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Faire le bon choix : trouver les ascenseurs parfaits pour chaque bâtiment

Le nombre d’ascenseurs différents disponibles est énorme : ascenseur à cabine simple, à double cabine, deux cabines indépendantes dans une seule cage ou encore plusieurs cabines se déplaçant de haut en bas et vers le côté à travers plusieurs cages. Cette gamme diversifiée permet aux architectes et aux constructeurs de trouver la bonne combinaison d’ascenseurs quel que soit le type de bâtiment. Mais comment trouver la solution parfaite pour optimiser le flux de personnes se déplaçant à l’intérieur de chaque bâtiment ? Les solutions de mobilité qui répondent le mieux aux besoins d’un immeuble de bureaux de moyenne hauteur ne sont pas les mêmes que celles pour un gratte-ciel polyvalent immense. Ci-dessous, nous examinons la planification des ascenseurs d’un bâtiment, avec l’aide de deux spécialistes de thyssenkrupp Elevator : Andreas Schmidt, Head of Consulting & Pricing pour MULTI, et Sushanthan Somasundaram, Head of New Installation.
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Des témoins de la durabilité urbaine - De nos jours, l’aménagement urbain pose les bases des villes de demain, leur insufflant l’inspiration nécessaire en termes de durabilité, de décisions écologiques et de mode de vie responsable.
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Fait le 05/12/2019

Augmenter la taille des villes revient à augmenter celle des bâtiments ainsi que le nombre d’options d’ascenseurs

Avec l’explosion démographique des centres urbains, les solutions de transport à l’intérieur des bâtiments sont une composante essentielle de la structure globale des transports publics des villes. Sushanthan Somasundaram en est convaincu : « Comme les villes sont en plein essor et que l’espace urbain est limité, il n’y a qu’une seule direction dans laquelle elles peuvent se développer – vers le haut. Ce développement nécessitera des solutions de construction et de mobilité plus flexibles, polyvalentes et modulaires. Les technologies d’ascenseurs doivent continuer à évoluer pour répondre aux exigences de la vie urbaine à forte densité. »

Andreas Schmidt ajoute : « C’est l’invention de l’ascenseur qui a rendu les gratte-ciel possibles, mais au fil des ans, les ascenseurs n’ont pas suivi le rythme des idées novatrices des architectes. Les ascenseurs ne sont arrivés à maturité que récemment. Aujourd’hui, ils peuvent se déplacer dans n’importe quelle direction, atteindre des hauteurs illimitées et naviguer dans les géométries de bâtiments les plus créatives. »

Si tout est possible en matière d’ascenseurs – et les choix sont nombreux – comment choisir le ou les ascenseurs qui conviennent à un bâtiment en particulier ?

cities on the rise

Les villes sont en plein expansion.

Les types de bâtiments et leur influence sur le choix des ascenseurs

Pour faire simple, il existe différents types d’ascenseur pour différents types de bâtiments – mais dans la réalité, ce n’est pas aussi simple. Lors de la sélection des ascenseurs, la première étape pour obtenir une vue d’ensemble globale consiste à examiner la taille et la forme du bâtiment, son utilisation et le nombre de personnes qui s’y déplaceront. Cela permet de calculer la circulation anticipée. Pour les bâtiments plus complexes, des programmes sophistiqués simulent le comportement de déplacement prévu (c.-à-d. la circulation) des personnes à l’intérieur du bâtiment pour fournir une vue d’ensemble qui compare les coûts et les avantages des différents types d’ascenseur.

 
low-rise buildings

Les bâtiments de faible hauteur ont des vitesses d’ascenseur allant jusqu’à 1,75 m/s. Beaucoup d’entre eux sont des immeubles polyvalents : résidentiels, de bureaux et de commerce de détail. Avec un petit nombre d’utilisateurs, les petits immeubles de faible hauteur peuvent se contenter d’un seul ascenseur à cabine simple pour répondre à leurs besoins en matière de transport de personnes. Pour les grands immeubles de faible hauteur, comme les grands magasins et les centres commerciaux, le mieux est d’opter pour un mélange de plusieurs ascenseurs à cabine simple, de monte-charges et d’escaliers mécaniques attrayants.

 
mid-rise buildings

Les immeubles de hauteur moyenne ont des vitesses d’ascenseur allant jusqu’à 3 m/s. Les bâtiments de cette taille sont le plus souvent des bâtiments commerciaux. Lorsqu’un bâtiment de cette taille présente deux groupes d’utilisateurs distincts (p. ex. des bureaux et un hôtel), il peut avoir deux halls et deux systèmes d’ascenseur séparés. Ce type de bâtiment utilise souvent plusieurs ascenseurs à cabine simple, mais parfois aussi des ascenseurs à double cabine ou des ascenseurs TWIN plus polyvalents. Un ascenseur TWIN possède deux cabines indépendantes dans une seule cage, ce qui double la capacité de déplacement des personnes pour la cage en question.

Tous ces ascenseurs, cependant, doivent se coordonner les uns avec les autres. Voilà pourquoi les nouveaux systèmes utilisent en général un système de distribution de la destination, comme AGILE, pour garantir que les utilisateurs sont regroupés et affectés aux ascenseurs de la manière la plus efficace possible. Les bâtiments plus anciens peuvent également être modernisés avec AGILE.

 
high-rise buildings

Les immeubles de grande hauteur ou gratte-ciel (40 étages et plus et 150 mètres et plus) peuvent être divisés en trois catégories : les gratte-ciel (150-299 mètres), les gratte-ciel « supertalls » (300-599 mètres) et les gratte-ciel « megatalls » (600 mètres et plus).

Avant, à mesure que les bâtiments prenaient de la hauteur, il leur fallait de plus en plus de cages d’ascenseur. En effet, les ascenseurs traditionnels impliquaient toujours une cabine d’ascenseur dans une cage. Plus l’immeuble était haut, plus il fallait de cages pour déplacer les gens. Ces cages, cependant, occupent un espace précieux.

Aujourd’hui, il est possible de déplacer plus de personnes avec moins de cages d’ascenseur, quelle que soit la hauteur du bâtiment. Ceci est dû aux systèmes de distribution de la destination et à la maintenance prédictive ainsi qu’aux nouveaux ascenseurs innovants tels que les ascenseurs à grande vitesse, les ascenseurs à double cabine, le TWIN (deux cabines indépendantes dans une seule cage) et le MULTI (plusieurs cabines à sustentation magnétique « mag-lev » qui peuvent circuler horizontalement et verticalement dans plusieurs cages).

MULTI infographic

Déplacer plus de personnes avec moins de cages : comparaison entre les ascenseurs conventionnels, les ascenseurs actuels à la pointe de la technologie et le MULTI, qui peut monter à plus de 600 mètres.

Comprendre la circulation

Lorsque les experts de l’industrie des ascenseurs parlent de circulation, de mouvement ou de flux de personnes, ils entendent par là le désir d’assurer un mouvement constant et ininterrompu des personnes. Les temps d’attente aux ascenseurs en sont l’obstacle principal. Les ascenseurs à grande vitesse jouent souvent un rôle important, mais la façon la plus efficace de déplacer un grand nombre de personnes dans les bâtiments est de trouver la meilleure combinaison d’ascenseurs pour chaque bâtiment afin de réduire les temps d’attente.

Andreas Schmidt, Head of Consulting & Pricing pour MULTI chez thyssenkrupp Elevator, explique comment faire : « Nous disposons d’un modèle de calcul sophistiqué et complet qui nous aide à concevoir la meilleure configuration d’ascenseur pour un bâtiment donné. Pour arriver à la combinaison idéale et à la meilleure solution pour nos clients, nous devons évaluer avec précision les arrêts, les points chauds du bâtiment (restaurants, plateformes d’observation, etc.), le nombre de cabines et de cages d’ascenseur, les heures de pointe et les heures creuses. L’objectif ultime est de faire en sorte que les utilisateurs finaux se déplacent efficacement et facilement dans le bâtiment. Dans l’idéal, nous obtenons un flux constant de personnes et aucun temps d’attente. Le système à cabines multiples de MULTI est actuellement la méthode la plus efficace pour réduire au maximum les temps d’attente et de déplacement. »

people circulation

Les ascenseurs doivent faire circuler les personnes.

Influence de la hauteur du bâtiment sur la conception des ascenseurs

Sushanthan Somasundaram, Head of New Installation chez thyssenkrupp Elevator, explique l’influence de la hauteur du bâtiment : « À mesure que les bâtiments gagnent en hauteur et en complexité, l’industrie des ascenseurs doit s’adapter. Pour cela, nous devons tenir compte de plusieurs aspects et interdépendances. Différentes questions se posent : faut-il utiliser des câbles ou est-il plus efficace d’utiliser un système magnétique et de se débarrasser des limitations de hauteur et de direction ? »

« L’augmentation de la hauteur des bâtiments s’accompagne souvent d’un usage mixte des différents étages. Nous voyons de plus en plus d’immeubles polyvalents qui comprennent un hôtel, un espace résidentiel, des bureaux, des commerces de détail au niveau de la rue et un restaurant tout en haut. Il devient donc plus compliqué d’assurer un transport efficace de tous les utilisateurs dans le bâtiment tout en gardant à l’esprit la sûreté et la sécurité – tout le monde n’est pas toujours autorisé à accéder à tous les étages, mais il faut quand même pouvoir assurer une évacuation d’urgence rapide. Dans le même temps, la qualité de vie et l’équilibre entre vie professionnelle et vie privée doivent également être pris en compte lors de la planification d’un immeuble complexe. »

« Sur le plan technique, l’augmentation de la hauteur des bâtiments augmente aussi les effets de la nature, tels que le vent ou les tremblements de terre, sur la structure du bâtiment, et ces facteurs ont également un impact sur les solutions d’ascenseurs à l’intérieur du bâtiment. Lors de la planification des ascenseurs, nous devons tenir compte de l’oscillation des bâtiments et des effets de cheminée, car ils ont des répercussions directes sur l’oscillation potentielle des câbles d’ascenseur. Les différences de pression d’air également peuvent affecter les portes de l’ascenseur. »

tall buildings

Tout comme de petites villes, les grands immeubles ont besoin de systèmes de transport efficaces.

Choisir la bonne combinaison d’ascenseurs pour les gratte-ciel

Dans les bâtiments polyvalents, l’interaction et la coordination des différents types d’ascenseur sont un facteur clé. S. Somasundaram nous explique ci-dessous pourquoi ce choix est particulièrement important dans les gratte-ciel « supertalls ».

Choisir les bonnes solutions d’ascenseurs pour un bâtiment donné

« Nos équipes locales travaillent en étroite collaboration avec presque toutes les personnes impliquées dans la planification et le développement d’un nouveau bâtiment, en particulier avec les architectes, les investisseurs et les consultants en ascenseurs afin de définir le concept de transport vertical optimal pour un bâtiment donné tout en réduisant la structure autant que possible », explique S. Somasundaram.

« Pour cela, la première étape, et la plus importante, est de comprendre les exigences et l’utilisation future du bâtiment : comment les différentes sections du bâtiment seront-elles utilisées et quelles sont les exigences spécifiques de ces sections en ce qui concerne le système d’ascenseur, l’accès au bâtiment et la sécurité. Nous devons poser beaucoup de questions : à quel endroit les personnes entreront-elles dans l’immeuble et combien de personnes arriveront dans un laps de temps donné ? Quand les différentes populations de l’immeuble (employés de bureau, résidents, clients du restaurant ou du club, etc.) sont-elles présentes à l’intérieur du bâtiment, quand se déplacent-elles habituellement au sein du bâtiment, et les différentes populations peuvent-elles se mélanger dans les cabines d’ascenseur ou doivent-elles rester séparées ? »

« En parallèle, nous devons aussi tenir compte du mouvement des marchandises au sein de l’immeuble, surtout en cas d’étages résidentiels, hôteliers ou de restaurants. Enfin, lors de la planification, il faut également prendre en compte les réglementations locales concernant les procédures de lutte contre l’incendie et d’évacuation. »

« Une fois l’utilisation et le flux compris, nos équipes locales peuvent commencer à planifier les différents groupes d’ascenseurs et comparer les solutions possibles à l’aide d’un logiciel d’analyse de trafic, qui peut simuler la circulation des personnes en fonction des systèmes d’ascenseur ou de leurs spécifications techniques. »

La mobilité au sein des bâtiments chez thyssenkrupp Elevator

S. Somasundaram l’affirme : « thyssenkrupp Elevator est le seul fabricant d’ascenseurs capable de fournir la gamme complète des ascenseurs actuellement disponibles pour les gratte-ciel, allant des ascenseurs traditionnels (avec une cabine, une machine et un contrepoids par cage) aux ascenseurs à double cabine (deux cabines fixées l’une sur l’autre avec une machine et un contrepoids par cage), en passant par l’ascenseur TWIN (deux cabines indépendantes, chacune avec sa propre machine et son contrepoids dans la même cage), et l’ascenseur MULTI® (plusieurs cabines dans la même cage, fonctionnant sans câbles mais avec un système de moteur linéaire permettant un déplacement horizontal et vertical). »

« TWIN a besoin de moins de cages pour déplacer le même nombre de personnes que les ascenseurs traditionnels, ce qui augmente la flexibilité du bâtiment. Contrairement à un ascenseur à double cabine par exemple, les étages n’ont pas besoin d’être toujours à la même distance l’un de l’autre, et les deux cabines peuvent être utilisées pour s’adapter à l’évolution des populations du bâtiment. Un autre avantage clé du système TWIN est son efficacité : en cas de faible demande, nous pouvons mettre la cabine inutile en position de stationnement pendant un temps. »

Georgia Tech

Un bâtiment de 21 étages à Georgia Tech disposera de cinq TWIN.

La montée en puissance des bâtiments polyvalents

D’après A. Schmidt, « Les bâtiments polyvalents sont la clé de l’efficacité des villes du futur. » Selon lui, les immeubles d’habitation et de bureaux « purs » deviendront de moins en moins courants : « Les bâtiments ne cessent de s’agrandir. Le nombre de bâtiments de plus de 200 mètres de haut a triplé depuis l’an 2000. Ces gigantesques gratte-ciel deviennent de petites villes à part entière, avec des zones de travail, d’habitation et de loisirs. Les ascenseurs doivent déplacer les usagers entre ces zones en empruntant les chemins les plus courts possibles. »

A. Schmidt poursuit en expliquant que dans le cas des bâtiments polyvalents, certains comportements des utilisateurs deviennent moins importants, tandis que d’autres gagnent en importance : « Dans un immeuble de bureaux typique, nous devons considérer trois phases d’heures de pointe : le matin, le midi et le soir. Ces heures de pointe sont moins prononcées dans un bâtiment polyvalent, car le flux de personnes y est presque constant. D’un autre côté, les arrêts individuels peuvent augmenter. En dehors du rez-de-chaussée, certains étages avec des commerces de détail peuvent être particulièrement fréquentés, et tous ces facteurs doivent être pris en compte. »

Quand les ascenseurs ajoutent de la valeur

Un autre point à considérer est de savoir si vous attendez plus d’un ascenseur que la simple mobilité. Un ascenseur peut-il rendre un bâtiment plus attrayant, permettre de nouvelles conceptions et créer plus d’espace à louer ? A. Schmidt parle de la façon dont l’ascenseur MULTI peut faire tout cela à la fois et annonce deux projets à venir impliquant le MULTI.

How elevators can add value to a building

Schmidt: “MULTI not only offers spectacular features like linear propulsion, horizontal movement, and multiple cabins in one shaft, it also provides tangible benefits to architects and building owners: the multi-cabin system reduces the footprint of the elevator system by up to 50 percent. That means more space to rent or sell.”

 
higher rental income

Augmentation des revenus locatifs : la combinaison d’ascenseurs parfaite permet d’économiser de l’espace et de l’argent

« Sa capacité à se déplacer horizontalement permet de nouvelles connexions. Les connections en hauteur, aussi appelées passerelles, sont beaucoup plus attrayantes si les ascenseurs peuvent les traverser. Grâce à la propulsion linéaire, plus besoin de câbles et les limites de hauteur des systèmes traditionnels (environ 500 mètres) appartiennent désormais au passé. Avec le MULTI, on peut obtenir de nouvelles formes de bâtiments et des hauteurs record sans interruption ni groupes d’ascenseurs supplémentaires. De plus, il n’est plus nécessaire de disposer d’une salle des machines au-dessus de la cage, ce qui permet au MULTI de desservir même l’étage tout en haut d’un bâtiment. Pour résumer, nous allons voir apparaître des bâtiments intéressants et uniques en leur genre, dont certains sont déjà en cours de conception aujourd’hui. »

Les projets MULTI en Allemagne

« Nous travaillons actuellement sur deux concepts pour de grands bâtiments en Allemagne ; l’un d’eux sera une nouvelle construction, l’autre concerne un bâtiment qui sera rénové et adapté à de nouveaux usages. Le MULTI sera l’élément principal du transport. Il offrira plusieurs voies horizontales à l’intérieur du bâtiment, mais ce n’est pas son seul avantage : il prendra également en charge le transport entre l’intérieur du bâtiment et les stations de métro locales. Le MULTI permet de donner vie à l’ensemble des concepts. Les deux projets seront terminés d’ici quelques années. », affirme A. Schmidt.

MULTI for metros

Du bâtiment au métro avec le MULTI.

Notre avenir urbain se développe grâce aux ascenseurs

À mesure que les villes grandissent et que les immeubles gagnent en hauteur, nous avons besoin de solutions d’ascenseurs qui permettent de se déplacer en douceur d’un endroit à l’autre avec le moins d’interruption possible. Mais pour maximiser le confort dans les villes, nous devons aussi commencer à réfléchir davantage aux connexions entre les bâtiments et à la façon dont des ascenseurs comme le MULTI peuvent donner vie à ces connexions, à la fois sous terre et via des passerelles. Quand on observe des idées créatives comme le concept de la ville suspendue, il semble clair que le ciel est vraiment notre seule limite.

hanging city graphic

La ville suspendue : notre futur se situe-t-il vraiment dans le ciel ?

Image Credits

Cities on the rise, picture by Ruslan Bardash, taken from unsplash.com

Skyscrapers (worm’s eye view), picture by Scott Webb, taken from unsplash.com