Les ascenseurs ne sont plus qu'une simple commodité, ils sont une composante essentielle de la fonctionnalité, de la sécurité et de l'expérience des passagers. Deux innovations clés – les ascenseurs à double pont et les lobbies du ciel – sont apparues comme des pierres angulaires de la conception moderne des tours, permettant aux architectes d'atteindre de nouvelles hauteurs tout en maintenant leur efficacité. Ces technologies, combinées aux avancées numériques et mécaniques émergentes, remodelent l'avenir de la technologie des ascenseurs dans les gratte-ciels.

Ascenseurs à double pont: capacité empilée, épargne-arbres

Un ascenseur à deux étages est constitué de deux cabines de passagers montées l'une au-dessus de l'autre dans un seul passage de levage. Chaque cabine dessert simultanément un étage différent, la cabine inférieure s'arrête aux étages égaux, par exemple, tandis que la cabine supérieure s'arrête aux étages impaires.

Comment fonctionnent les ascenseurs à double pont

Les ascenseurs à double pont se partagent un système de levage commun, un ensemble unique de cordes ou de ceintures en acier attachées au haut de la cabine supérieure, la cabine inférieure étant suspendue directement en dessous. Un contrepoids est placé sur le côté opposé de la gaine, en équilibreant le poids combiné des deux cabines. Les systèmes modernes à double pont utilisent souvent des portes d'atterrissage séparées à chaque étage pour préserver la zone de sécurité entre les cabines et la structure du bâtiment. Les portes doivent être synchronisées avec précision : les deux cabines s'ouvrent à leurs étages respectifs en même temps, permettant aux passagers d'entrer et de sortir sans délai.

Habituellement, les deux cabines ne sont pas indépendantes, elles se déplacent ensemble en tant qu'unité. Cependant, certaines conceptions avancées permettent un espacement variable entre les cabines pour accueillir des planchers avec différentes hauteurs de plafond, bien que cela ajoute complexité mécanique. La configuration la plus courante est l'espacement fixe, utilisé dans les bâtiments où les hauteurs de plancher sont uniformes.

Avantages des ascenseurs à double pont

  • Augmentation du débit passager :[ En transportant deux fois plus de personnes par voyage, les systèmes à double pont réduisent significativement les temps d'attente dans les tours à trafic élevé.
  • Efficacité spatiale: Chaque arbre à double pont remplace deux arbres à un seul pont, libérant ainsi une surface de plancher précieuse qui peut être louée ou utilisée pour des commodités.
  • Taille réduite du noyau :[ Les arbres plus petits signifient un noyau de bâtiment plus petit, permettant des plaques de plancher plus grandes et des aménagements intérieurs plus flexibles.
  • Épargne énergétique:[ Déplacer une charge plus lourde avec un seul moteur et un seul contrepoids peut être plus efficace que de faire fonctionner deux systèmes distincts, surtout lorsque les moteurs régénératifs captent l'énergie pendant le freinage.
  • Capacité de manutention améliorée :[ Pendant les heures de pointe (p. ex. arrivée matinale ou rush déjeuner), les ascenseurs à double pont déplacent plus de personnes par minute que leurs homologues à un seul pont.

Inconvénients et considérations

  • Coût initial plus élevé:[ Les systèmes mécaniques et de contrôle sont plus complexes, ce qui permet de mobiliser des dépenses d'investissement initiales.
  • Complexité de synchronisation de la porte:[ Si une cabine présente un défaut de fonctionnement des portes, les deux cabines doivent s'arrêter, ce qui peut perturber le service sur plusieurs étages.
  • Comportement passager:[ Les occupants doivent être formés pour utiliser la cabine appropriée pour leur plancher de destination. Les systèmes d'affichage et d'expédition de destination peuvent atténuer la confusion, mais cela demeure un défi dans les bâtiments avec des visiteurs fréquents.
  • Flexibilité limitée:[ Les modèles à espacement fixe ne peuvent pas accueillir les planchers avec des hauteurs de plafond inhabituelles sans modifications.
  • Défis d'entretien :[ Travailler sur deux cabines empilées nécessite des protocoles d'accès et de sécurité spécialisés.

Les bâtiments remarquables qui ont déployé des ascenseurs à double étage comprennent le One World Trade Center [ à New York (qui utilise une combinaison de voitures à double pont et à simple pont) et la Shanghai Tower[ en Chine, actuellement le deuxième bâtiment au monde. Le Burj Khalifa, tout en utilisant principalement des voitures à simple pont, intègre des modèles à double pont dans ses navettes de pont d'observation pour gérer des volumes élevés de visiteurs.

Sky Lobbies: Hubs de transit vertical

Un hall d'entrée est un étage intermédiaire où les passagers passent entre différentes zones d'ascenseur. Au lieu d'un seul puits d'ascenseur qui coule du sol au sommet, le bâtiment est divisé en segments verticaux.Un ascenseur express transporte les passagers du rez-de-chaussée à un hall d'entrée du ciel, où ils embarquent alors un ascenseur local qui dessert seulement quelques étages dans cette zone.

Comment les lobbies du ciel fonctionnent

Les lobbies du ciel servent de stations d'échange. Habituellement, le bâtiment compte deux ou trois lobbies du ciel situés à environ un tiers et les deux tiers de la hauteur totale. Les ascenseurs rapides fonctionnent sans escale à ces lobbies, tandis que les ascenseurs locaux relient le lobby aux étages de la zone. Certains modèles comprennent aussi des ascenseurs à vapeur qui s'arrêtent seulement aux lobbies du ciel, contournant tous les autres étages.

Par exemple, dans les tours de Petronas à Kuala Lumpur, un pont-ciel relie les deux tours aux niveaux 41 et 42, et un hall-ciel au niveau 43 donne accès aux étages supérieurs du bureau. Le Taipei 101 utilise un système d'ascenseur à double pont en conjonction avec des lobbies-ciel pour desservir efficacement son pont d'observation.

Avantages des Lobbies du Ciel

  • Abaisse de la taille du noyau d'ascenseur :[ En regroupant les planchers en zones, le nombre total d'arbres nécessaires est réduit de façon spectaculaire.
  • Faster Travel Times: Les ascenseurs rapides voyagent à haute vitesse (jusqu'à 10 m/s ou plus) sans s'arrêter, réduisant de plus de la moitié le temps de déplacement aux étages supérieurs par rapport à un seul arbre.
  • Détermination du hall d'entrée : Les passagers sont répartis dans différents lobbies du ciel, empêchant l'écrasement des personnes qui attendent à l'entrée principale.
  • Évacuation d'urgence améliorée : Les lobbies du ciel peuvent servir de refuge pendant les incendies ou d'autres situations d'urgence, permettant aux occupants de se déplacer horizontalement vers une autre aile ou d'attendre le sauvetage.
  • Sécurité améliorée:[ L'accès aux étages supérieurs peut être contrôlé dans le hall du ciel, nécessitant une autorisation supplémentaire.

Inconvénients des Lobbies du Ciel

  • Lost Rental Space:[ Chaque hall d'entrée occupe un étage entier qui pourrait être autrement un espace léasable. Les concepteurs le contrebalancent souvent en plaçant le hall à un plancher mécanique ou en l'utilisant pour des commodités comme des centres de conférence ou des jardins du ciel.
  • Temps de transfert:[ Les passagers doivent attendre deux ascenseurs au lieu d'un, ajoutant 30 à 60 secondes par voyage. Dans les bâtiments très grands, c'est un compromis intéressant.
  • Complexité de la localisation:[ Les visiteurs peuvent être confondus par le système de zonage.

Les bâtiments dotés de systèmes de lobbys du ciel remarquables comprennent le Burj Khalifa (lobbiessky aux niveaux 43, 76 et 123), le Shanghai World Financial Center[ et le International Commerce Centre à Hong Kong. Le concept est également utilisé dans de nombreux grands aménagements à usage mixte où un lobby du ciel relie des zones résidentielles et commerciales.

Synergy: Combiner les ascenseurs à double pont et les lobbies du ciel

Lorsque les ascenseurs à double étage et les lobbies du ciel sont combinés, ils créent un puissant système de transport vertical qui maximise la capacité et la vitesse. Les ascenseurs express à double étage peuvent transporter les passagers vers un lobby du ciel à deux étages, tandis que les ascenseurs locaux à double étage dans chaque zone augmentent encore le débit. Cette synergie est essentielle pour la nouvelle génération de tours supertulles, qui dépassent souvent 100 étages et doivent déplacer des dizaines de milliers de personnes chaque jour.

Par exemple, la Makkah Clock Royal Tower en Arabie Saoudite utilise des ascenseurs de navette à double pont pour déplacer rapidement les pèlerins entre l'entrée principale et les étages supérieurs de l'hôtel. Dans de nombreux nouveaux gratte-ciel asiatiques, comme le Lotte World Tower à Séoul, une combinaison de voitures à double pont et de lobbies de ciel multiples traite efficacement le trafic de bureau et d'hôtel.

Technologies de l'ascenseur de prochaine génération

Dans l'avenir, l'industrie des ascenseurs pousse les frontières bien au-delà des concepts de double pont et de lobby du ciel.

Expédition de destination pilotée par AI

Les systèmes de répartition des destinations, désormais standard dans de nombreuses nouvelles installations, exigent que les passagers entrent en contact avec leur plancher avant d'embarquer. Un algorithme AI regroupe les passagers ayant des destinations similaires, les attribuant à une voiture spécifique. Cela réduit la consommation de temps de voyage et d'énergie.

Ascenseurs sans corde (système MULTI)

L'un des concepts les plus révolutionnaires est l'ascenseur sans câble, développé par thyssenkrupp[ comme le système .MULTI[. Au lieu d'un seul câble ou d'une seule ceinture, plusieurs cabines fonctionnent indépendamment dans une boucle fermée, semblable à un système de métro horizontal tourné verticalement. Grâce à la technologie moteur linéaire et à la lévitation magnétique, MULTI permet à plusieurs cabines de circuler dans le même arbre, à la fois vers le haut et vers le bas, et même de tourner latéralement. Cela permet une circulation continue, une capacité plus élevée et des carottes plus petites. La première installation a été achevée en 2017 à la tour d'essai de la société à Rottweil, en Allemagne, et un déploiement commercial est prévu pour la tour côté Est à Berlin. Pour plus de détails, voir thyssenkrupp.

Ascenseurs Maglev

Les ascenseurs magnétiques à lévitation (maglev) utilisent des forces électromagnétiques pour suspendre et propulser la voiture sans contact physique.Cela élimine les frottements, permettant des vitesses allant jusqu'à 20 m/s ou plus. JaponHitachi et Mitsubishi Electric[ ont développé des prototypes de maglev et un ascenseur de démonstration au Japon]Abeno Harukas est un bâtiment à 12,5 m/s utilisant un moteur linéaire synchrone.

Technologies vertes et régénératives

Les ascenseurs sont à forte intensité énergétique, mais de nouveaux modèles les rendent plus durables. Les moteurs régénératifs convertissent l'énergie de freinage des voitures descendantes en électricité, qui peuvent être réalimentées dans le réseau du bâtiment. L'éclairage LED, les commandes en mode veille[ et les moteurs éconergétiques[ réduisent la consommation globale.

Impact sur la conception architecturale

L'évolution de la technologie des ascenseurs a un impact direct sur la façon dont les gratte-ciel sont conçus. Les ascenseurs à double pont permettent de réduire les carottes, libérant plus d'espace au sol pour une zone utilisable. Les lobbies du ciel créent des possibilités pour jardins, atria et espaces publics[ en hauteur, améliorant l'expérience des occupants.

Les architectes peuvent maintenant concevoir des bâtiments qui ne sont pas seulement plus grands mais aussi plus efficaces. Par exemple, la tour de Jeddah en Arabie saoudite, actuellement en construction et visant à dépasser 1000 mètres, comptera sur plusieurs lobbies du ciel et probablement sur des navettes à double pont pour assurer ses différentes fonctions. Le noyau devient une colonne vertébrale verticale, avec des puits d'ascenseur groupés autour d'éléments structurels.

Le magazine Elevator World fait fréquemment des rapports sur ces tendances architecturales, soulignant comment la technologie de l'ascenseur influence la masse des bâtiments, l'efficacité des plaques de plancher, et même les codes énergétiques.

Défis et considérations

Malgré les avantages, la mise en place d'ascenseurs à double étage et de lobbies du ciel n'est pas sans obstacles. La rénovation d'un bâtiment existant avec un système à double étage nécessite généralement d'élargir l'arbre et de renforcer la structure, qui est souvent prohibitif sur le plan des coûts.

Le coût demeure le facteur primordial : un ascenseur à double pont peut coûter entre 30 et 50 % plus cher qu'un système à un seul pont d'une capacité équivalente. De plus, l'entretien nécessite des techniciens spécialisés formés en mécanique et en commandes à double pont.

Les règlements de sécurité évoluent pour suivre le rythme.American Society of Mechanical Engineers (ASME) A17.1/CSA B44 Code de sécurité pour ascenseurs et escaliers comprend maintenant des dispositions pour les ascenseurs à double pont, le verrouillage des portes, les arrêts d'urgence et les procédures d'évacuation.

L'avenir de la mobilité urbaine

Les systèmes de construction intelligents, les capteurs Internet des objets et les algorithmes de maintenance prédictive créent un réseau de transport vertical sans faille. Les passagers peuvent bientôt utiliser leur smartphone pour appeler un ascenseur, qui les conduit automatiquement à la voiture optimale et ajuste même la vitesse en fonction du trafic. AI équilibrera la charge sur plusieurs voitures à double pont et lobbies du ciel en temps réel.

Dans la vision ultime, les ascenseurs pourraient faire partie d'un système de mobilité urbaine connecté, reliant les stations de métro, les garages de stationnement et les ponts de ciel. Les Hyperloop et véhicules de décollage et d'atterrissage verticaux peuvent un jour converger avec les systèmes d'ascenseur, mais pour l'instant, l'accent reste mis sur la technologie existante plus intelligente et plus efficace.

Les gratte-ciels devenant plus grands, plus mixtes et plus durables, les ascenseurs à double pont et les lobbies du ciel joueront sans aucun doute un rôle central.Ils permettent aux architectes de repousser les limites de hauteur tout en maintenant un flux de passagers pratique.Otis, Schindler[, KONE[ et Mitsubishi Electric[ continuent d'innover, d'investir dans la recherche et le développement qui promet des voyages verticaux plus rapides, plus sûrs et plus écologiques.

Pour les propriétaires et les promoteurs, investir dans ces systèmes de transport avancés n'est pas facultatif, c'est une nécessité de rester concurrentiel sur le marché des espaces commerciaux et résidentiels de premier plan. L'avenir de la technologie des ascenseurs est à double étage, équipé de lobbys et optimisé par l'IA, et elle arrive plus rapidement que beaucoup ne le réalisent.