction, car il est très utilisé et il
permet d’emmener un maximum de monde en toute sécurité et avec un maximum de
confort.
Il se compose essentiellement d’une cabine, d’un contrepoids, des câbles reliant la
cabine au contre- poids, des guides, et d’un système de traction au -dessus de la cage
de l'ascenseur. Le contrepoids est un peu plus lourd que la cabine
Il sert àcontrebalancer le poids de la cabine. Celle-ci est suspendue par des câbles
grâce à des poulies, l’effort du moteur pour élever la cabine est réduit.
Poids effectif = contrepoids moins poids de la cabine et de sa charge.
Abstract:
The elevator is a mobile device for the movement of people or objects in a cab on a
predefined vertical axis within a building with several floors. This final project study
allowed us to recover almost all the concepts taught during the preparation for our
master, especially since the elevator is an interesting automated system and its
implementation involves several technological fields, in addition, it is a means of
transport widely used and more and more widespread.
Having had the opportunity to study the general principle of operation of an elevator
was very beneficial, but unfortunately we did not have time to make an improvement
to the call of the elevator. We had many ideas about the project, as does adding a
validation key to the weight that can withstand the engine by a sensor in the cabin, so
the security system or a case fire spread or engine failure.
Our work is summed up in four main chapters: The first chapter contains a bibliography
review of the elevator as history, definition, type the elevator ... etc. the second contains
the technical study of the latter; mechanical, electronic and maintenance and engine.
The third chapter includes the study of a case of an elevator and the last contains
modeling.
In our project, we are interested in traction elevator because it is widely used and it
allows to take maximum world safely and with maximum comfort.
It basically consists of a cabin, a counterweight, the cable connecting the counterweight
to the cabin, guides, and a traction system their above the elevator shaft. The
counterweight is a little heavier than the cabin
It serves to counterbalance the weight of the cab. It is suspended by cables with pulleys,
the motor effort to raise the cabin is reduced. Weight less effective counterweight =
weight of the car and its load.
‫ملخص‪:‬‬
‫المصعد هو جهاز محمول لحركة األشخاص أو األشياء في سيارة أجرة على المحور الرأسي مسبقا داخل مبنى مع‬
‫عدة طوابق‪ .‬سمحت هذه الدراسة النهائية للمشروع لنا السترداد تقريبا جميع المفاهيم التي تدرس خالل التحضير‬
‫لسيدنا‪ ،‬ال سيما وأن المصعد هو النظام اآللي لالهتمام وينطوي على تنفيذه العديد من المجاالت التكنولوجية‪،‬‬
‫باإلضافة إلى ذلك‪ ،‬بل هو وسيلة النقل المستخدمة على نطاق واسع وأكثر وأكثر انتشارا‪.‬‬
‫بعد أن أتيحت له الفرصة لدراسة المبدأ العام للتشغيل مصعد كان مفيدا جدا‪ ،‬ولكن لألسف لم يكن لدينا الوقت لجعل‬
‫تحسنا لدعوة من المصعد‪ .‬كان لدينا العديد من األفكار حول المشروع‪ ،‬وكذلك إضافة مفتاح المصادقة على الوزن‬
‫التي يمكن أن تحمل المحرك عن طريق جهاز استشعار في المقصورة‪ ،‬وبالتالي فإن النظام األمني أو انتشار النار‬
‫القضية أو عطل في المحرك‪.‬‬
‫تتلخص عملنا في أربعة فصول رئيسية‪ :‬يحتوي الفصل األول استعراضا بببليوغرافي المصعد قدم التاريخ‪،‬‬
‫تعريف‪ ،‬اكتب المصعد ‪ ...‬الخ والطريقة الثانية تتضمن دراسة فنية لهذه األخيرة‪ .‬الميكانيكية وااللكترونية وصيانة‬
‫والمحرك‪ .‬ويتضمن الفصل الثالث دراسة حالة مصعد ويحتوي على آخر النمذجة‪.‬‬
‫في مشروعنا‪ ،‬ونحن مهتمون في الجر المصعد ألنه يستخدم على نطاق واسع ويسمح التخاذ أقصى العالم بأمان‬
‫ومع الحد االدنى من الراحة‪.‬‬
‫وتتكون أساسا من المقصورة‪ ،‬موازن‪ ،‬كابل توصيل موازن إلى المقصورة‪ ،‬وأدلة‪ ،‬وثالثا نظام الجر فوق المصعد‪.‬‬
‫الثقل الموازن هو أثقل قليال من المقصورة‬
‫إنه يساعد على موازنة وزن المقصورة‪ .‬انه علق من الكابالت مع البكرات‪ ،‬يتم تقليل جهد المحرك لرفع المقصورة‪.‬‬
‫وزن أقل فعالية موازية = المقصورة وحمولتها‪.‬‬
Introduction générale
Depuis toujours, l'homme a éprouvéle besoin d'économiser énergie et argent lors
de ses déplacements. Pour cela, il a inventé différents moyens de locomotion et en
particulier l'ascenseur ; les immeubles devenant de plus en plus haut. [1]
En 1867, Léon Edoux présente, àl'Exposition Universelle de Paris, deux élévateurs
hydrauliques destinés au transport de matériaux sur les chantiers, les baptise du nom
"d'ascenseur". Pour l'exposition universelle de 1878, il a installé un ascenseur
hydraulique sur une des tours du Palais du Trocadéro, permettant de transporter 80
Passagers à60 mètres de hauteur àla vitesse de 1,10 mètre/seconde. En 1880, Werner
Siemens et Hulstie présentent le premier ascenseur électrique lors de l'exposition
Industrielle de Mannheim. Cet appareil monte à22 mètres en 11 secondes.
Réservé à ses débuts aux immeubles de luxe, l’ascenseur s’est beaucoup développé
àpartir des années 1970, accompagnant l’urbanisation de notre société. Il est devenu
un élément familier et incontournable de nos immeubles d’habitation, de nos bureaux,
des musées, aéroports, centres de soins, bâtiments publics, etc. [1]
L’ascenseur joue un rôle clé pour répondre aux exigences modernes en matière
d’autonomie, mobilité, accessibilité et rapidité. Il limite la fatigue, fait gagner du temps,
facilite les déplacements, le transport des courses… Il permet aussi aux personnes âgées,
de plus en plus nombreuses compte tenu de l’évolution démographique, ou aux
personnes àmobilitéréduite, de vivre àleur domicile, en étant autonomes.
C’est aujourd’hui le moyen de transport le plus utilisé. 100 millions d’usagers
l’empruntent chaque jour, soit plus que dans le métro. On estime qu’un ascenseur
effectue en moyenne 200 à 300 trajets quotidiennement, ce qui représente environ
3 000 kilomètres par an. Il doit ainsi être sûr en toute circonstance et disponible en
permanence. [1]
Autre élément particulièrement important, l’ascenseur est confiéàla libre utilisation
de ses passagers et mis àla disposition de tous par son propriétaire.
Pour cette raison, les techniciens ascensoristes doivent maîtriser aussi bien les
techniques anciennes que les nouvelles. Ces dernières font appel à de nombreuses
spécialités, notamment la mécanique, l'électricité, l'électronique, l'hydraulique et
l'informatique. [1]
Chapitre I
Etude bibliographique
1. Introduction : [2].
« La science se forme plutôt sur une rêverie que sur une expérience et il faut bien des
expériences pour effacer les brumes du songe », disait Bachelard (1973) dans son ouvrage La
psychanalyse du feu .Cette réflexion laisse penser que la science n’est pas un univers clos mais
qu’au contraire elle s’appuie sur l’imaginaire et les pensées de chacun pour ensuite construire un
savoir objectif. Ce principe peut s’appliquer au sein du cadre scolaire afin que les élèves aient
accès àun savoir scientifique. Si on assimile par exemple la rêverie évoquée par Bachelard aux
conceptions initiales des élèves, la mise en œuvre d’une démarche d’investigation dans laquelle
les élèves expérimentent leurs hypothèses imaginées et les confrontent à la réalité leur permet
alors de construire des connaissances scientifiques.
2. Historique de l’ascenseur : [3].
Depuis des siècles, des lieux inaccessibles comme les monastères grecs situés dans la région
des météores ne pouvaient exister que grâce àdes ascenseurs rudimentaires «sans moteur », c'est
dans les mines qu'on situe en général leur apparition. C'est làen tout cas qu'on imagina de les
doter d'un moteur àvapeur dès le début du XIXe siècle. Aux origines de la traction ferroviaire
mécanique, alors que les toutes premières locomotives étaient encore en cours d'élaboration, un
Système de traction par câbles arrimés àdes treuils fixes, fut mis en place sur certaines lignes en
remplacement de la traction animale.
Au XIXe siècle l'essor des constructions en hauteur puis, logiquement, l'apparition des gratteciels est étroitement lié à l'apparition de l'ascenseur. Les ascenseurs destinés au public des
premiers gratte-ciels au tournant du XIXe siècle au XXe siècle n'autorisaient que la montée aux
étages et non la descente qui devait se faire par les escaliers.
Le système mécanique était contenu dans une architecture de poutres et cornières métalliques
permettant les ajustements par rapport au gros œuvre. Elle était fréquemment en structure
autonome disposée au centre de l'escalier à vis qui l'entourait à distance dans les dispositions
spacieuses. La séparation pour obtenir la sécuritédepuis l'escalier dans le cas de proximité.
1
Chapitre I
Etude bibliographique
Le gainage, était fait par des panneaux grillagés fixés constituant la cage d'ascenseur. Cette
ferronnerie comme celle des gardes corps allait de la simplicitéutilitaire au décor très marqué.
Les ascenseurs des grands hôtels à l'architecture luxueuse du premier tiers du XXe siècle
étaient aussi richement décorés que les trains de luxe le seront plus tard : ornements de la cabine
et des baies des portes de la cage chantournées et dorés à l'or fin… À partir du milieu XXe siècle
et la contrainte de plus en forte dans le code d'urbanisme de disposer d'un ascenseur pour des
édifices, l'ascenseur s'est banalisé y compris dans son aspect et est devenu automatique.
Cependant, cet objet marquant dans l'habitat au départ l'utile, le confort et plutôt le luxe est resté
un équipement ostentatoire dans les espaces commerciaux. Il est incidemment devenu un objet à
sensations de fête foraine.
2.1 Quelques dates : [3]

Au IIIe siècle av. J.C. : Ctésibios invente un monte-charge qui fonctionne grâce àde l'eau
sous pression.
 En 236 av. J.C. : Vitruve, architecte romain, a décrit un appareil élévateur, actionnépar un
treuil àbras dont l'inventeur serait Archimède.
 En 1743 : De Ve layer imagine au château de Versailles et au palais Mazarin des «chaises
volantes », à la demande notamment de la favorite duchesse de Châteauroux dont les
appartements àVersailles sont situés àl'étage. Le Premier Machiniste du Roi, Blaise-Henri
Arnoult, fabriqua une telle chaise équilibrée au moyen d'un contrepoids, que l'occupant
pouvait faire monter ou descendre par sa propre force en tirant sur une corde (voir palan).
À la même époque est installé au Mont-Saint-Michel un monte-vivres actionné par une
grande roue en bois (cage àécureuil) àl'intérieur de laquelle prenait place un moine qui en
assurait la rotation).
 En 1829, le premier ascenseur mécanique à usage public est construit à Londres dans le
Coliseum de Regent's Park.
 En 1854, Elisha Otis dota l'ascenseur d'un système de limiteur de vitesse déclenchant un
système appeléfrein parachute, stoppant la cabine et assurant la sécuritédes personnes en
cas de rupture du câble. Ce système pourrait être inspirédu frein-parachute imaginépour
les ascenseurs de mines par Pierre-Joseph Fontaine en 1845.
2
Chapitre I
Etude bibliographique
Il donna à New York la première démonstration publique le 23 mars 1857, en ordonnant,
perchésur un plateau de levage, de couper àla hache la corde qui le retient. En 1857, il en
équipa l'appareil qui pouvait transporter 450 kg (soit 5 à6 personnes) àla vitesse très lente de
20 centimètres (taille d'une règle) par seconde, dans un grand magasin à New York
(aujourd'hui, l'on peut dépasser 10 mètres par seconde). Le premier immeuble résidentiel à
être équipéfut le Haughwout Building (en) àNew York en 1859.
 Dès 1864, l'ingénieur français Félix Léon Edoux fait connaître son invention qui utilise
l'énergie de l'eau de la ville sous pression (vérin vertical et cabine équilibrée) et invente le
mot ascenseur pour qualifier son élévateur hydraulique. Il en équipera le marché aux
bestiaux de la Villette en 1867.
 En 1880 c'est en Allemagne cependant qu'on pensera àun ascenseur électrique, les moteurs
électriques et transformateurs se développant pour l'industrie et pour certaines installations
ferroviaires utilisant la traction par câble à partir de treuils fixes. Werner Von Siemens
présente le premier ascenseur électrique lors de l'Exposition Industrielle de Mannheim. Le
premier ascenseur électrique français est construit par l'ingénieur Chrétien en 1889 pour
l'Exposition universelle de Paris.
 Construction en 1884, en Angleterre, du premier système d'ascenseur continu, plus
couramment nommé Pater noster, composé “d'une chaîne de cabines ouvertes dans
lesquelles les passagers montent ou descendent sans que l'ascenseur s'arrête”. Le système
connut un vif succès dans la première moitiédu XXe siècle car il permettait d'écouler un
plus grand nombre de personnes, plus rapidement.
 En 1889 la Tour Eiffel est inaugurée avec un ascenseur remarquable (hauteur de
160,40 mètres vitesse de 0,80 m/s) dû aux efforts conjoints de Léon Edoux et des frères
Otis qui ont succédéàleur père.
 En 1924 un ascenseur sans liftier — le machiniste — fera son apparition, exigeant la mise
au point d'automatismes et de dispositifs de sécurité. Les commandes deviennent
électriques puis électroniques et se dotent de mémoire. Les grilles fixes ou articulées des
portes disparaissent, les portes pleines métalliques se verrouillent automatiquement, etc.
3
Chapitre I
Etude bibliographique
3. Définition de l’ascenseur : [4].
Appareil élévateur installe àdemeure, desservant des niveaux définis, comportant une cabine,
dont les dimensions et la constitution permettent manifestement l'accès des personnes, se
déplaçant, au moins partiellement, le long de guides verticaux
4. Fonction de l’ascenseur : [4].
Les ascenseurs assurent le déplacement des personnes et des objets en hauteur sur des
niveaux définis d'une construction.
Les dimensions, la construction et le contrôle en temps réel pendant l'usage des ascenseurs
permettent l'accès sécurisédes personnes. Ils sont installés la plupart du temps dans une cage,
une trémie verticale fermée. En général àl'intérieur de l'édifice. Il peut aussi être construit sans
cage fermée et être accessible en rebord de la dalle de chaque niveau pour des édifices ayant un
noyau évidé de circulation centrale, sans séparation dans la vision des modes de déplacement
verticaux, ou se situer en périphérie et même en façade sur l'extérieur avec une cage discernable.
Le mouvement des cabines dans des cages en périphérie peut être vu parfois dans des cages
transparentes. Les ascenseurs visibles sont alors des éléments architecturaux identiques àce que
sont les escaliers architecturaux àvolées visibles.
Des ascenseurs spéciaux pour personnes à mobilité réduite comme le fauteuil roulant, a
dispositif àcourse verticale sans véritable cage permettent de parcourir les couloirs comportant
des volées de marches sans rampes d'accès, voire d'accéder àun inter niveau ou un autre niveau
desservi par un escalier sans qu'il y ait d'autres ascenseurs disponibles. Un dispositif qui suit une
rampe garde-corps d’escalier est un monte-escalier.
4
Chapitre I
Etude bibliographique
5.1. Ascenseur de charge : [4].
Est un appareil principalement destinéau transport de charges lourdes et de personnes en
milieu commercial, culturel ou industriel. La cabine est fabriquée pour convenir àl'usage,
l'aspect est cohérent avec le public qui l’utilise.
5.2. Ascenseur a adhérence : ascenseur dont les câbles sont entrainés par adhérence sur la
poulie motrice du treuil. [4].
5.3. Ascenseur a treuil attelé: ascenseur dont les câbles ou chaines sont entrainés positivement
par la machine.
6. Les types d’ascenseurs : Il existe deux grands types d’ascenseurs :
6.1. Les ascenseurs hydrauliques : [4].
Dans ce type, la cabine est propulsée soit directement soit par une suspension mouflée, par
le piston d'un vérin alimentépar de l'huile sous pression provenant d'une centrale hydraulique.
Le remplissage du piston fait monter l'ascenseur.
A la descente, le by-pass (vanne) de la pompe permet l’évacuation de l'huile vers un
réservoir qui fonctionne en circuit fermé.
Ces ascenseurs sont plus lents et n'ont donc aucun contrepoids.
Fig.2 : ascenseur hydraulique (descente). [4]
Fig.1 : ascenseur hydraulique (montée) [4].
5
Chapitre I
Etude bibliographique
Il existe trois types d’ascenseurs hydrauliques : [4].
a. àcylindre enterré.
b. àcylindre de surface.
c. télescopique àcylindre de surface.
6.1.1 Avantage : [4].

Facilitéde construction.

Déplacement vertical de charges lourdes sur de courtes distances.
6.1.2. Inconvénients : [4].

Gros consommateurs d’énergie.

Courants de démarrage élevé.

Effort de mise en pression de l’huile par la pompe élevé car pas de contrepoids.
6.2. Les ascenseurs àtraction par câble : [4].
La cabine est mise en mouvement grâce àun câble entrainépar une poulie qui est actionnée
par un moteur.
6.2.1. Avantage : [4].

Un (1/3) consommation énergie hydraulique.

Présence d’un contrepoids dont la charge vaut 50 % de l'ensemble cabine-câble-charge
utilisateur (réduit la charge que doit mettre en mouvement la motorisation).
6.2.2. Inconvénients : [4].
Nécessitent une technologie plus poussée et autrefois un cabanon en toiture, pour le
renforcement de la stabilité.
7. Gestion de l’ascenseur : [4].
La profession de l’ascensoriste conçoit un produit, l’installe, l’entretient et le modernise. La
durée de vie d’un ascenseur peut, ainsi, être de plusieurs dizaines d’années. Pour cette raison, les
techniciens ascensoristes doivent maîtriser aussi bien les techniques anciennes que les nouvelles.
Ces techniques font appel à de nombreuses spécialités, notamment la mécanique, l'électricité,
l'électronique, l'hydraulique, l'informatique.
Garant de l’image de l’entreprise, le technicien ascensoriste intervient au service de ses
clients. Quotidiennement en relation avec les clients et usagers (propriétaires institutionnels,
6
Chapitre I
Etude bibliographique
organismes de gestion des logements sociaux, syndics, copropriétaires, locataires, utilisateurs
réguliers ou occasionnels), il fait preuve d’un sens relationnel développé. [4].
Le technicien ascensoriste travaille en autonomie au sein d’une équipe. Il est rattaché à une
agence et reste en liaison permanente avec sa hiérarchie et son équipe. [4].
La sécurité, tant pour lui-même que pour l’utilisateur, fait partie intégrante de son métier.
Ce technicien ascensoriste intervient en maintenance, réparation ou modernisation. [4].
7.1. La maintenance : permet d’assurer l’entretien d’un parc d’ascenseurs de technologies
variées. Le technicien visite régulièrement les ascenseurs de son secteur au cours de tournées
d’inspection, effectuées de façon autonome. Il effectue aussi des interventions suite à des appels
Reçus. Activité de service et de contact, la maintenance garantit également l'assistance aux
usagers. [4]
7.2. La réparation : consiste à effectuer la remise en état ou l’échange d’éléments ou d’organes
de l’ascenseur afin d’en assurer la sécurité et les performances de fonctionnement. Elle requiert
des capacités d’analyse, d’intervention et d’adaptation, tout en faisant preuve d’une grande
mobilité. [4]
7.3. La modernisation : consiste àrénover des organes ou des sous-ensembles complets d’un
ascenseur afin d’en renforcer la sécurité, d’optimiser les performances et d’améliorer le confort
des usagers. Elle met en jeu des technologies avancées et s’effectue généralement au sein d’une
équipe. [4]
7
Chapitre I
Etude bibliographique
8. Obligations légales et normatives :
La partie électrique d’un ascenseur est soumise aux directives ascenseur 95/16/CE et CEM
2004/108/CE. OCTÉ répond aux exigences essentielles de ces directives par le respect des
normes en particulier l’EN 81-1+A3 et les normes EN 12015 et EN 12016. [5]
Outre l'application de ces directives, cette gamme répond à l’ensemble des directives
européennes qui touchent les produits électriques et électroniques :
8.1. Directive basse tension, RoHs, DEEE, EuP et ErP, font partie de l’ensemble des
réglementations appliquées ànos produits pour la protection des personnes et de l’environnement.
Nos partenaires certificateurs sont notifiés, selon leurs secteurs d’activité, dans les référentiels
NANDO, IECEE ou rattachés, COFRAC. Les procès de production, selon les cas, sont
également suivis par ces organismes. [5]
8.2. Armoire de manœuvre :
Cerveau de l’ascenseur. La puissance, la chaîne de sécurité, les commandes et la
signalisation sont les éléments principaux. Elle répond principalement aux paragraphes 12, 13 et
14 de la norme EN 81-1+A3 et des normes CEM. Toutes nos armoires de manœuvre de la
gamme OCTé ont subi avec succès les essais normatifs. Pour certaines Parties constituées
d'automates programmables, le niveau d’intégrité atteint est le SIL2. [5]
8.2. Capteur optique "COPTER " :
Responsable du positionnement en absolu de l’ascenseur, il répond à la fonction de sécurité
de la mesure de la vitesse de la cabine en montée. Ce composant de sécurité, dont le niveau
d’intégrité est SIL2 a subi, une Certification CE de type et une attestation de conception selon les
exigences essentielles de la directive ascenseur. [5]
8
Chapitre I
Etude bibliographique
8.3. Faisceaux électriques
Système nerveux de l’ascenseur, il transmet les commandes de l’armoire de manœuvre et
remonte les informations de l’ensemble des contacts de la chaîne de sécurité. Constitués de
câbles et de fils hauts performances, les faisceaux sont conformes àla norme EN 81-1+A3 et aux
normes nationales. Les contacts de sécuritérépondent pour leur part àla partie 13 et àla norme
EN 60947. [5]
8.4. Variation de fréquence :
Précision d’arrêt, confort en cabine, préservation des composants mécaniques et économie
d’énergie, la variation de fréquence répond aux normes électriques et CEM (source principale).
Elle est un élément majeur dans le cadre de la réglementation française pour la mise àniveau du
parc conformément àla loi U&H : partie Sécuritédes Ascenseurs Existants (SAE). [5]
8.6. Boites àboutons cabine et signalisation palière :
100 % conforme àla norme EN 81-70, l’ensemble de ces éléments répond à l’attente actuelle
d’accessibilité des Bâtiments pour l’ensemble des personnes y compris les personnes à mobilité
réduite. Adaptables en bâtiments Neufs ou existants, elles sont modulables et conçues pour une
mise en place rapide. [5]
9. Compatibilité avec l’environnement et élimination : [6]
9.1 Matières utilisées :

Aluminium

Cuivre

Acier

Laiton

PA Polyamide

ABS Acrylonitrile-butadiène-styrène copolymère

POM Polyoxymethylène

PUR Polyuréthane
9
Chapitre I
Etude bibliographique

Caoutchouc

Lubrifiant pour engrenages

TPR Caoutchouc thermoplastique prévulcanisé
9.2. Traitement de surface : [6]

Anodisation de l’aluminium

Nickelage de l’acier

Galvanisation Promat de l’acier
9.3. Processus de formage : [6]

Pressage de l’aluminium

Décolletage de l’aluminium, de l’acier, du laiton et du plastique

Découpe au jet d’eau du plastique
9.4. Elimination : [6]
Les ascenseurs ne pouvant plus être utilisés ne doivent pas être éliminés en bloc mais doivent
être Démontés en pièces détachées et recyclés en fonction du type de matériau. Le type de
matériau de chaque pièce est mentionné dans les listes des pièces de rechange. Les matériaux
non recyclables doivent être éliminés de façon adaptée. Veiller spécialement à l’élimination
séparée du lubrifiant pour engrenages.
10. Options de l’ascenseur : [7]
10.1. Tableaux d’étage et de cabine :
Le tableau à intérieur de la cabine du Schindler 2400 occupe la hauteur complète de la
cabine. Il est encastré dans la paroi de façon à être protégé lorsqu‘on entre et sort avec des
chariots. Les tableaux d‘étage et de cabine sont fabriqués en acier inoxydable résistant.
Les tableaux de cabine sont également disponibles en anthracite, de même que des tableaux
optionnels en cabine, accessibles aux handicapés, avec annonce vocale ou boutons résistants au
vandalisme. Les tableaux et les indicateurs d‘étage sont encastrés dans le mur ou intégrés dans le
cadre de la porte. Les indicateurs peuvent être également demandés avec gong. [7]
10
Chapitre I
Etude bibliographique
10.2.Barres de protection : [7]
La cabine est équipée de barres de protection sur son périmètre constituée de :

Plastique noir,

Acier inoxydable brosséou sont spécialement fabriquées selon vos souhaits.
Les plaintes pour couvrir les bouches d’aération au sol sont en acier inoxydable brossésont
disponibles en standard. [7]
11. Seuils :
Les seuils de cabine et de portes palières sont disponibles en option en acier inoxydable brossé.
[7]
12. Mains courantes :
Pour la sécurité, l‘ascenseur de charge peut être équipé de mains courantes. Elles sont :
Droite Ou àextrémités arrondies et sont fabriquées en acier inoxydable brossé. [7]
13. Miroirs : [7]
Dans le modèle standard, nous proposons un miroir àmi-hauteur de la cabine, placésur la
paroi arrière de la cabine.
Tableaux d‘étage configurables



Indicateurs d’étage
Standard
individuellement
Anti-vandalisme
Tableaux sur toute la hauteur de la cabine
 Acier inoxydable
 Anti-vandalisme
Fig.3 : Tableaux d’étage et de cabine. [7]
11
 A 2 éléments
 À 5 éléments
 Anti-vandalisme
Chapitre I
Etude bibliographique
Fig.4 : Schindler ID®/ Miconic 10. [7]
Fig.5 : Main courante Eclairage supérieur. [7]
14. Lexique : [8]

Pilote :
Armoire de manœuvre pour ascenseurs électriques (de base 10 niveaux) :
•
raccordement filaire : jusqu'à30 niveaux en collective complète, descente et en blocage.
•
raccordement AXONE/SIMÉO : jusqu'à20 niveaux.

Équipage :
Armoire de manœuvre avec variateur de vitesse incorporé, pour ascenseurs électriques (de
base 10 niveaux) :
•
raccordement filaire : jusqu'à30 niveaux en collective complète, descente et en blocage.
•
raccordement AXONE/SIMÉO : jusqu'à20 niveaux

Coffret variateur de fréquence :
Permet par adjonction àune armoire 2 vitesses àmicroprocesseur, de faire fonctionner une
machine équipée d’un moteur 4/16 pôle ou d'un moteur 6/24 pôle 2 vitesses. Seuls les
enroulements GV sont utilisés. [8]
12
Chapitre I

Etude bibliographique
Boucle ouverte :
Mode de fonctionnement des machines équipées de moteur asynchrone. Dans ce cas, la
vitesse est contrôlée électroniquement par le variateur.

Boucle fermée :
Mode de fonctionnement des machines équipées de moteur asynchrone ou synchrone. Dans
ce cas, un codeur, situésur le moteur, contrôle la rotation du moteur par rapport aux consignes de
vitesse demandées. [8]

Asynchrone :
Un moteur est appeléasynchrone quand sa vitesse de rotation est légèrement inférieure àla
vitesse du champ tournant crée par le courant statorique. Cette différence est la résultante du
glissement entre le stator et le rotor du moteur. [8]

Synchrone :
Un moteur synchrone est un moteur dont le rotor tourne à la même vitesse que le courant
statorique. [8]

Carte de visualisation : [8]
Clavier, situé dans l'armoire de manœuvre, permettant d'une part de régler les paramètres de
fonctionnement de l'ascenseur et d'autre part de visualiser tous les historiques de fonctionnement.
 Carte mère : [8]
Cette carte permet de centraliser et traiter les informations du système. Elle est constituée de
différents composants électroniques (microprocesseur, résistance, condensateur, …) et de
connecteurs embrochables.

Télécommande limiteur :
Contact àclédouble position utilisépour commander àdistance le limiteur, lorsqu'il n'est
pas accessible à l’intervenant. [8]

Connecteurs :
Connecteurs mâle ou femelle de 2 à6 points (de type Mate'n Locke) avec :
•
Détrompeurs (évite les erreurs de câblage).
•
Verrouillage mécanique.
13
Chapitre I

Etude bibliographique
MODULO Boîtier toit de cabine :
Organe d'aiguillage situé sur la cabine entre l'armoire de manœuvre et tous les organes
compris sur l'intérieur ou l'extérieur de la cabine.

GECCO :
Système de guidage, protection et fixation des faisceaux et câbles.

SIMEO Boîtier multiplexage :
Organe de dialogue entre le boîtier toit de cabine et la boite àboutons.

COPTER :
Organe permettant de mesurer la position de la cabine ainsi que sa vitesse de déplacement et
gérant l’iso nivelage et/ou l'ouverture anticipée des portes. [8]
15. Les critères du choix du type d’ascenseur : [9]
En général, les dépenses énergétiques des ascenseurs ne sont pas la prioritédes gestionnaires
de bâtiments tertiaires. En effet, la préoccupation première reste avant tout : emmener un
maximum de monde en toute sécuritéet avec un maximum de confort.
On retrouve des critères de choix :

Constructifs : hauteur de bâtiment, espace disponible au niveau des étages, possibilitéde
placer une salle des machines au sommet de la gaine, stabilitédu terrain de sécurité.

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 vitesse/charge)

Énergétiques : basées essentiellement sur la consommation et les appels de puissance de la
motorisation.
16. Critères du choix de la motorisation d’un ascenseur : [9]
On différentie les motorisations àtraction en fonction des critères principaux suivants :

Le rendement global.

La performance énergétique.

L’encombrement des équipements.
Aussi, des critères secondaires et néanmoins importants considèrent le poids, la Consommation
d'huile, le niveau acoustique...
14
Chapitre I
Etude bibliographique
16.1. Rendement global de la motorisation : [9]
Le rendement global de la motorisation influence le dimensionnement de l'installation et
Les consommations futures. En effet, à puissance mécanique égale (pour déplacer la charge),
meilleur sera le rendement de la motorisation, moins :

Le surdimensionnement du moteur et de l'installation électrique sera important,

Les consommations énergétiques durant la vie de l'ascenseur seront grandes,

Les chutes de tension en ligne perturberont le réseau électrique interne voire externe.
Le rendement global d’une motorisation correspond à :
η global = η élec commande * η élec moteur * η méca réducteur * η méca poulie
Le cas des moteurs àtraction avec réducteur de vitesse, par rapport àla même motorisation
Sans réducteur, montre que les intermédiaires occasionnent des pertes et, par conséquent,
réduisent la puissance mécanique disponible àla roue de traction pour une même puissance
électrique absorbée. [9]
16.2. Performance énergétique : [9]
Indépendamment du rendement global de la motorisation, la performance énergétique est
liée principalement àla gestion des démarrages et des arrêts par le variateur de vitesse. En effet,
le fonctionnement des ascenseurs est plus une succession de démarrages et d'arrêts, oùle courant
absorbépeut être très important, que de longues courses àcourant nominal plus réduit. Ceci est
d'autant plus vrai que le trafic est intense.
Le variateur de vitesse est un gage de performance énergétique certain de par :

Le confort renforcédes utilisateurs grâce au démarrage progressif et àla mise àniveau
précise.

Le contrôle permanent du couple et de la puissance en optimisant les courants de démarrage
et les consommations.

La possibilitéde renvoyer de l'énergie sur le réseau électrique durant le freinage. [9]
15
Chapitre I
Etude bibliographique
16.3. Encombrement : [9]
Une réduction des couts d'investissement et un gain de place sont lies a la limitation de
l'espace nécessaire àla machinerie.
Un constructeur annonce une réduction de l'ordre de 25 % de l'investissement
Nécessaire àla conception d'un ascenseur gealess sachant que la salle des machines n'est
Plus nécessaire.
Fig. 6 : Treuil a réducteur ou Machine geared. [9]
.
Fig. 7 : Machine gearless. [9]
16
Chapitre I
Etude bibliographique
16.4. Critères secondaires : [9]
Les critères secondaires permettent d'affiner le choix de la motorisation :
 Le poids.
 La consommation d'huile.
 Le niveau sonore.
17
Chapitre II
Etude technique
1. Partie mécanique :
1.1. Types d’ascenseur :
On distingue deux grandes familles d’ascenseur :

Les ascenseurs àtraction par câble.

Les ascenseurs hydrauliques.
En général, ces deux types utilisent l’énergie électrique pour déplacer
verticalement la cabine d’ascenseur, cependant, les ascenseurs hydrauliques sont
nettement moins utilises que les ascenseurs a treuil.
Fig. 8: local des machines à l’inferieur de l’ascenseur.
22
Chapitre II
Etude technique
1.2. Les amortisseurs :
Les amortisseurs sont destinés à assurer le ralentissement et l’arrêt de la cabine dans
le cas oùcelle-ci viendrait dépasser le niveau inférieur ou supérieur. Ils sont en général
placés en fond de cuvette à l’aplomb des traverses inférieures des étriers cabine et
contrepoids.
Dans les installations standard, ces amortisseurs sont fixés dans la goulotte fond de
fosse qui maintient les guides.
Fig.9 : les amortisseurs de l’ascenseur.
1.3. La cabine :
Glisse en gaine le long des guides et s’arrête devant les portes palières.
Le mouvement de montée ou de descente est donné par l’action d’un treuil sur un
câble. Ce câble est fixé à une de ses extrémités à l’étrier soutenant la cabine ; il passe
sur la poulie du treuil et l’autre est reliéàson autre extrémitéau contrepoids.
L’ensemble cabine est formé de deux parties :

L’arcade ou étrier de parachute.

La cabine.
23
Chapitre II
Etude technique
1.3.1. L’étrier :
Est un ensemble de fers profilés qui soutiennent la cabine par l’intermédiaire du
châssis et d’amortisseurs l’isolant. C’est sur l’étrier que sont fixés les câbles. Quatre
coulisseaux, deux en haut et deux en bas, permettent à l’ensemble de glisser entre les
guides.
1.3.2. La cabine :
Est constituée d’un plafond, un ensemble de panneaux tôlés assemblés par boulons
ou agrafes, d’un châssis avec seuil et d’une porte automatique, centrale ou télescopique.
1.4. Porte automatique cabine :
La porte automatique cabine est commandée en ouverture et fermeture par un
opérateur électrique se situant sur le toit de cabine.
Ces portes sont équipées d’un dispositif de protection qui commande
automatiquement la réouverture de la porte dans le cas oùune personne serait heurtée
par la porte pendant la fermeture de celle-ci.
Ce dispositif est appelé" heurt ".
Une cellule de réouverture de porte peut être également mise en place, jouant le
même rôle que le " heurt " mais sans que la personne touche àla porte.
1.5. Le contrepoids :
Il est constitué d’un cadre métallique comportant une traverse supérieure à laquelle
sont fixés les câbles de suspension.
Le cadre est rempli de gueuses en fonte ou en béton armé (environ 40 kg) qui
équilibrent le poids mort de la cabine augmentéde la moitiéde la charge utile.
24
Chapitre II
Etude technique
Gueuses en fonte
Gueuses en béton
Fig 10 : les contres poids.
1.6. Les portes palières :
Principaux types de portes utilisés en ascenseur :
1.6.1. Portes battantes :
•
A un battant.
•
A deux battants (dits de " type industriel").
Ce type de porte n’est pratiquement plus utilisé.
1.6.2. Portes pliantes àquatre(04) vantaux (accordéon) :
Le porte accordéon se monte uniquement sur la cabine lorsque la porte palière
est battante. Cette porte est actionnée par un opérateur se trouvant sur le toit de cabine.
25
Chapitre II
Etude technique
1.6.3. Portes guillotine :
•
A un vantail (dans le cas de hauteur de baie < 500 mm).
•
A deux vantaux (dans le cas de hauteur de bain > 500 mm).
Ce type de portes est généralement utilisésur les monte-plats ou monte-dossiers,
soit uniquement en palier, soit en cabine et en palier.
1.6.4. Portes coulissantes àéléments articulés:
•
A commande manuelle.
•
A commande automatique (pneumatique).
Ce type de portes est généralement utilisésur les monte-charges, soit uniquement en
palier, soit en cabine et en palier.
1.6.5. Portes automatiques :
L’entraînement de la porte palière automatique est effectué par la porte de cabine.
L’un des vantaux de la porte cabine comporte une came (appelée " sabre") qui agit sur
un dispositif àgalets fixésur les vantaux de la porte palière.
Lorsque la cabine arrive à l’étage, le sabre se trouve contre le galet de la porte
palière. Ainsi, l’ouverture de la porte de la cabine provoque l’ouverture de la porte
palière.
Ces portes automatiques, comme pour la porte cabine, peuvent être centrales ou
latérales.
Maintenant, tous les ascenseurs, sauf cas bien particuliers, sont équipés de portes
palières automatiques.
Toutes les portes palières sont munies de serrures automatiques et d’un système de
sécurité électrique qui contrôle la fermeture et le verrouillage des portes avant et
pendant le déplacement de la cabine.
26
Chapitre II
Etude technique
1.7. Le type de moteur électrique :
A courant continu ou à courant alternatifs asynchrones avec un rendement
avoisinant les 95% pour chacun
Fig.11 : moteurs électriques.
27
Chapitre II
Etude technique
1.8. Les types de commande et dérégulation de vitesse :
1.8.1. Moteurs a courants continus régulés par :
•
Autrefois groupe Ward-Léonard mais entretient et encombrements importants.
•
Variateurs de vitesse rendement est élevés (> 90 %), peuvent, sous certaines
conditions, renvoyer de l'énergie sur le réseau, rd mt >=100% momentanément.
1.8.2. Moteurs a courants alternatifs régulés par :
- Variateurs de fréquence.
1.9. La poulie d’adhérence :
Est fixée sur l’arbre de la roue hélicoïdale. Les gorges de cette poulie, dans lesquelles
passent les câbles de suspension, sont taillées dans la masse, suivant un profil spécial.
Les câbles s’y encastrent en pression de sorte que lorsque la poulie tourne, le
mouvement de l’ensemble (cabine, contrepoids) s’effectue (Gorge en V sous-taillée).
Lorsque la cabine est trop large pour la poulie de traction du treuil, une poulie folle
appelée " poulie de déflexion" est employée pour écarter le contrepoids de la cabine
(gorge 1/2 ronde pour éviter l’adhérence des câbles sur cette poulie).
Cette poulie se monte sur un axe fixe comportant un graisseur :
Fig. 12 : Une poulie
28
Chapitre II
Etude technique
1.10. Différentes suspensions :
Rencontrées sur les installations d’ascenseurs :

Suspension directe

Suspension directe avec poulie de déflexion

Suspension directe, machinerie basse

Mouflage 2 brins (avec points fixes en machinerie)

Mouflage 2 brins machinerie basse (avec points fixes dans local de renvoi)

Mouflage 2 brins sous cabine (avec points fixes dans local de renvoi)

Mouflage 3 brins (avec points fixes sur cabine et contrepoids)

Mouflage 4 brins (avec points fixes en machinerie)
La complexité du parcours des câbles varie en fonction du type de l’appareil et de
l’installation (vitesse, charge, dimensions de la cabine). La charge, dès qu’elle atteint
des valeurs importantes 1500 kg, 2000 kg et plus- exige une suspension mouflée ce qui
multiplie par 2, 3 ou 4 la résistance de la nappe de câble àla rupture.
D’autre part, pour une même charge, le mouflage permet de limiter la puissance du
treuil.
Fig.13 : les différents types de suspensions
29
Chapitre II
Etude technique
1.11. Deux (02) types de parachutes :

Prise instantané: système àgalet

Prise amortie : système coin mobile
Fig.14.Parachute àprise instantanée.
Fig.15.Parachute àprise amortie.
30
Chapitre II
Etude technique
Avant le contact
Après le contact
Fig .16: Limiteur de vitesse (àdroite) et sélecteur d'étage électromécanique.
En cas de survitesse, le galet perd le contact avec la came. Le balancier bascule
alors et son extrémité vient se loger dans l’un des quatre creux de la came, bloquant net
la poulie. Cet arrêt brutal provoque également une rupture du contact entre le portebalancier et le bâti. Le porte balancier tourne alors de quelques degrés et vient s’appuyer
sur un capteur, ce qui a pour effet de couper l’alimentation du treuil.
1.11.1. L’ensemble limiteur de vitesse-parachute :
Cet ensemble est l’organe mécanique de sécurité qui, en cas de rupture des câbles
de traction ou de survitesse vers le bas, permet de bloquer la cabine sur les guidages.
Cet ensemble se compose de :
• Un limiteur de vitesse (en machinerie ou en haut de la gaine),
• Une poulie tendeuse fixée sur le guide en fond de fosse,
31
Chapitre II
Etude technique
• Un système de blocage de la cabine sur les guides qu’on appelle "parachute"
commandépar le limiteur de vitesse
Un câble partant du levier de commande du parachute, passe sur la poulie du
limiteur de vitesse, est renvoyéen fond de gaine par une poulie et vient rejoindre, en
circuit fermé, le levier.
Fig.17 : Limiteur de vitesse.
En cas de survitesse vers le bas, le limiteur, par l’effet de la force centrifuge, se
bloque et arrête le câble. La cabine poursuivant sa course vers le bas, le levier de
commande du parachute est actionnée : un galet ou un coin d’acier solidaire de la cabine
vient mordre ou pincer le guide. Ainsi, instantanément ou progressivement, la cabine
est immobilisée: c'est le rôle du parachute.
32
Chapitre II
Etude technique
1.12. Types des moteurs-treuils ou moteur àtraction :
1.12.1. Les moteurs-treuils àvis sans fin àune ou deux vitesses:
Dans ce type de motorisation, la vis sans fin entraine beaucoup de pertes mécaniques
et, par conséquent, des consommations électriques plus importantes. Au début de
l'utilisation des vis sans fin, les rendements énergétiques de l'ensemble moteur treuil
étaient de l'ordre de 20 %. Avec le perfectionnement des outils, des lubrifiants, les
Rendements se sont nettement améliores pour atteindre les 45% et même récemment
60 à65 %.
Les moteurs électriques couples au treuil a vis sans fin étaient généralement des moteurs
àcourant continu a excitation indépendante ou shunt avec la facultéde pouvoir faire
varier très facilement la vitesse.
Les moteurs électriques a courant alternatif utilises avec ce type de réducteur sont
en principe des moteurs àdeux vitesses : au démarrage, la vitesse est plus lente pour
atteindre la vitesse de déplacement optimale, le moteur passe en seconde vitesse en
provoquant un léger choc d’accélération (passage de petite en grande vitesse)
Les moteurs-treuils àvis sans fin présentent les avantages suivants:

couple élevé.

Grande plage de variation de vitesse.

Précision dans les déplacements et sur la régulation de vitesse.
Ils ont les inconvénients suivants :

Entretien important.

Efficacitéénergétique faible.

Consommation électrique non négligeable.
33
Chapitre II
Etude technique
1.12.2. Les moteurs-treuils planétaires :
Les appareils àtreuil planétaire utilisent le système de réduction de vitesse par
Engrenages planétaires. Accouplés à un moteur électrique, ils permettent d'avoir un
rapport de réduction appréciable pour obtenir une plage de vitesse compatible avec le
Confort et l'efficacitéde déplacement souhaité.
Fig. 18 : Schématisation du réducteur planétaire.
Ce système a un rendement mécanique de l'ordre de 97 à98 % permettant, pour
autant que les moteurs d'entrainement soient performants, d'obtenir des rendements
Énergétiques globaux intéressants (de l’ordre de 80%).
1.12.2.1. Les réducteurs planétaires peuvent être accouples à des moteurs
électriques :

A courant continu (grande plage de variation de vitesse).

A courant alternatif asynchrone àdeux vitesses.

A courant alternatif asynchrone commande par un variateur de fréquence.
34
Chapitre II
Etude technique
1.12.2.2. Ce type de motorisation présente les avantages principaux suivants :

Couple important

En fonction du moteur accouple :
•
Grande plage de variation de vitesse (courant continu ou alternatif àvariation de
fréquence).
•
Rendement énergétique important entrainant une diminution des couts à la
conception (puissance installée plus faible), et des consommations moindres a
l’exploitation.
•
Précision dans les déplacements et sur la régulation de vitesse Son principal
inconvénient réside dans son entretien nécessitant une main d’œuvre qualifiée.
1.12.3. Les moteurs àattaque directe «gearless»ou «sans treuil»:
Il s’agit d’un moteur sans réducteur, la poulie de traction est monté directement
Sur l’arbre de sortie du moteur et la régulation de vitesse est obtenue grâce à un
Variateur de fréquence.
Ce système est énergétiquement performant principalement de par la présence
d’un variateur de fréquence qui optimise la consommation énergétique, aussi, les pertes
mécaniques sont réduites vu l’absence des engrenages.
1.12.3.1. Les principaux avantages de ce système sont :

Vitesse optimisée par le variateur de fréquence.

Compacitédu système.

Pas de local des machines nécessaire pour les ascenseurs.

Précision dans les déplacements et sur la régulation de vitesse.

Pertes mécaniques réduites.

Efficacitéénergétique intéressante.

Pas de lubrifiant.

Faible niveau de bruit et Poids réduit.
1.12.3.2. Ses principaux inconvénients :

La compacitépeut entrainer des difficultés de maintenance.

Difficultéd'intervention dans la cage d'ascenseur.
35
Chapitre II
Etude technique
2. Partie électrique :
2.1. Schéma de commande :
.
Fig.19 : schéma de commande des entrées.
36
Chapitre II
Etude technique
2.2. Schéma de puissance :
Fig.20 : schéma de puissance.
37
Chapitre II
Etude technique
2.3. Configurations type :
2.3.1. A adhérence / asynchrone :
Fig.21 : installation àadhérence / asynchrone.
38
Chapitre II
Etude technique
2.3.2. Armoires de manœuvre :
Fig. 22. Armoire de manœuvre.
2.3.2.1. Composition de l’armoire de commande :
A : Platine.
B : Transformateur (alimentation)
C : Variateur de fréquence et interface de programmation
(Navigation parmi les paramètres • Verrouillage)
D : Contacteurs de ligne (entre VF et moteur)
E : Carte mère pilote
• Clavier (paramétrage/visualisation Pilote)
• Carte gestion opérateur (carte porte)
• Cartes E/S multifonctions ; 2 Processeur
F : Bornier de puissance du moteur.
39
Chapitre II
Etude technique
B : Transformateur :
• Puissance de 350 VA.
• Tensions de sortie multiples (48 V, 60 V, 80 V, 110 V, 140 V) pour
l’alimentation des cames et frein.
• Tension Primaire de 400 V équipée d’un point milieu 230 V permettant
l’alimentation directe d’un opérateur porte 230 V monophasé.
C : Variateur de fréquence :
• Puissance de 5,5 kW / 7,5 kW ou 11 kW selon la puissance et l’intensité
nominale du moteur.
• Alimenté en triphasé par un réseau 400 VAC dans une plage min. (Max.
de 305 V à500 V)
D : Contacteurs de ligne tripolaire
• Puissance normalisée à 400 V de 7,5 kW / 11 kW et 15 kW.
• Courant nominal de 18, 25 et 32 A.
• Contact auxiliaire 1 NO + 1 NC.
• Bobines de contacteurs alimentées en 110 VAC.
E : Carte mère et carte de visualisation (cf : p. 20)
• Arte électronique "Biprocesseur".
• 14 relais (K1 à K14 relais, 10 A) et 1 relais came (12 A).
• 1 pont de diode 24 VDC débit max. 2 A.
• 1 pont de diode puissance débit max. 6 A (alimentation ajustable sur secondaire
transformateur).
• Emplacement pour 5 cartes entrées/sorties et une carte de porte.
• Équipée d’un disjoncteur à réarmement automatique, pour le circuit de la
chaîne de sécurité.
F : Bornier d’alimentation
Permet de raccorder à l’équipage l’ensemble des organes de la machinerie (moteur,
DTU, …).
40
Chapitre II
Etude technique
2.4. Vitesse :
Les ascenseurs résidentiels d'immeubles classiques, magasins ou parkings ont des
vitesses typiques de 0,6 m/s à2,5 m/s, soit 2 à9 km/h.
Au-delà, les ascenseurs ont des vitesses relativement proportionnelles àla hauteur
des tours ou gratte-ciels :

3 m/s, soit 1 étage par seconde (11 km/h) entre 15 et 30 étages (Tour Eiffel, 2 m/s
puis 3 m/s)

4,5 m/s, soit 1,5 étage par seconde (16 km/h) entre 20 et 40 étages.

6 ou 7 m/s, soit 2 étages par seconde (22 à25 km/h) entre 35 et 100 étages (Tour
Montparnasse, 59 étages, Tours de La Défense, Paris, Empire State Building).

9 ou 10 m/s, soit 3 étages par seconde (33 à 36 km/h) entre 50 et 110 étages
(Chicago, Toronto, Tour Q1, Melbourne, Stratosphère Las Vegas, Pékin)
Ils sont souvent plus rapides pour les bureaux, hôtels et visites panoramiques que
pour les habitations. De plus, les étages de bureaux ont pour hauteur standard 3,30 m,
due au passage des câbles et climatisation, ceux d'habitation 2,66 m.
La vitesse ascensionnelle maximale actuelle est de 17 mètres par seconde,
soit 60 km/h, pour les ascenseurs équipant les tours les plus hautes telles que la Taipei
101 à Taïwan, Yokohama Landmark Tower au Japon (12,5 m/s soit 45 km/h) ou
le Bürj Khalifa àDubaï(40 km/h). Mais dans ces cas les cabines doivent être
pressurisées, car au-delàde 11 m/s il y a des risques pour la santé.
Ce record va bientôt être dépassé par ceux de la Shanghai Tower en Chine,
atteignant 18 m/s, soit 65 km/h, par la firme Mitsubishi.
Le constructeur Hitachi vient d'annoncer un nouveau projet d'installation en Chine
d'un ascenseur allant à20 m/s, soit 72 km/h, prévu pour 2016, parcourant 94 étages en
43 secondes.
L'accélération nécessaire pour atteindre la vitesse, sur les ascenseurs rapides
modernes, obtenue par un variateur de fréquence, est bien souvent constante et calibrée
autour de ± 1 mètre par seconde carrée (0,8 à 1,2 m/s2), soit ± 0,1 g, et d'autant plus
prolongée que la vitesse est rapide (à 1 m/s2, durée d'accélération en s = vitesse
maximale atteinte en m/s), et sur un grand intervalle d'étages. Mais dans de nombreux
ascenseurs àvitesse modérée, anciens notamment, elle est très fréquemment non
41
Chapitre II
Etude technique
régulée et plus importante (notamment au ralentissement / freinage et ajustement de la
cabine àl'étage).
Les ascenseurs de mines étaient ou sont souvent rapides aussi (entre 5 et 16 m/s)
(60 à18km/h)11, et avec une accélération beaucoup moins progressive, tels celui actuel
de la plus profonde mine du Monde de Tau Tonna en Afrique du Sud (3,9 km)12.
La modélisation d'un ascenseur conventionnel àtreuil (moteur électrique, tractépar
un câble) est un bon moyen de mettre en évidence les phénomènes physiques impliqués
lors de son fonctionnement afin d'optimiser le choix de certains composants (puissance
du moteur, câble, etc.).
2.5. Modèle AMES Im :
Fig 23 : principe de fonctionnement modèle AMES Im
42
Chapitre II
Etude technique
Système d’ascenseur à traction :
Schindler 2400 peut être équipé d’une
motorisation électromécanique pour des
charges de 1000 kg à4000 kg.
Ce système à traction est très adapté en
particulier pour les immeubles à grande
densité de trafic. Lorsque plusieurs
ascenseurs fonctionnent dans un même
endroit, la coordination des trajets peut
contribuer à améliorer l’efficience du
transport. Les monte-charge pour les
transports de charge jusqu’à 4 tonnes ne
nécessitent pas l’installation d’une salle de
machines. Il s’agit d’un gain de place
appréciable dans l’immeuble.
 Système d’entraînement :
Schindler 2400 est équipé d’un système très
efficient d’entraînement à aimants
permanents,
qui
fonctionne
sans
engrenages, c’est-à-dire : déplacement en
douceur et davantage de confort. En raison
des dimensions plus compactes et du silence
de fonctionnement, il s’agit de la solution
idéale pour les installations sans salle de
machines. Le moteur à variateur de
fréquence permet le transfert direct du
courant, ce qui réduit les pertes d’énergie.
Pour le démarrage, un courant de crête n’est
pas nécessaire : l’ascenseur peut ainsi
fonctionner plus rapidement dans une plage
de faible consommation en énergie.
 Système de commande :
Schindler 2400 est équipé d’un système de
commande àmicroprocesseur qui prend en
charge un grand nombre de fonctions,
aussi bien pour la commande d’un seul
ascenseur ou d’un groupe pouvant inclure
jusqu’à quatre ascenseurs. Le système
permet de commuter l’éclairage et la
ventilation dans le mode veille, lorsque
l’installation n’est pas en service.
Fig 24 : Ascenseur àtraction électrique sans local des machines
43
Chapitre II
Etude technique
L’architecture de commande Multi-bus permet de réduire le câblage, les matériaux
et le volume des déchets. Pour optimiser l’efficience et la durée des trajets, vous pouvez
faire un choix parmi les types de commandes les plus usuelles : prise en charge,
commande collective montée/descente, commande collective/ sélective pour des
groupes de 1 à 4 ascenseurs. L’unité de commande est intégrée à l’étage supérieur près
de la porte, ce qui permet de gagner de la place.
Système de commande de destination :
Disponible parmi les options : le système Schindler Miconic 10 de commande de
destination. Chaque usager spécifie son étage de destination avant d’entrer dans l’ascenseur, ce
qui permet de grouper les trajets sur base des informations saisies par les différents usagers. Le
résultat au niveau de l’immeuble : économies d’énergie et amélioration sensible de la gestion
du trafic
.
44
Chapitre II
Etude technique
Système d’ascenseur hydraulique :
Schindler 2400 peut être équipé d’un système
électrohydraulique pour les charges de 630 kg à
6300 kg. Le système hydraulique est la solution la
plus économique pour les immeubles dont la
hauteur ne dépasse pas18 m, en particulier pour le
transport des personnes et chariots.
Système d’entraînement :
Schindler 2400 possède une manœuvre
d’entraînement unique en son genre. Il est
composé d’une unité pompe et d’une valve
contrôlée électroniquement. Combinéavec le
contrôle intégré, il répond de façon fiable àla
forte demande et offre
un trajet extrêmement agréable. L’arrêt de la
cabine se fait avec précision. La version
hydraulique du Schindler 2400 se caractérise
également par une basse consommation en
énergie.
Manœuvre :
La manœuvre par microprocesseur, spécialement
conçue pour les ascenseurs hydrauliques, est
adaptée à une grande variété de besoins et
d’usages. Elle offre un contrôle réglé, qui permet
de réduire la durée des trajets.
Vous pouvez choisir parmi les types de
manœuvres suivantes : prise en charge, manœuvre
collective montée ou descente ou manœuvre
collective sélective pour batteries allant jusqu’à
deux ascenseurs. Plus de100 options sont
disponibles en standard.
Contrôle des accès :
Schindler 2400 possède des systèmes de
personnalisation des accès. Le transport des
passagers ou des charges peut rétrocontrôle selon
des exigences spécifiques, par exemple par un
interrupteur àcléou par un lecteur de badges.
Fig. 25 : Entraînement hydraulique en tandem
.
45
Chapitre II
Etude technique
2.6. Caractéristiques techniques :
2.6.1. Ascenseur :
Tableau.1.Caractéristiques techniques Ascenseur ;
Position min. du Trac àpartir du sol [mm]
Course max. [mm]
Charge admissible max. [kg]
Vitesse max. [m/s]
Accélération max. pour une charge de 17 kg [m/s2]
Accélération max. pour une charge de 34 kg [m/s2]
Nombre max. de positions
Poids propre de la structure de base* [kg]
Par mètre supplémentaire [kg]
Garantie
595
5330
34
1.5
5
2.5
7
75
14
2 ans àpartir de la date de livraison
Ambiance : Température [°C]
Humidité de l’air relative
Degré de pureté de l’air
10 – 40
5%-85% (sans condensation)
Atmosphère d’atelier normale
2.6.2. Motoréducteur :
Tableau.2.Caractéristiques techniques de Motoréducteur ;
Puissance nominale du moteur [W]
Indice de protection
Unitéde rétroaction
Système de rétroaction
Indicateur de point d’origine
Niveau de pression acoustique [dBA]
Température de fonctionnement du moteur [°C]
* Motoréducteur UL Art. Nr. 520493
46
550
IP54
Résolveur
Système de mesure externe
Détecteur
de
proximité
inductif externe PNP
< 66
65
Chapitre II
Etude technique
2.6.3. Temps de cycle du Shuttle dans l'ascenseur :
Tableau.3.Caractéristiques techniques de Temps de cycle du Shuttle dans
l'ascenseur ;
Temps de cycle (s)
Longueur
palette
Shuttle
Shuttle
Shuttle
Shuttle
double
articulation (articulation
arrière libre)
Shuttle
double
articulation
300 mm
400 mm
550 mm
550 mm
Entrée en marche
avant,
sortie
marche avant
4.5 s
4.8 s
5.0 s
5.0 s
550 mm
5.3 s
Temps de translation de
l'ascenseur
avec charge maxi 17 kg
Temps de translation de
l'ascenseur
avec charge maxi 17 kg
Temps de translation de
l'ascenseur
avec charge maxi 34 kg
Temps de translation de
l'ascenseur
avec charge maxi 34 kg
Temps de translation pour
cycle*

Course ≤
0.45m
Course >
0.45m
6.5 s
𝐂𝐨𝐮𝐫𝐬𝐞 𝐞𝐧 𝐦
√
∗ 𝟐 = 𝐓𝐞𝐦𝐩𝐬 𝐝𝐞 𝐭𝐫𝐚𝐧𝐬𝐥𝐚𝐭𝐢𝐨𝐧 (𝐬)
𝟓
Course en m − 0.45
1.5
Course ≤
0.9m
Course ≤
0.9m
Entrée en marche avant,
en sortie en marche arrière
ou inversement
6.3 s
6.3 s
6.3 s
6.3 s
+ 0.6 =Temps de translation(s)
Course en m
√
∗ 2 = Temps de translation (s)
2.5
Course en m − 0.9
1.5
+ 1.2 =Temps de translation(s)
= Temps de cycle du Shuttle + 2x Temps translation ascenseur
=Temps de cycle total
Entrée du Shuttle : déplacement de l'ascenseur, sortie du Shuttle, retour de
l'ascenseur en position initiale.

Adaptateur Bus Système : PC USB (type EMF2177IB).

Module de communication : Profibus (type EMF2133IB).

Adaptateur RS232 : pour PC (type EMF2103lB) ou “Armoire tension LCT”
(Montech AG).

Module de commande : clavier XT (type EMZ9371BC) ou mode d’emploi.
47
Chapitre II
Etude technique
2.7. Déroulement type d’une intervention de maintenance :
La volonté d’efficacité conduit à maîtriser des données nombreuses et complexes
qui Justifient le passage à la maintenance assistée par ordinateur (MAO). La
maintenance est aussi concernée par la maîtrise de qualité symbolisée par l’objectif des
cinq zéros:

Zéro panne : objectif naturel de la maintenance.

Zéro défaut : outil de production en parfait état (tout défaut entraîne un arrêt de
production d’où augmentation des coûts et des délais).

Zéro stocks, zéro délai : un outil de fabrication fiable permet une fabrication sans
stock (flux tendu) et une livraison sans délai.

Zéro papier : il faut comprendre « zéro papier inutile », c’est à dire les papiers
engendrés par les erreurs, les défauts, les défaillances, les retards qui viennent alourdir
le travail et l’organisation.
2.7.1 Causes des pannes et solutions :

Panne 1 :
La cabine reste à l’étage, les portes palières et la porte cabine restent fermées, et
l’ascenseur ne démarre pas.

Cause :
L’étage où se trouve la cabine a certainement un problème de verrouillage sur la porte
palière ou, selon la manœuvre, le relais de sens demandéàun mauvais contact.

Panne 2 :
L’ascenseur se bloque intempestivement pendant ses déplacements.

Cause :
Le contact de la poulie tendeuse en fond de fosse (poulie de renvois de limiteur de
vitesse, plus communément appeléparachute) est tangente, ou la cabine accroche une
serrure palière…

Panne 3 :
La cabine d’ascenseur fait des marches (paliers / cabine) dans les étages, quand celleci est au niveau.

Cause :
Le frein est gras ou mal réglé ou bien encore, les tops d’arrêt sont à revoir…
48
Chapitre II

Etude technique
Panne 4 :
La cabine d’ascenseurs vibre pendant son déplacement.

Cause :
Les guides manquent d’huile ou les blocs d’isolation arcade/ cabine sont défectueux.

Panne 5 :
Il y a un balancement important lors du déplacement de la cabine.

Cause :
Soit, les coulisseaux de la cabine sont usés, soit les guides de la cabine sont
Désalignés.

Panne 6 :
Lors du démarrage de la cabine d’ascenseur, celle-ci a du mal àpartir.

Cause :
Le frein est mal réglé, la bobine de frein hors service et ou le contact sur le contacteur
de démarrage ne fonctionne plus…

Panne 7 :
La cabine d’ascenseur fait un bruit anormal en se déplaçant.

Cause :
Les paliers moteurs (groupe de traction) sont secs (risques de mise hors service du
moteur), le roulement de poulie est hors service, les guides manquent de lubrification.

Panne 8 :
La cabine d’ascenseur est bloquée à l’étage et la porte est ouverte.

Cause :
La cellule de r »ouverture (s’il y en a une) est déréglée, voir hors service, l’un des
boutons stop réouverture en cabine ou le bouton palier est restécoincé, ou encore le
contact de heurt de la porte cabine est hors service.

Panne 9 :
La cabine d’ascenseur ne va pas à l’étage voulu.

Cause :
Le sélecteur est uséet u le capteur en gaine est défectueux.

Panne 10 :
La cabine d’ascenseur, dans le sens de la descente, donne la sensation de chute libre de
courte durée par à-coups.
49
Chapitre II

Etude technique
Cause :
Il y a un jeu important de denture dans le treuil.

Panne 11 :
Les portes palières claquent

Cause :
Les butées caoutchoucs sont usées ou manquantes, les portes battantes sont mal réglées
ou bien il faut remplacer les ferme portes.

Panne 12 :
Les spots allogènes dans la cabine grillent fréquemment et régulièrement.

Cause :
Les spots ont étéremplacés sous tension.

Panne 13 :
Les portes cabines claquent pendant le fonctionnement de la cabine ou en fin
d’ouverture.

Cause :
Les contacts de fin de fermeture sont déréglés.

Panne 14 :
L’alarme en cabine ne fonctionne pas.

Cause :
Dans le cas où il s’agit d’un téléphone cabine, la ligne peut être coupée oùle système
Défectueux. D’il s’agit d’une sirène, voir la pile ou la sirène elle-même.

Panne 15 :
La cabine laisse une marche en dessous du niveau, uniquement au dernier niveau haut.

Cause :
Cette anomalie est due à l’allongement des câbles de traction, ce qui a pour conséquence
d’empêcher la cour complète du contrepoids et donc également àcelle de la cabine.

Panne 16 :
Les portes battantes grincent.

Cause :
Un manque de graisse sur les paumelles peut être à l’origine de ce défaut.

Panne 17 :
Les portes battantes grincent
50
Chapitre II

Etude technique
Cause :
Les paumelles sont mal réglées ou déréglées.

Panne 18 :
La cabine est au niveau le plus haut ou le plus bas.

Cause :
Le boîtier d’arrêt haut ou bas (toujours à l’opposé de la cabine) est bloqué ou hors
service.

Panne 19 :
La cabine fait des à-coups brutaux

Cause :
Pour une manœuvre ou le groupe de traction ne fonctionne en courant continu, les
charbons du collecteur doivent être hors service, ou le collecteur est lui-même encrassé.

Panne 20 :
La cabine revient toujours au même étage.

Cause :
Un bouton de l’étage concerné a pu rester coincé ou le relais de ce même étage est
rémanent ou la carte électronique de contrôle est hors service.
2.7.2 Entretien des treuils
Vu le rôle principal que joue le treuil dans un ascenseur, son entretien représente une
restriction àlaquelle il faut accorder le plus grand soin et ceci va de la sécuritédes
usagers.
Un treuil àréducteur peut être schématisécomme suit :
Moteur
Électrique
Cabine
Réducteur
Frein
Poulie
Câbles
de
Traction
Contre
poids
Fig. 26 : schématisation d’un treuil à réducteur.
51
Chapitre II
Etude technique
2.7.3. Opérations d’entretien d’un treuil à réducteur
2.7.3.1. Lubrification
Pour assurer la lubrification du treuil, notamment le réducteur, il faut verser l'huile
dans le treuil par l'orifice de remplissage jusqu'au niveau correspondant au repère du
voyant, ceci lorsque le treuil est immobile. La première vidange d'huile minérale doit
être effectuée après 350 heures environ. Les vidanges successives pour l'huile minérale
doivent être effectuées tous les 12 à18 mois. Pour l'huile synthétique, tous les 24 à36
mois. La vidange s’effectue en dévissant le bouchon de vidange en bas du treuil pendant
son arrêt .Il faut s'assurer qu'il n'y a pas de trace d'huile sur la poulie de frein et sur les
mâchoires de frein.
2.7.3.2. Mise en service
En actionnant le volant àmain, faire effectuer un tour complet de la poulie de
traction, afin que l'huile puisse se distribuer uniformément. Mettre en marche avant
d'installer les câbles et de mettre en charge afin de vérifier le bon fonctionnement du
treuil àvide. Seulement après cette opération, installer les câbles.
Les 4 à5 premières courses complètes avec les câbles installés doivent être
effectuées avec une charge correspondant àla moitiéde la charge nominale, pour ne
pas charger le treuil. Après avoir vérifiéle bon fonctionnement, répéter l'opération avec
une charge correspondant àenviron 1/4 de la charge nominale et ensuite avec la cabine
vide.
2.7.3.3. Réglage du frein àtambour
Les treuils sont normalement fournis avec l'ouverture des mâchoires déjàréglée.
Dans le cas où une autre mise au point est nécessaire, il faut régler les mâchoires de
telle sorte qu’ils s'ouvrirent avec la plus petite course possible. Il faut donc ouvrir les
mâchoires en actionnant le levier du frein, s'assurer qu'entre les mâchoires et le tambour
il y a un jeu de 0.1 à0.2mm, en contrôlant avec une cale d'épaisseur, régler si nécessaire
en vissant ou dévissant les vis de réglage correspondantes
La distance de freinage dépend du réglage des ressorts qui doivent être réglés à
chaque fois en fonction de la charge. Pendant le fonctionnement normal, il faut s'assurer
que les mâchoires s'ouvrent en même temps.
Périodiquement, procéder àune vérification de l'état de l'usure des garnitures du
frein. En cas d'usure considérable, il faut effectuer un nouveau réglage en suivant les
instructions précédentes ou remplacer carrément les garnitures lorsque l'épaisseur est
inférieure ou égale à2mm.
52
Chapitre II
Etude technique
2.7.3.4. Contrôle du jeu entre vis et couronne
Le contrôle doit se faire toutes les 3000heures ou au moins une fois par an en suivant
Les instructions suivantes :

Arrêter l'installation et la préparer pour pouvoir enlever les câbles de la poulie de
traction

Ouvrir manuellement le frein et tourner àla main le volant dans les deux sens de
marche jusqu'àsentir la pression des dents de la vis sans fin sur les dents de la
couronne.

Marquer sur les circonférences de la poulie de frein le point du déplacement obtenu,
ayant eu le soin de marquer le point de départ.

Mesurer l'arc de cercle existant entre les deux marques et comparer la valeur
obtenue avec les valeurs admissibles selon le type de treuil
Tableau 4 : Les valeurs admissibles de jeu entre vis et couronne ;
Distance entre les deux marques (mm)
Machin neuve
Machine usée
TYPE DE TREUIL
M73 et M75
Toutes les versions
Tous les rapports
2.5
40
Rapports
1/69-1/60
3.5
44
Autres
rapports
2.5
44
M93 et M95
Toutes les versions
Tous les rapports
4
44
M98
Toutes les versions
Tous les rapports
5
54
M104 et M106
Toutes les versions
Tous les rapports
5
54
M83 et M85
Toutes les
versions
53
Chapitre II
Etude technique
2.7.3.5. Usure des gorges de la poulie de traction:
En cas d'usure des gorges de la poulie de traction, il faut remplacer la poulie entière
2.7.4. Mesure de sécurité:
Le tableau ci-après regroupe des mesures de sécurité à prendre pour améliorer
l’utilisation de l’ascenseur et minimiser les risques pour les usagers et les agents de
maintenance.
Tableau 5 : Problèmes possibles et solution proposées d’un ascenseur ;
N°
Problèmes possibles
1
Précision
d’arrêt
Solutions proposées
de
la
cabine
d’ascenseur insuffisante
Installer une manœuvre avec
variation de fréquence pour éviter les
Précision d’arrêt : différence de niveau risques de chute
entre le plancher de la cabine et celui du
palier desservi àl’arrêt de l’appareil.
Pour manœuvrer facilement les ascenseurs
2
lors des opérations de maintenance:
Absence ou inadéquation de dispositifs de • Installation d’un boîtier d’inspection
protection pour un travail en gaine en • Installation d’un dispositif d’arrêt en
cuvette et en local poulie
toute sécurité
• Installation d’un éclairage en gaine
Pour être certain d’une ouverture opportune
3
des portes, installer de serrures conformes
Dispositif de verrouillage des portes
avec triangle de déverrouillage, nécessitant
palières non sûr
l’utilisation d’une clé spécifique
4
Pour éviter, sur certains sites, une ouverture
Utilisation mal intentionnée du dispositif mal intentionnée des portes utiliser une
de déverrouillage de secours des portes serrure nécessitant une intervention dans le
local technique pour rendre le système de
palières
déverrouillage actif
Suite
54
Chapitre II
5
Etude technique
Dispositif de protection contre les chocs Installer une barrière de cellules pour éviter
lors
de
la
fermeture
des
portes les chocs avec les vantaux des portes
automatiques de cabines et palières automatiques
inadéquat ou inexistant
6
Pour éviter le risque de se pencher au-dessus
Paroi de gaine partiellement close ou avec d’une gaine trop basse assurer la fermeture
totale de la gaine avec un maillage conforme
un maillage inadéquat
7
Un accès en local technique facile et sécurisé
assure un meilleur service
Mettre en conformité l’échelle d’accès à la
Moyens d’accès à l’intérieur des
l’équilibrage de trappe
locaux de techniques dangereux
8
porte, de la serrure, de la trappe, de
Dispositifs de protection contre les Protéger les organes mobiles en installant des
accidents corporels causés par les poulies, capotages sur toutes les parties tournantes
(poulies par exemple)
inadéquats
9
Limiteur de vitesse et/ou parachute de En cas de mise en fonctionnement du
parachute, s'assurer que l’ascenseur sera
cabine inexistant ou inadéquat
progressivement immobilisé:
• En remplacement du parachute à
rupture pour un système pilotépar limiteur de
vitesse
• Ou en remplaçant le limiteur de vitesse
11
Dispositifs de protection contre la vitesse En cas de vitesse excessive de la cabine vers
le haut, s'assurer que l’ascenseur sera
excessive en montée inadéquats
progressivement immobilisépar:
• Installation d’un parachute à prise en
descente et montée
• Ou installation d’un parachute sur le contre
poids.
11
Pour éviter tout risque de basculement en
gaine, installer une tôle en chausse-pieds fixe
Garde pieds de cabine trop courte ou ou télescopique (en fonction de la profondeur
de la cuvette)
inexistante
Suite
55
Chapitre II
12
Etude technique
Utilisation d’un verre d’oculus inadéquat Pour éviter tout risque de bris mettre en place
un oculus en verre
sur les portes palières
«sécurit »ou similaire
13
Éclairage
des
locaux
techniques Une meilleure visibilité en local technique
permet une maintenance plus efficace.
inadéquat ou inexistant
• Installer un éclairage approprié dans les
locaux techniques
• Installer un éclairage de secours
14
Protection contre les chocs électriques et Installer un capotage de protection ou
remplacer le tableau d’arrivée de courant
signalisation électrique
15
Dispositifs de verrouillage inadéquats ou Pour toute trappe ou porte d’accès
inexistants sur les portes de visite en gaine, adapter un contact électrique
bloquant le fonctionnement de l’ascenseur en
technique (gaine et cuvette)
cas d’ouverture intempestive pour éviter tout
risque d’intrusion lors du fonctionnement de
l'ascenseur
56
Chapitre II
Etude technique
2.7.5. Les interface : Capteurs, Pré-actionneurs et Actionneurs
Une interface est une zone, réelle ou virtuelle qui sépare deux éléments. L'interface
désigne ainsi ce que chaque élément a besoin de connaitre de l'autre pour pouvoir
fonctionner correctement.
Dans un système automatise les interfaces entre la partie commande et la partie
opérative contiennent : les capteurs, les actionneurs et les pré-actionneurs.
Fig .27 : Interfaces entre la partie commande et opérative.
2.7.5.1. Les capteurs :
2.7.5.1.1. Définitions :
Un capteur est un organe charge de prélever une grandeur physique et de la
transformer a une grandeur exploitable.
Fig 28 : schéma d’un capteur.
N.B : Les grandeurs d’influence sont des grandeurs extérieures qui peuvent avoir un
effet sur le capteur (les parasites) ; elles sont liées a l’environnement du capteur :
température, pression, l’humidité.
57
Chapitre II
Etude technique
2.7.5.1.2. Un capteur est constituéessentiellement d’un :

Corps d’épreuve : il permit de faire une première transduction de la grandeur
physique àmesurer en une autre grandeur dite exploitable.

Elément de transduction : il traduit la grandeur exploitable en un signal de sortie.
Fig. 29 : constitution d’un capteur.
2.7.5.1.3. Fonction d’un capteur :
Dans un système automatise les capteurs traduisent la variation de la grandeur
Physique ou le changement de l’état physique en un signal compatible avec l’unité de
traitement de la partie commande. Ce signal exploitable devient donc l’image
informationnelle du phénomène physique.
Fig 30 : schéma du fonctionnement d’un capteur.
58
Chapitre II
Etude technique
Pour obtenir une image informationnelle de la variation d’une grandeur ou le
changement d’un état physique il est nécessaire :

D’en saisir la variation ou le changement.

Et de les convertir en un signal exploitable.
Exemple: capteur de présence étage d’un ascenseur.

saisir la présence de la cabine.

Et la convertir en un signal électrique, image informationnelle.
2.7.5.1.4. Nature des Capteurs :
Suivant la nature du signal exploitable les capteurs se classent en trois catégories :

Capteurs analogiques : le signal délivré est la traduction exacte de la loi de
variation de la grandeur physique mesurée.

Capteurs logiques : le signal ne présente que deux niveaux, ou deux états, qui
s’affichent par rapport au franchissement de deux valeurs ; ces capteurs du type tout
ou rien sont également désignés par détecteurs.

Capteurs numériques : le signal est codé au sein même du capteur par une
électronique associée ; ces capteurs sont également désignés par codeurs et
compteurs.
Les capteurs logiques de positions, désignés par détecteurs de position « tout ou
Rien »se rencontrent sur de nombreuses machines:

Ascenseur.

Machines-outils.

Machines d’assemblage,...

Capteurs mécaniques àcontact :
Dans cette catégorie sont classés tous les systèmes qui permettent, àpartir d’une
action mécanique directe, de fermer ou d’ouvrir un ou plusieurs contacts électriques ou
de permettre ou non le passage d’un fluide (pneumatique, hydraulique).
59
Chapitre II
Etude technique
Fig. 31 : Capteur mécanique àcontact.
2.7.5.1.5. Les caractéristiques mécaniques :
Elles définissent :

L’amplitude de la course du mécanisme transmetteur.

Les forces nécessaires pour déplacer l’organe de commande.

L’endurance mécanique ou durée de vie exprimée par le nombre probable de
manœuvres.
2.7.5.2. Détecteur électrique :
2.7.5.2.1. Les caractéristiques électriques.
Elles définissent :

La nature du circuit, alternatif, continu.

Les valeurs maximales de la tension et de l’intensité de courant qui peuvent être
coupées.

La configuration des contacts, travail, repos, inverseur.
60
Chapitre II
Etude technique
Fig 33 : Configuration des contacts
Fig 32 : détecteur électrique
2.7.5.3. Détecteur pneumatique :
Les capteurs pneumatiques sont destinés à délivrer un signal pneumatique sous
l’effet d’une action mécanique.
Le signal de sortie apparaît lorsqu’il y a action mécanique sur le poussoir ou sur le
galet. Par construction, la fermeture de l’échappement et l’ouverture de l’arrivée
dépression se font simultanément en un point précis de la course.
Fig 34 : détecteur pneumatique.
61
Chapitre II
Etude technique
.
2.7.5.4. Détecteurs de proximité:
Les détecteurs opèrent à distance, sans contact avec l’objet dont ils contrôlent la
Position (depuis 1 mm àquelques mètres).
Un détecteur de proximitéinterrompt ou établit un circuit électrique en fonction de
la présence ou du non présence d’un objet dans sa zone sensible. Dans tous ces
détecteurs la présence de l’objet à détecter dans la zone sensible modifie une grandeur
physique :

Un champ électromagnétique àhaute fréquence dans les détecteurs inductifs.

La capacité d’un circuit oscillant dans les détecteurs capacitifs.

Le niveau d’éclairement d’un récepteur photosensible dans les détecteurs

Photoélectriques.
2.7.5.5. Les actionneurs :
2.7.5.5.1. Définition :
Les actionneurs sont des éléments qui produisent une action. Ceux-ci transforment
une énergie électrique ou fluidique en une énergie mécanique créant ainsi un
mouvement, rotation ou translation.
Indépendamment de l'énergie utilisée, les moteurs produisent un mouvement de
rotation, alors que les vérins produisent un mouvement de translation.
Fig 35 : schéma d’un actionneur.
62
Chapitre II
Etude technique
Les actionneurs sont des éléments qui produisent une action. Ceux-ci
Transforment une énergie électrique ou fluidique en une énergie mécanique créant ainsi
un mouvement, rotation ou translation.
Indépendamment de l'énergie utilisée, les moteurs produisent un mouvement de
Rotation, alors que les vérins produisent un mouvement de translation.
Fig 36 : un vérin.
Les vérins font partie de la famille des actionneurs (éléments qui produisent une
action). Ceux-ci transforment une énergie fluidique en une énergie mécanique créant
ainsi un mouvement le plus souvent de translation.
Les principaux fluides utilisés sont l’air comprimé pour les vérins pneumatiques
Et l’huile pour les vérins hydrauliques.
Les vérins sont constitués d’un cylindre, fermé aux deux extrémités, à l’intérieur
Duquel coulisse un ensemble tige piston. On distingue donc deux chambres :

La chambre arrière est la partie du cylindre ne contenant pas la tige du vérin;

La chambre avant est la partie du cylindre contenant la tige du vérin.
o Nous distinguerons 2 familles de vérins:

Les vérins simples effet ;

Les vérins doubles effet.
63
Chapitre II
Etude technique
2.7.5.5.2. Vérin simple effet (V.S.E) :
Fig.37 : position tige rentrée
Fig.38 : position tige sortie.
Le vérin simple effet ne peut être alimenté que dans une seule chambre, c’est
généralement la chambre arrière.
Lorsque l'on cesse d'alimenter en pression cette chambre, le retour s’effectue sous
l’action d’un ressort situé dans la chambre opposée. Celui-ci ne possède donc qu’une
seule position stable.
La chambre contenant le ressort est ouverte àl’air libre afin de ne pas contrarier le
déplacement du piston.
Un vérin est caractérisépar le diamètre du piston et la course maximale de la tige.
L'alimentation d'un vérin simple effet est obtenue àl'aide d'un distributeur (3/2).
Fig 39 : Alimentation d’un (V.S.E) à l’aide d’un distributeur. (3/2).
64
Chapitre II
Etude technique
2.7.5.5.3. Vérin double effet (V.D.E) :
Fig 41 : position tige sortie.
Fig 40 : position tige rentrée.
Le vérin double effet àdeux alimentations possibles: soit par la chambre arrière, soit
par la chambre avant.
Lors de l’alimentation en pression de la chambre arrière le piston se déplace vers l’avant,
celui-ci pousse l’air de la chambre avant.
Lors de l’alimentation en pression de la chambre avant le piston se déplace vers l’arrière,
celui-ci pousse l’air de la chambre arrière.
L’air de la chambre à l’échappement doit pouvoir être évacué afin de ne pas s’opposer
au déplacement du piston.
Dans un vérin double effet les chambres se trouvent donc alternativement mises àla
pression et à l’échappement.
L'alimentation d'un vérin double effet est obtenue àl'aide d'un distributeur 4/2, 5/2, ou
5/3.
Fig 42 : Alimentation d’un (V.D.E) à l’aide d’un distributeur (4/2), (5/2) ou (5/3).
65
Chapitre II
Etude technique
2.7.5.5.3. Les moteurs électriques :
2.7.5.5.3.1. Le moteur asynchrone :
Le moteur asynchrone est une machine transformant l'énergie électrique apportée
par le courant alternatif monophaséou triphasé, en énergie mécanique.
Il est caractérisé par des grandeurs d'entrée qui son électriques (U, I, cos φ) le
nombre de phases et des grandeurs de sortie mécaniques (P, n, T).
Nous allons prendre le cas d'un moteur triphasé(le plus utilisésur les machines
Industrielles).
2.7.5.5.3.2. Un moteur triphaséest constituédu :
A. Stator (partie fixe) : 3 enroulements (1 par phase) alimentés par des tensions
triphasées produisant ainsi un champ magnétique tournant àla fréquence n.
Les Enroulements du stator sont couplés soit en étoile soit en triangle. Sur certains
moteurs, les deux couplages sont réalisables et offrent la possibilité au moteur de
fonctionner avec 2 systèmes différents de tensions triphasées.
B. Rotor (partie tournante) : Il est placédans le champ tournant du stator.
L'enroulement rotorique n'est reliéàaucune source extérieure, il est fermésur lui-même,
donc en court-circuit. Les seuls courants le traversant sont les courants de FOUCAULT
induits par la rotation du champ statorique.
2.7.5.6. Les pré-actionneurs :
2.7.5.6.1. Définition :
Les pré-actionneurs sont des interfaces de puissance entre la Partie Commande et
Fig 43 : schéma d’un pré-actionneur.
66
Chapitre II
Etude technique
La Partie Opérative. Ils permettent d'adapter la nature ou le niveau des énergies de
commande et de puissance. Leur fonction principale est de distribuer l’énergie à la
partie commande.
Exemple:

Partie Commande en très basse tension, 24Volts continu (sécurité) et Partie
Opérative 400Volts triphasée (moteurs de forte puissance).

Partie Commande électrique et Partie Opérative pneumatique (vérins).
2.7.5.6.2. Différents pré-actionneurs :
Pour l'alimentation en énergie des moteurs électriques les pré-actionneurs sont
Appelés CONTACTEURS.
Pour l'alimentation en énergie des vérins pneumatique ou hydrauliques les prés
actionneurs sont appelés DISTRIBUTEURS.
2.7.5.6.2.1. Les distributeurs :
Fig 44 : fonctionnement d’un distributeur.
67
Chapitre II
Etude technique
Le fonctionnement des vérins impose la possibilité, dans une même chambre et
Alternativement d’admettre de l’air sous pression et de réaliser une mise à l’air libre.
Les distributeurs font partie de la famille des pré-actionneurs. Ceux-ci sont les
Constituants de la chaîne d’action qui permet, à partir d’un ordre de la partie Commande,
de distribuer l’énergie de puissance aux actionneurs. Dans notre cas, les distributeurs
distribueront de l’énergie pneumatique (air comprimé) aux vérins associés.
Les distributeurs sont constitués d’un corps contenant plusieurs orifices et d’un Tiroir
pouvant prendre plusieurs positions dont une seule est active.
Fig 45 : constitution d’un distributeur.
2.7.5.6.2. Les vérins :
2.7.5.6.2.1. Cas d'un vérin simple effet :
En présence d’un Vérin simple effet (VSE) au minimum 3 orifices suffisent, un pour la
chambre du vérin, un pour la pression et un pour l’échappement.
Fig 46 : Distributeur 3 orifices/2 positions (3/2).
2.7.5.6.2.2. Cas vérin double effet :
68
Chapitre II
Etude technique
En présence d'un Vérin double effet (VDE) nous avons 2 chambres à alimenter
Alternativement ce qui impose au minimum 2 positions.
Il faut donc disposer d'un distributeur permettant de faire communiquer une
Chambre avec la pression et l'autre avec l'échappement ; ce qui nécessite au minimum
quatre (04) orifices, un pour chaque chambre, un pour la pression et un pour
l'échappement.
Fig 47 : Distributeur 4 orifices / 2 positions (4/2)
2.7.5.6.3. Les contacteurs :
Un contacteur est un appareil de coupure automatique: Il permet d’ouvrir et de
fermer un circuit électrique à distance via l’excitation d’une bobine de command. Il est
constituéde :

Bobine.

Pôles électriques (3 ou 4).

Contacts auxiliaires.

Chambre de coupure de l’arc.

Un contacteur est caractérisépar :

Tension assignée : Pour des contacteurs àfaible courant jusqu’à 150 A la tension
assignée est de 690 V, au-delà, elle est de 1000 V.

Courant nominal : Le contacteur est choisi sur la base d’un courant nominal.

Température et altitude.
2.8. Schéma électrique :
69
Chapitre II
Etude technique
Fig.48 : schéma des pôles de puissance.
Fig.49 : Schéma de la bobine circuit de commande.
2.9. Cahier des charges fonctionnel d’un ascenseur :
On considère un ascenseur desservant quatre étages et dont la boite d’appel
contient deux boutons de demande.
Le principe de ce type d’ascenseur consiste à optimiser la demande d’ascenseur et
à améliorer l’utilisation en permettant la demande et la mémorisation de la demande de
la cabine quand elle est en marche.
Un utilisateur désirant «Monter »appuie sur le bouton dont la flèche est dirigée
vers le haut, un utilisateur désirant «Descendre »appuie sur le bouton dont la flèche
est dirigée vers le bas. Si la direction de l’ascenseur est la même que celle demandée,
et que l’étage d’où provient la demande n’est pas encore atteint, l’ascenseur s’arrête au
passage pour prendre le passager.
L’ouverture des portes est automatique et leur fermeture suite à une demande ne
peut s’effectuer que 30s après l’ouverture pour permettre l’évacuation aisée de la cabine.
70
Chapitre II
Etude technique
Fig.50 : Boite de demande extérieure.
Fig.51 : Boite de demande intérieure (cabine).
Tableau 6. Indicateurs de Grafcet ;
2.10. Grafcet :
71
Chapitre II
Etude technique
Opération
Commentaire
Appel intérieur
(cabine)
Appel extérieur vers
le haut
Appel extérieur vers
le bas
Montée
Descente
Ouverture
Allumage
voyants
des
demandes extérieures
(mémorisation des appels)
Allumage des
Voyants d l’afficheur
Mnémonique
Bouton intérieur étage 1
Bouton intérieur étage 2
Bouton intérieur étage 3
Bouton intérieur étage 4
Demande extérieur haut
étage 1
BI1
BI2
BI3
BI4
Demande extérieur haut
étage 2
BH2
Demande extérieur haut
étage 3
BH3
Demande extérieur bas étage
2
BD2
Demande
étage3
BD3
extérieur
B1
bas
Demande extérieur bas étage
4
B4
Monter la cabine
Descendre la cabine
Ouvrir la porte
Allumer voyant ext. haut
étage1
M
D
OUV
LB1
Allumer voyant ext. haut
étage2
LBH2
Allumer voyant ext. haut
étage3
LBH3
Allumer
étage2
voyant
ext.
Bas
LBD2
Allumer
étage3
voyant
ext.
Bas
LBD3
Allumer voyant ext. haut
étage4
LBD3
Allumer voyant étage1
Allumer voyant étage2
Allumer voyant étage3
Allumer
voyant
Fig 52 : Grafcet
monté
e. étage4
2.10.1. Montée :
72
V1
V2
V3
V4
Chapitre II
Etude technique
2.10.2. Descente :
Fig 53 : Grafcet descente.
73
Chapitre II
Etude technique
2.10.3. Grafcet d’allumage de l’afficheur :
L’allumage des voyants de l’afficheur indiquant la position de la cabine pendant
son déplacement est tributaire du contact entre la cabine et le capteur de l’étage éventuel
de la cabine.
Fig 54: Grafcet d’allumage de l’afficheur.
74
Etude d’un cas
Chapitre III
1. Présentation du modèle :
Les données suivantes seront utilisées afin d'établir le modèle de l'ascenseur :

Nombre d'étages : 5 ;

Hauteur d'un étage : 4 m ;

Masse maximale de l'ascenseur àvide : 400 kg ;

Charge maximale : 640 kg (8 personnes) ;

Vitesse maximale : 1,6 m/s ;

Accélération maximale : 1,5 m/s².
Le schéma de principe du fonctionnement de l'ascenseur étudié est représenté cidessous. Selon ce schéma, le modèle comporte :

4 poulies de diamètre = 0,5 m ; moment d'inertie = 0,25 kg.m²; moment des forces
de frottement = 0,25 Nm ;

Un câble que l'on peut découper en 5 sections, de raideur = 3.10^6 N/m ;
amortissement 10 N/m/s ;

Un contrepoids, de masse égale àla masse de la cabine àvide et de la moitiéde la
capacitéde l'ascenseur = 720 kg.
Fig 55 : Schéma de l’ensemble de l’ascenseur.
76
Etude d’un cas
Chapitre III
2. Etude de la traction par câble :
Les ascenseurs ou monte-charges sont constitués de trois éléments essentiels :

le mécanisme d’entraînement constitué du moteur, du réducteur et du frein,

La cabine.

Le contrepoids.
La cabine et le contrepoids sont reliés par des câbles passant par la poulie
d’entraînement comme poulie du treuil qui fonctionne par adhérence.
Pour dimensionner le contrepoids, on tient compte :

Le poids de la cabine ainsi que l’ensemble d’éléments liés à la cabine, on notera ce
poids Pca = 400 kg.

La charge maximale admissible (8 personnes), notéPch=640kg.

Le contrepoids 𝐏𝐜𝐩 sera dimensionnéselon la relation suivante :
𝐏𝐜𝐩 =
𝐏𝐜𝐚 + 𝐏𝐜𝐡
𝟐
A.N:
𝐏𝐜𝐩 =
𝟒𝟎𝟎 + 𝟔𝟒𝟎
= 𝟓𝟐𝟎 𝐤𝐠
𝟐
Il va donc équilibrer le poids de la cabine (appelépoids mort) plus la moitiédu poids
de charge maximum.
Dans le cas d’une charge maximale, un système sans contrepoids (cas d’un treuil),
le moteur doit soulever un poids de Pca + Pch, contre
𝐏𝐜𝐡
𝟐
dans le cas d’un système à
adhérence avec contre poids.

Ce système d’adhérence est créé par un profil spécial donnéaux gorges de la poulie
d’entraînement où passent les câbles.

La cabine et les contrepoids vont suivre une trajectoire rectiligne à l’aide de guides.
Les éléments d’un ascenseur se situent à deux endroits :

La gaine d’ascenseur ou la cabine effectue ses déplacements.

La machinerie qui comporte le moteur et l’organe de commande.
77
Etude d’un cas
Chapitre III
Dans la gaine on trouve généralement :
2.1. Les guides :
La cabine et le contrepoids circulent le long de guides en acier. Le soin avec lequel
cette opération de montage est exécutée conditionne définitivement la qualité de
l’appareil, la durée de vie de certaines pièces et le confort en cabine.
Les guides utilisés actuellement sont des guides en T obtenus par étirage. A chaque
extrémitéde guide, il y a un tenon et une mortaise pour permettre une parfaite continuité
de la file de guides au niveau de la jonction de deux guides de plus, deux guides sont
assemblés par une éclisse boulonnée.
Chaque file de guide repose sur le fond de la cuvette par l’intermédiaire d’une
semelle ou goulotte (dans les anciennes installations, les guides étaient suspendus). On
laisse 5 centimètres entre le haut du dernier guide et la dalle de la gaine pour pallier un
tassement du bâtiment éventuel.

Guides utilisés : T 50, T 70, T 89, T 125, T 127 ;

Ces guides sont livrés sur chantier en barres de 5 m de longueur.
Fig.56 : un guide.
78
Etude d’un cas
Chapitre III
2.2. Les câble :
Les câbles assurent la liaison entre cabine et contrepoids. Ces câbles sont en acier,
composés de 18 torons à19 fils.
Le nombre de câbles utilisés sur nos installations varie entre 3 et 7.
Les extrémités des câbles sont reliées aux arcades cabine et contrepoids par des tiges
de suspension.
•
Côtécabine, le câble est fixéàla tige de suspension par manchon Talurit.
•
Côtécontrepoids, le câble est fixéàla tige de suspension par attache rapide.
3. Le treuil :
Il est composédes éléments suivants :
•
Le réducteur.
•
Le frein.
•
Le moteur.
•
La poulie d’adhérence.
Généralement, ces divers éléments sont montés sur une ossature reposant sur le sol ou
sur des pieds.
Commande de
L’embrayage
frein
Volant d’inertie
Embrayag
e
Moteur
électriq
Frein
Poulie
Réducteur
Fig.57 : les composants d’un treuil.
79
Etude d’un cas
Chapitre III
Fig.58 : le treuil.
3.1. Le réducteur :
Est composé d’une roue hélicoïdale, d’une vis sans fin et d’un arbre lent. En sortie
du réducteur sera montée la poulie d'adhérence.
3.1.1. Le type de réducteur :
•
Couplage mécanique d'un moteur électrique (avec sa commande et sa régulation) et
d'un système d'entraînement mécanique de la cabine.
•
Plus répandus :
Le réducteur à treuil planétaire offre des rendements de l'ordre de 97 à 98 %
permettant de diminuer la puissance du moteur et, par conséquent, les consommations
d'énergie.
Le système «sans réducteur »("gearless"), àattaque directe. Le rendement est de
100 % puisqu'il n'y a pas d'équipement intermédiaire entre le moteur d'entraînement et
le treuil.
80
Etude d’un cas
Chapitre III
3.1.2. Le frein :
Est en général constituéde deux mâchoires articulées, garnies de Férodo qui vient
serrer un tambour qui est fixésur la vis sans fin.
En fonctionnement normal, le frein est commandépar un électro-aimant.
En cas de panne, il peut être débloqué manuellement à l’aide d’un levier, ce qui
permet de déplacer la cabine lorsque des usagers sont bloqués dans celle-ci, par
exemple en cas de coupure de courant.
3.1.3. Le moteur :
Est accouplé à l’arbre de la vis sans fin par l’intermédiaire du tambour de frein.
Dans le cas du treuil W 125, le Rotor et la vis sans fin font partie d’un même ensemble.
4. Etude de la poulie
Dans cette étude, on choisit le phénomène de contacte du câble avec la poulie. A
ne pas oublier de prendre en considération les facteurs de sécuritéet la fiabilitéde ce
système. Enfin, on examine la sécuritéde l'ascenseur par une analyse du ressort, du
système de guidage et du parachute.
L’objectif est de mettre en évidence les limites de certaines configurations de
limiteur au regard du critère «longueur de glissement tolérée du cable sur la poulie du
limiteur »
Point de fonctionnement :
L’ascenseur se trouve au dernier étage lorsque la rupture du cable tracteur
provoque une survitesse, et donc le blocage du limiteur. À cet instant, la longueur de
cable entre le limiteur et la tringlerie est de trois m. On fera l’hypothèse que la
décélération de la cabine est constante et égale à10 m.s-2.
Dans cette étude, considérant que la cabine se déplace en translation, on s’intéresse
au mouvement du centre de gravitéde cette dernière.
Pour les installations d’ascenseur, la norme impose l’utilisation de plusieurs câbles.
Pour simplifier l’étude, on fait l’hypothèse que l’installation ne comporte qu’un seul
Câble (les résultats obtenus sont facilement transposables au système réel).
81
Etude d’un cas
Chapitre III
Fig.59 : Une poulie.
Les liens flexibles peuvent être des câbles, cordages, bandes de freins, courroies
Fcp
cable
(Fcabine
et Fcabine
cable
˃ Fcp
cable
cable)
schématisent la tension du lien.
et α l’angle d’enroulement de cable sur la poulie.
La relation de base s’obtient en isolant un tronçon élémentaire (dF très petit, dN
schématise l’effort normal, FdN la force de frottement avec le tambour et dT
l’accroissement de tension du lien). On montre ( ‘e’ exponentielle) :
Fig.60 : Gorge de forme trapézoïdale d’une poulie.
Les gorges sont de forme trapézoïdale. Le problème réel posé est de déterminer l’angle
(α) au sommet de la gorge pour que le câble ne glisse pas par rapport àla poulie.
82
Etude d’un cas
Chapitre III
4.1. Etude du contact câble - poulie :
On note :
Fcp
câble
Fcabine
: action du contrepoids sur un brin du câble. (Figure 61)
cable
: action de l’ensemble cabine+charge sur l’autre brin.
Fcabine
cable
˃ Fcabine
cable
Fig. 61 : Forces appliquées sur les brins du cable.
On étudie l’équilibre d’un petit élément de câble, que l’on suppose plat et
d’épaisseur négligeable, en contact avec la poulie, en contact avec la poulie (Figure 61):
Cet élément de courroie est soumis : aux actions F1 et F2 des brins du câble situés avant
et après avec : ‖→ ‖= F + dF et ‖→ ‖= F…. (1)
𝑭𝟏
𝑭𝟐
Et ainsi à l’action de la poulie.
L’action élémentaire de la poulie sur un élément de câble est un glisseur passant
par C et de résultante (Figure 62) :
83
Etude d’un cas
Chapitre III
Fig.62 : Un petit élément de câble.
On suppose que :
→ (Poulie→câble) = → + dT … (2)
𝒅𝑭
𝒅𝑵
→ = ‖→ ‖ → et → = − f1 ‖→ ‖ →
𝒅𝑵
𝒅𝑵
𝒚
𝒅𝑻
𝒅𝑵
𝒙
Avec : f1 facteur de frottement entre le câble et la poulie.
On applique la loi fondamentale de la statique :
∑→ = →
𝑭
𝟎
Dans notre système :
→
𝑭𝟏
+
→
𝑭𝟐
+
𝓭→
𝑵
+
𝓭→
𝑻
→ …. (4).
=
𝟎
Par projection sur les deux axes (x) et (y) on obtient :
𝒑𝒓𝒐𝒋𝒙 = 𝑭𝟏 𝐜𝐨𝐬
𝒅𝜽
𝒅𝜽
− 𝑭𝟐 𝐜𝐨𝐬
− ‖𝒅 → ‖ = 𝟎 … ( 𝟓)
𝑻
𝟐
𝟐
𝒑𝒓𝒐𝒋𝒚 = − 𝑭𝟏 𝐬𝐢𝐧
⟺ (𝑭𝟏 − 𝑭𝟐 ) 𝐜𝐨𝐬
𝒅𝜽
𝒅𝜽
− 𝑭𝟐 𝐬𝐢𝐧
+ ‖𝒅 → ‖ = 𝟎 … ( 𝟔)
𝑵
𝟐
𝟐
𝒅𝜽
𝟐
-‖𝒅 →‖ = 𝟎 ……(7)
𝑻
84
Etude d’un cas
Chapitre III
(−𝑭𝟏 - 𝑭𝟐 ) 𝐬𝐢𝐧
𝒅𝜽
𝟐
= − ‖𝒅→ ‖ …...(8)
𝑵
(7) ⟺ (𝑭𝟏 − 𝑭𝟐 ) 𝐜𝐨𝐬
𝒅𝜽
𝟐
− ‖𝒅 →‖ = 0
𝑻
On a: d𝜃 ≪ 0 ⇒ 𝐜𝐨𝐬 𝒅𝜽 = 𝟏 ; 𝐜𝐨𝐬
𝒅𝜽
𝟐
≃𝟏
⟺ 𝑭𝟏 − 𝑭𝟐 - ‖ 𝒅 → ‖ = 0 ⟺ 𝑭 + 𝒅𝑭 − 𝑭 − (−𝒇𝟏 ‖𝒅 → ‖) = 𝟎
𝑻
𝑵
⟺ 𝒅𝑭 + 𝒇𝟏 ‖𝒅 → ‖ = 𝟎 ⟺ ‖𝒅 → ‖= 𝑵
𝑵
𝒅𝑭
𝒇𝟏
On remplace (01) en (08) :
(−𝑭 − 𝒅𝑭 – F) 𝐬𝐢𝐧
− 𝟐𝑭 𝐬𝐢𝐧
𝒅𝜽
𝟐
𝒅𝜽
𝟐
−
𝒅𝜽
= − ‖𝒅→ ‖ … . . (𝟏𝟎).
𝑵
𝟐
𝒅𝜽
𝟐
𝒅𝜽
𝟐
= − ‖𝒅→ ‖…(11).
𝑵
=
− 𝒅𝑭
𝟐
⟺F 𝒅𝜽 - 𝒅𝑭
𝟐
𝒅𝑭 𝐬𝐢𝐧 𝒅𝜽
≪ 𝟎 ⟹ 𝐬𝐢𝐧
(11) ⇒ 𝟐𝑭
𝒅𝜽
𝒅𝜽
𝒆𝒕 𝐜𝐨𝐬
𝟐
𝒅𝜽
𝟐
𝒅𝜽
𝟐
= 𝟏.
= − ‖𝒅 → ‖
𝑵
= − ‖𝒅 → ‖ …. (12)
𝑵
On remplace (09) à(12)
𝑭 𝒅𝜽 −
𝒅𝑭 𝒅𝜽
𝒅𝒇
= − (− )
𝟐
𝒇𝟏
𝑭𝒅𝜽 −
𝒅𝑭 𝒅𝜽
𝟐
−
𝒅𝑭
𝒇𝟏
=0
…(13)
85
……… (9)
Etude d’un cas
Chapitre III
C’est l’équation scalaire obtenue on appliquant le théorème de résultante statique.
On va négliger les éléments différentiels du deuxième ordre donc :
(13) ⇔ 𝑭𝒅𝜽 −
𝒇𝟏 .
→
𝑭𝒄𝒑
𝒅𝑭
𝒇𝟏
=𝟎
𝒅𝑭
𝑭 . 𝒅𝜽=𝒅𝑭
𝑭
⟹ ……. (14)
= 𝒇𝟏 𝒅 𝜽
⟹ 𝒄𝒂𝒃𝒍𝒆: 𝑭𝟐
Et 𝟎 < 𝜽 < 𝝅
→
𝑭𝒄𝒂𝒃𝒊𝒏𝒆
⟹ 𝒄𝒂𝒃𝒍𝒆: 𝑭𝟏
On sait que → varie entre 𝑭𝟐 et 𝑭𝟏
𝑭
𝑭 𝒅𝑭
De (14)⟹ ∫𝑭 𝟏
𝟐
𝑭𝟏
𝑭𝟐 [
𝑭
𝝅
= ∫𝟎 𝒇𝟏 𝒅𝜽 .
𝐥𝐧 𝑭= 𝒇𝟏 𝝅𝟎[𝛉
𝐥𝐧 𝑭𝟏 - 𝐥𝐧 𝑭𝟐 =𝒇𝟏 (𝝅 − 𝟎).
𝐥𝐧
𝑭
𝐥𝐧 𝟏
𝒆
𝑭𝟐
𝑭𝟏
= 𝒇𝟏 𝝅
𝑭𝟐
𝑭𝟏
𝒇𝟏 𝝅
= 𝒆
⟺
𝑭𝟐
= 𝒆𝒇𝟏 𝝅
… (𝟏𝟓)
L’équation (15) : c’est un rapport de sécuritédes ascenseurs, et l’objectif de notre étude
et calculs est d’arriver àce résultat qui assure en fonction de la variation de l’angle (𝜃)
que ce rapport de sécurité(15) demeure constant afin que le cable ne glisse pas hors de
la gorge trapézoïdale de la poulie et éviter donc la survitesse et la chute de la cabine.
86
1. Introduction :
L’aptitude d’une conception des systemes et la détermination des
caractéristiques mécaniques peuvent être envisagées aujourd’hui sans recourir aux
procédés classiques, grâce aux puissants outils de calcul et de simulation. La simulation
numérique, permet actuellement de visualiser virtuellement le fonctionnement d’un
mécanisme et entreprendre des analyses quasi quantitatives sur des modèles
représentatifs de systemes
réels. Le développement de ces méthodes a favorisé
l’utilisation de logiciels industriels permettant la simulation des constructions et des
organes mécaniques , pouvant se substituer entièrement ou en partie à l’expérimentation
coûteuse. Ces méthodes nous épargnent la mise au point de prototypes, et nous
permettent une prise de décision facile, d'oùun gain de temps et de coût.
La simulation d’un ascenseur réalisé sur le logiciel abaqus tenant compte des
conditions d’utilisation permet d’établir une modélisation de l’ascenseur et de son
comportement. Dans la réalité, les résultats demeurent significatifs pour le seul cas
correspondant aux choix des hypothèses considérées. Comme la plus part des
mécanismes sont produits tenant compte des conditions idéales correspondant à l’état
initial des machines, la simulation permet la prise en compte de tous les paramètres
entrant en jeu dans le comportement de l’ascenseur. Le logiciel Abaqus, permettant la
variation des paramètres opérationnels et la variation des critères pouvant agir sur
l’apparition de certaines problemes, conduit à des résultats plus variés que les
démarches expérimentales. Dans notre étude, les simulations seront menées en vue de
déterminer une représentation virtuelle du fonctionnement de l’ascenseur, et la
représentation des efforts et contraintes sur différents organes.
Différents scénarios de simulation seront considérés de manière àoptimiser le
résultat de la simulation. Le résultat optimal sera le fruit d'un compromis entre plusieurs
facteurs.
2. La simulation numérique
2.1.
Aspect technique
Les progrès des méthodes numériques et l'augmentation des performances des
ordinateurs permettent grâce àdes simulations de plus en plus détaillées, de prédire le
comportement des systèmes complexes. L'industrie utilise de plus en plus la simulation
numérique, validée par des expériences, pour raccourcir le cycle de développement de
ses nouveaux produits.
Les simulations numériques reposent sur la mise en œuvre de modèles
théoriques utilisant souvent la technique des éléments finis. Elles sont donc une
adaptation aux moyens numériques de la modélisation mathématique, et servent à
étudier le fonctionnement et les propriétés d'un système modéliséainsi qu'àen prédire
son comportement. Contrairement àla modélisation analytique, concevoir un type de
modèle de comportement représentatif du comportement du matériau considéré en
reproduisant les conditions réelles de sollicitation, ne renvoie pas souvent aux modèles
préalablement mis au point. En plus de la modélisation du comportement rhéologique
de la pièce, la simulation permet le choix des paramètres du procédé(contact et efforts
transmis à la tôle), ainsi que l’approximation par éléments finis des éléments
déformables. Les interfaces graphiques permettent la visualisation des résultats des
calculs par des images de synthèse. Ces simulations sont rapidement devenues
incontournables pour la modélisation des systèmes naturels.
2.2.
Caractéristiques du logiciel utilisé:
Le logiciel ABAQUS utilisé ici, a été développé par Hibbit, Karlsson &
Sorensen (HKS) depuis le début de la théorie des éléments finis et a étéamélioréau fur
et à mesure pour intégrer toutes les nouveautés de la théorie et des besoins de la
recherche.
ABAQUS est très largement utilisé dans les industries automobiles et
aéronautiques. En raison du large spectre de ses capacités d'analyse et de sa bonne
ergonomie, il est également très populaire dans les milieux universitaires, pour la
recherche et l'éducation. ABAQUS fut d'abord conçu pour analyser les comportements
non-linéaires. Il possède en conséquence une vaste gamme de modèles de matériau. Il
est avant tout un logiciel de simulation par éléments finis de problèmes très variés en
mécanique. Il est connu et répandu, en particulier pour ses traitements performants de
problèmes non-linéaires. À partir d’un fichier de données (caractérisé par le
suffixe .inp), qui décrit l’ensemble du problème mécanique, le logiciel analyse les
données, effectue les simulations demandées et fournit les résultats dans un fichier .odb.
Deux tâches restent àaccomplir: générer le fichier de données et exploiter les résultats
contenus dans le fichier .odb. La structure du fichier de données peut se révéler
rapidement complexe : elle doit contenir toutes les définitions géométriques, les
descriptions les maillages, les matériaux, les chargements, etc…, suivant une syntaxe
précise. ABAQUS propose le module ABAQUS CAE, interface graphique qui permet
de gérer l’ensemble des opérations liées à la modélisation:
- La génération du fichier de données
- Le lancement du calcul proprement dit
- L’exploitation des résultats
3. Concept de la simulation :
Le logiciel dispose d’un moyen efficace de prédire par la simulation numérique
l’apparition des problèmes mécaniques. Une nouvelle fois, la technique d’analyse
d’images s’avère utile et elle est utilisée ici pour observer et comprendre les
manifestations de ces phénomènes. Des considérations assez simples permettent
finalement non pas de déterminer les conditions d’apparition d’un défaut ou une
irrégularitémais de les détecter lors de la simulation numérique.
Les entreprises devaient également posséder des machines de calcul puissantes. Les
calculs duraient alors plusieurs dizaines de jour. Mais de nos jours, les progrès tant
matériels que logiciels aidant, des simulations simples peuvent être effectuées en
quelques heures.
C’est en Angleterre, en 1969 que des premiers calculs par éléments finis pour
modéliser des procédés de mise en forme ont eu lieu. Ils concernaient des cas de
laminage àchaud en modélisation 2D. Au CEMEF, une première étude est engagée
avec la SNECMA dès 1981 pour développer le code Forge2® qui permet d’effectuer
des simulations de cas de forgeage pour des configurations axisymétriques.
Un verrou de la modélisation réside dans le fait que la simulation numérique 3D a été– du fait de son coût et des limitations liées àla puissance des machines de
calcul.
Mais de nos jours, la puissance des ordinateurs a suffisamment augmentépour
nous permettre de commencer àétudier le comportement des outils
5. Simulation du fonctionnement d’un ascenseur :
1. Etapes de simulation
2. Résultats ::
Fig. Etape initiale (Assemblage)
Fig. : Montée de l’ascenseur Phase 5
Fig ? : Représentation des efforts et contraintes sur le cable
5. Conclusion
Cette étude a montréla faisabilitéd'une simulation du fonctionnement d’un
ascenseur.
Conclusion générale
Ce projet de fin d’étude nous a permis d’appliquer certaines notions enseignées
durant la préparation de notre travail, surtout que l’ascenseur est un système automatisé
intéressant et que sa réalisation fait appel à plusieurs domaines technologiques :
mécaniques, électroniques, électriques, informatique et hydraulique. De plus, c’est un
moyen de déplacement très utiliséet de plus en plus répandu, ce qui met en œuvre le
rôle important de la maintenance dans l’optimisation de la sécurité des Usagers et la
disponibilité de l’appareil.
L’étude d’un ascenseur a été une opportunité pour nous de voir les notions de
mécanique et de l’électronique en théorie associées à la pratique, condition première à
la réalisation de notre étude dont une simulation convergente àla réalité.
L’étude entamée par une revue bibliographique nous a permis de parcourir un
éventail de connaissances du fonctionnement des ascenseurs, des différents types
utilisés, de la maintenance appliquée et des mesures de sécurité observées. L’étude
technique a consisté à détailler le principe de fonctionnement, élaborer une étude
cinématique et dynamique du système, l’étude d’un cas et sa simulation avec le logiciel
Abaqus en vue de visualiser le fonctionnement et déterminer la distribution des efforts
et contraintes sur certains constituants du système.
Références bibliographiques :
[1] bechlard (1973) de son ouvrage la psychanalyse de feu
[2] http://www.techniques-ingenieur.fr/
[3] http://fr.wikipedia.org/wiki/Ascenseur#/media/File:TreuilAsc1.JPG
figure : treuil
[4] www.schindler.ch
[5] www.paypal.com
[6] www.technologuepro.com
[7] www.doc-etudiant.fr
[8] Installation ascenseur - mail.com - Recherche Web search.mail.com
[9] www.oboulo.com ›
[10] www.energieplus-lesite.be photo frein