Une brève histoire des câbles d'ascenseur
Une brève histoire des câbles d'ascenseur
Le modeste câble de levage occupe une place unique dans l'histoire du transport vertical. Un simple câble de chanvre est au cœur de l'une des histoires d'ascenseur les plus célèbres : la démonstration par Elisha Graves Otis de son dispositif de sécurité amélioré au Crystal Palace de New York en 1854.
Actuellement, un « câble » sophistiqué en nanotubes de carbone constitue la principale innovation à l'origine du développement conceptuel (et peut-être même littéral) du projet d'« ascenseur spatial ». Cependant, le câble métallique conserve une place de choix dans l'histoire des ascenseurs, car il constitue le moyen de suspension ayant la plus longue durée de vie. Il a fait l'objet de nombreux articles au XIXe siècle remettant en question sa sécurité, et a été présenté dans d'innombrables livres, films et émissions de télévision contemporains qui prédisent une catastrophe en cas de défaillance. Aujourd'hui, nous nous penchons sur l'introduction des câbles d'ascenseur métalliques au XIXe siècle et leur évolution au XXe siècle.
L'invention du câble métallique a suivi plus ou moins celle de l'ascenseur et, dans les années 1870, il était devenu le câble de prédilection pour les ascenseurs. Étant nouveaux, l'ascenseur et le câble métallique étaient confrontés à des défis similaires en matière de sécurité. Le câble de levage en chanvre, plus ancien, était utilisé depuis longtemps et ses forces et faiblesses étaient bien connues. En revanche, un câble en fil métallique était une toute autre affaire. Cette différence fut résumée avec brio dans le numéro du 22 juin 1878 de l'American Architect and Building News, qui incluait un bref article sur les câbles d'ascenseur. L'article exprimait la principale préoccupation dès sa première phrase :
"Le introduction soudaine dans nos grandes villes d'ascenseurs, dont la plupart sont suspendus par des câbles métalliques, a conduit les gens à se demander ce qui se passera lorsqu'ils ont été portés pendant un an, et pourquoi il ne devrait pas y avoir, après un certain temps, un rupture de cordes et accidents qui en résultent dans tout le pays.
La principale préoccupation portait sur l'endurance du câble d'ascenseur et sa réaction aux flexions constantes et répétées lors de son passage autour des tambours d'enroulement et sur les poulies. L'une des hypothèses clés de l'article susmentionné était que « tout le monde sait, au moins, que les flexions répétées fragilisent le câble, que ce soit par granulation ou par l'allongement constant de ses fibres ». Le défi résidait dans le fait que, même si l'on savait que cette action se produisait, il n'existait aucun moyen simple de déterminer quand un câble n'était plus utilisable.
L'auteur de l'ICS a également abordé le remplacement des câbles, soulignant qu'une attention particulière doit être portée aux fixations. La principale recommandation était de reproduire fidèlement le joint tel qu'il a été fabriqué à l'origine par le fabricant de l'ascenseur. Une manille typique utilisée par Otis Elevator est décrite ci-dessous dans la figure 1.
Figure 1 : « Otis Elevator Co. Shackle », Bibliothèque de référence ICS (1902).
Sur la photo de droite
Il se compose d'une tige fendue dont les deux branches A, A sont bombées et munies de becs à leurs extrémités. Un collier B enjambe les branches et vient buter contre les becs. Le câble est introduit dans le collier, plié sur une cosse C, puis repassé dans le collier, après quoi l'extrémité libre est fixée par enroulement de fil. L'extrémité enroulée des sections concernant les câbles d'ascenseur rappelle que chaque système d'ascenseur nécessite différents types de câbles :
- Chapitre 1 : Méthodes et installations standard pour tester les câbles métalliques
- Chapitre 2 : Matériaux composant les câbles métalliques et leurs propriétés
- Chapitre 3 : Types standards de construction de câbles métalliques
- Chapitre 4 : Variété d'utilisations du câble métallique
- Chapitre 5 : Théorie mécanique du câble métallique
- Chapitre 6 : Conseils et suggestions pratiques
- Chapitre 7 : Instructions pour la commande de câbles métalliques
- Chapitre 8 : Applications typiques des câbles métalliques dans la pratique
« Lors de la commande de câbles pour ascenseurs, indiquez s'il s'agit de levage, contrepoids, ou main ou soupape ou corde de sécurité est nécessaire, également si Une pose à droite ou à gauche est souhaitée. Les cordes utilisées à cet effet sont différents et ne sont pas interchangeables.
La diversité des câbles d'ascenseur se reflétait dans la conception du câble de levage standard d'American Steel & Wire, produit en six nuances ou résistances : fer, acier doux, acier moulé au creuset, acier moulé au creuset extra-résistant, acier pour charrue et acier pour charrue Monitor. Le câble en fer standard de l'entreprise était principalement conçu pour les machines à tambour et était « utilisé pour le levage des ascenseurs lorsque la résistance est suffisante » (figure 2). Il était également décrit comme « presque universellement utilisé pour les câbles de contrepoids, sauf sur les ascenseurs à traction ». Leur câble de levage en acier doux pour ascenseurs était conçu « spécialement pour les ascenseurs à traction dans les immeubles de grande hauteur où, en raison des démarrages et arrêts rapides habituels, un câble plus résistant et plus léger est nécessaire ». Les câbles de commande (également appelés câbles de timon ou câbles à main) se distinguaient des câbles standard par le fait qu'ils étaient composés de six torons de 42 fils chacun, enroulés autour de sept âmes de chanvre (figure 3).
Outre des informations détaillées sur une grande variété de câbles métalliques, le catalogue comprenait des schémas illustrant leur application. Parmi ceux-ci, 17 dessins relatifs aux ascenseurs illustraient des ascenseurs hydrauliques à pistons directs, latéraux et horizontaux ; des ascenseurs électriques à engrenages et à traction ; et des ascenseurs électriques et à vis sans fin entraînés par courroie. L'accent mis par ces dessins sur l'utilisation des câbles métalliques en fait une ressource unique. Deux versions d'ascenseurs à pistons directs étaient représentées : l'une avec un câble de transport et l'autre avec un contrôleur intégré à la cabine. La présence de deux plans en élévation pour chaque système permet une compréhension approfondie de ces ascenseurs (figure 4). Le même niveau de détail était fourni pour les ascenseurs hydrauliques à pistons latéraux (fabriqués par Otis) et les systèmes hydrauliques à pistons horizontaux (figures 5 et 6).
Figure 6 : « Ascenseur hydraulique horizontal », American Wire Rope : Catalogue et manuel, American Steel & Wire (1913)
Figure 6
Les plans des ascenseurs électriques sont particulièrement intéressants car, en 1913, ils représentaient les systèmes les plus récents du marché. La machine à tambour électrique présentait un ensemble intéressant de poulies pour la cabine et les câbles de contrepoids, tandis que la machine à vis sans fin utilisait un tambour d'enroulement situé près du milieu de la gaine (figures 7 et 8). Le plan de l'ascenseur à traction illustrait efficacement sa simplicité intrinsèque et le potentiel de cette nouvelle conception (figure 9).
La variété des types d'ascenseurs illustrés dans le catalogue d'American Steel & Wire illustre la diversité des systèmes d'ascenseurs du début du XXe siècle, ainsi que l'importance du câble métallique pour leur fonctionnement. La deuxième partie de cet article suit cette histoire jusqu'aux années 1930, qui englobe le développement continu de l'ascenseur à traction et la rédaction des premiers codes de sécurité des ascenseurs.
Figure 7 : « Machine à tambour électrique », American Wire Rope : Catalogue et manuel, American Steel & Wire (1913).
Figure 7
Figure 8 : « Ascenseur électrique à vis sans fin », American Wire Rope : Catalogue et manuel, American Steel & Wire (1913).
Figure 8
Figure 9 : « Ascenseur à traction », American Wire Rope : Catalogue et manuel, American Steel & Wire (1913).
Figure 9
