Atteindre de plus grands sommets soumis

Depuis plus de 10 ans, thyssenkrupp Elevator participe au projet de construction de la Federation Tower Moscow (FTM). En 2013 — ayant déjà installé 23 unités — l'entreprise a été invitée à fournir et à installer six unités supplémentaires, toutes des ascenseurs TWIN. Mais, il y avait un hic : le cahier des charges prévoyait une élévation de 250 m, mais les TWIN étaient limités à une élévation maximale de 180 m.

Le système d'ascenseur TWIN, qui combine deux cabines indépendantes dans une cage, offre une plus grande capacité de déplacement de personnes. La réduction de l'espace et des coûts signifie des économies importantes pour les promoteurs immobiliers. 

Le défi du 250 m

La raison de la limite de 180 m résidait dans le câble de déplacement (la ligne d'alimentation principale pour toute la cabine de l'ascenseur), ainsi que dans le système de capteurs. Comparables en termes humains aux systèmes circulatoire et nerveux, ces pièces sont tout à fait indispensables au bon fonctionnement du système d'ascenseur. Par exemple, les câbles de déplacement transmettent la puissance et les signaux à la cabine. Le problème est que ces câbles sont lourds. Dans le cas du FTM, chaque câble roulant pèse environ 270 kg.

Le poids n'est pas le seul problème. Plus le bâtiment est haut, plus la distance que le câble de déplacement pour la cabine supérieure doit couvrir est grande. Dans un système TWIN, cette distance comprend également la longueur de la plus basse des deux cabines, que le câble doit passer. Les guides à rouleaux dirigent le câble lourd et sont normalement capables de résister à la force élevée qu'il exerce sur eux. Mais, trop de force endommagera le système de guidage à rouleaux, ce qui nuit au confort de voyage.

Holger Zerelles, responsable de l'unité High Rise & Safetys chez thyssenkrupp Elevator, décrit ce qui pourrait arriver avec une élévation supérieure à 180 m :

« Si la cabine devait rester à la butée la plus haute pendant la nuit, la surface du rouleau s'aplatirait. Le lendemain matin, cela rendrait le mouvement de la cabine cahoteux jusqu'à ce que le rouleau ait retrouvé sa forme appropriée. »

Bien qu'il existe des solutions disponibles dans lesquelles l'énergie et les signaux peuvent être transmis par des méthodes sans contact (plutôt que par le câble de déplacement), ces méthodes sont coûteuses. Pour FTM, une autre solution a dû être trouvée.

Se lever à l'occasion

L'équipe technologique de thyssenkrupp s'est mise au travail et a finalement proposé une alternative qui a non seulement surmonté le défi technique, mais l'a fait à moindre coût. La solution était de découpler le poids du câble de déplacement de la cabine et de le transférer au contrepoids via une corde supplémentaire. Cela a supprimé la force que le câble exercerait sur la cabine elle-même. « Le système est génial, mais si simple. Notre travail a abouti à la solution idéale pour transférer complètement les charges », explique Zerelles.

Une fois l'idée concrétisée, plusieurs scénarios de simulation ont été mis en œuvre dans une tour d'essai de 50 m de haut à Neuhausen, en Allemagne. Ceux-ci ont confirmé que la solution était théoriquement possible, tout en fournissant des informations précieuses sur les domaines problématiques potentiels. Il ne restait plus qu'à tester dans le monde réel.

Technologie et travail d'équipe

Les membres de l'équipe Uwe Sturm et Herbert Schönenberger ont été chargés de mettre le système en service à Moscou, ainsi que de le soumettre à des tests rigoureux. Leur tâche consistait également à trouver un moyen d'adapter le système de capteurs à la hauteur d'élévation accrue. Normalement, une bande magnétique suspendue librement est utilisée pour des hauteurs allant jusqu'à 200 m. Mais, les puits de 275 m de FTM ont rendu cette méthode impraticable.

Une autre nouvelle solution était nécessaire et, une fois de plus, l'équipe a conçu une nouvelle approche. Une bande magnétique a été collée à une bande d'acier montée sur ressort et fixée dans l'arbre. Des capteurs montés sur la cabine mesuraient la distance entre ces deux composants, qui était ensuite méticuleusement alignée pour fournir un moyen stable de maintenir des performances de capteur précises. 

Aujourd'hui, les nouveaux ascenseurs TWIN fonctionnent parfaitement jusqu'à 250 m. « Sans ces nouvelles solutions, nous ne serions pas en mesure de développer davantage le TWIN pour les bâtiments plus hauts. C'est pourquoi nous avons également déposé des brevets sur ces nouveaux développements », a déclaré Zerelles.

Opportunité de construction 

Les innovations conçues pour FTM répondent à un besoin spécifique, mais ces solutions peuvent également être appliquées aux bâtiments du monde entier. Cela donne aux concepteurs et aux constructeurs d'immeubles de grande hauteur un outil nouveau et pratique, et rend les étages supplémentaires - même les immeubles considérablement plus hauts - plus attrayants et économiquement réalisables. Le processus de passage d'une corde supplémentaire au contrepoids du TWIN est actuellement en cours de mise en œuvre et sera bientôt disponible sur le marché libre. En outre, un deuxième moyen de compenser le poids du câble de déplacement est testé dans la nouvelle tour d'essai de 246 m de thyssenkrupp à Rottweil, en Allemagne.