Chaque jour, plus de sept milliards d'allers-retours sont effectués dans de grands immeubles du monde entier. Considérant que la moitié de la population mondiale vit dans des villes - un nombre qui devrait passer à 70% d'ici 2050 - l'efficacité des transports verticaux est devenue un défi pressant. Pour faire face à l'afflux de citadins et à l'élévation du niveau de la mer, les promoteurs devront non seulement construire plus haut, mais aussi concevoir des transports verticaux plus écologiques: c'est-à-dire des moyens sûrs et durables de déplacer les résidents du sol vers le ciel. .
Les ascenseurs les plus récents intègrent déjà des caractéristiques écologiques telles que les lampes à LED, la peinture hydrosoluble et les matériaux de construction recyclés, mais de nombreuses entreprises ont commencé à explorer un large éventail de solutions de rechange quelque peu bizarres aux systèmes traditionnels à câbles et à poulies d'il y a cent ans. De la diagonale (l’hôtel Luxor de Las Vegas a un ascenseur qui longe son bâtiment en forme de pyramide avec une inclinaison de 39 degrés) jusqu’à la dépêche de destination (regroupant les passagers à destination de la même destination dans les mêmes ascenseurs) jusqu’à ce que l’on appelle des moteurs magnétiques (utilisant un champ magnétique pour propulser une cabine d'ascenseur entre les étages), le monde du transport vertical est celui des grands espoirs et des enjeux.
Nous ne pensons généralement pas beaucoup aux ascenseurs, sauf pendant les brefs moments où nous sommes à l'intérieur. Ils peuvent nous rendre claustrophobes, maladroits ou impatients, mais ces transports verticaux sont en fait une merveille d’ingénierie: non seulement les ascenseurs transportent-ils les passagers et le fret sur des centaines d’histoires - vers des chambres d’hôtel et des appartements, des halls et des sous-sols - transporter des tonnes de câbles en acier à chaque voyage. Les gaines dans lesquelles elles fonctionnent sont essentielles à l’intégrité structurelle d’un bâtiment et leur conception peut signifier la différence essentielle entre l’utilisation durable de l’espace et le retour sur investissement.
Malheureusement, de nombreux ascenseurs aux États-Unis s’appuient sur une technologie vieillissante, des cabines encombrantes et des lubrifiants nocifs, à des coûts environnementaux et financiers considérables. Considérez qu'un ascenseur à l'intérieur d'un gratte-ciel typique peut peser 80 000 livres; soulever toute cette masse nécessite une énorme quantité d'énergie. Plus le bâtiment est haut, plus il faut de cages d'ascenseur, chacune avec son propre moteur; Les bâtiments très hauts nécessitent souvent un deuxième hall d'entrée à mi-chemin entre le rez-de-chaussée et le toit. En fait, les ascenseurs représentent généralement entre 2% et 10% de la consommation énergétique d'un bâtiment. Cela inclut les matériaux (peintures intérieures, tapis, panneaux de commande, éclairage, systèmes de ventilation) et la technologie mécanique utilisée pour faire fonctionner la cabine elle-même.
Chacun de ces éléments contribue à la notation globale d'un bâtiment pour l'accréditation LEED (Leadership in Energy and Environmental Design) par le US Green Building Council. LEED est essentiellement un symbole mondialement reconnu de la durabilité, même si de nombreux fabricants d'ascenseurs engagent des tiers pour mener des études de cycle de vie et de toxicologie sur leurs matériaux. Les bâtiments du monde entier souhaitent obtenir ce sceau d'approbation.
Bien que LEED ait publié ses dernières normes en matière d'ascenseurs en 2016, les initiatives de transport vertical vertes ont commencé dès les années 1990. La technologie sans salle des machines (MRL), par exemple, a permis de supprimer la salle contenant l’huile hydraulique et les pompes, l’une des plus grandes avancées dans la conception des ascenseurs depuis leur passage à l’électricité un siècle plus tôt. L'ascenseur sans pièce consomme moins d'espace vertical et horizontal; sans salle des machines, le toit plat d'un bâtiment peut plus facilement accueillir de vastes espaces verts avec des plantations et des panneaux solaires.
Aujourd'hui, les fabricants s'intéressent principalement aux systèmes d'entraînement régénératifs: des ascenseurs qui récupèrent une partie de l'énergie qu'ils consomment. Pour le secteur des transports verticaux, cela signifie promouvoir une économie où la durabilité est rentable. En 2017, Thyssenkrupp Elevator est devenue la première entreprise à moderniser un ascenseur existant pour atteindre une consommation énergétique nette zéro. Le projet, qui s’est déroulé dans le quartier historique de Boston, a permis de tester des voitures génératrices d’énergie qui détournent l’électricité vers le réseau électrique. Les ingénieurs souhaitaient trouver des moyens d'économiser de l'énergie lorsque l'ascenseur était en marche et, plus grave encore, lorsque l'ascenseur ne fonctionnait pas .
«En réalité, nous produisons plus d'énergie que nous n'en consommons», déclare Brad Nemeth, vice-président du développement durable chez Thyssenkrupp Elevator Americas. Pionnier de la technologie verticale, la société a trouvé un moyen d'éteindre les lumières de l'ascenseur, le ventilateur et même de couper l'alimentation de son entraînement: elle a créé un ascenseur endormi, pour ainsi dire (mais qui se réveille à la demande).
Paradoxalement, les ascenseurs ont besoin d'énergie même lorsqu'ils ne sont pas utilisés: lorsque, par exemple, les cabines sont inactives après la pointe du matin, les systèmes d'ascenseurs doivent rester sous tension afin d'être prêts pour le prochain appel de passager. Dans le but de réduire le gaspillage d'énergie et d'améliorer l'efficacité, Otis Elevator a mis au point un système appelé CompassPlus Destination Dispatching, qui supprime les ascenseurs du service lorsque le trafic est léger. Un autre appareil, leur ascenseur breveté alimenté par une batterie Gen2 Switch, fonctionne à l'énergie solaire et éolienne et utilise moins d'énergie qu'un sèche-cheveux. «La technologie Otis est désormais utilisée quotidiennement dans plus de 250 villes et dans plus de 50 pays», a déclaré Tom Vining, président d'Otis Americas. "À ce jour, nous avons vendu plus d'un demi-million d'ascenseurs Gen2."
Hearst Tower PORT ascenseurs (Schindler) En effet, Otis est le plus grand fabricant mondial de systèmes de transport vertical, avec des ascenseurs dans certaines des structures les plus emblématiques du monde, notamment la Tour Eiffel, l'Empire State Building, le World Trade Center d'origine et le Burj Khalifa (qui, à 828 mètres d'altitude). est considéré comme le plus haut bâtiment du monde). Leurs ascenseurs remontent au milieu du XIXe siècle, bien que l’utilisation d’équipement de levage puisse encore être retracée - jusqu’à l’antiquité romaine. Les grues, les guindeaux et les cabestans (anciens dispositifs de levage d’eau reposant sur une sorte de balançoire à bascule) pourraient bien avoir inspiré l’utilisation des contrepoids dans les premiers ascenseurs et monte-charges.
Cependant, les ingénieurs d'ascenseurs modernes sont confrontés à un problème particulièrement moderne: la lutte pour éliminer les écoulements toxiques résultant de la submersion d'une cabine d'ascenseur par les eaux de marée. La montée des changements climatiques se traduit par des ondes de tempête plus fortes, susceptibles d'inonder les cages d'ascenseurs. Lorsque l'eau s'écoule, elle récupère des lubrifiants, qui peuvent se rendre directement dans notre source d'approvisionnement en eau, menaçant la vie aquatique. En réponse, Thyssenkrup a mis au point un substitut du pétrole, un fluide biodégradable à base de canola.
Schindler Elevator Corporation, pour sa part, s'est efforcée de réduire la consommation de carburant de son parc de véhicules de service par le biais de l'approvisionnement local en matériaux et de la distribution dans les hubs, ce qui réduit les émissions globales des transports. «Quatre-vingt pour cent des composants de notre équipement sont recyclables», déclare Mike Ramandanes, vice-président directeur des nouvelles installations de Schindler Elevator. La société s'est associée à certains des bâtiments verts les plus connus aux États-Unis, notamment à Hearst Tower, le premier bâtiment à New York à avoir reçu la certification LEED Gold (il a depuis reçu le statut de platine).
Les prix d'installation pour les bâtiments les plus hauts peuvent aller de 500 000 dollars pour les ascenseurs à une voiture à plus de 1 million de dollars pour les autobus à impériale (qui s'arrêtent sur des étages alternatifs, ce qui réduit le nombre d'arrêts par parcours), selon un rapport mondial 2017 d'Orbis Research. Les entreprises de services publics offrent des incitations fiscales limitées pour les ascenseurs écologiques «modernisés», et certains installateurs proposent des compteurs sur site pour montrer aux entreprises et aux locataires que les économies d’énergie sont réelles. Mais la stratégie en matière de capital et l’incitation à vendre des produits relèvent principalement des fabricants d’ascenseurs eux-mêmes.
Un surclassement coûte cher, mais les dividendes en valent la peine. Et lorsque les développeurs adoptent une technologie verticale durable, ils stimulent l'innovation. Une innovation telle que le «TWIN» de Thyssenkrupp, un ascenseur à double étage doté de cabines indépendantes empruntant les mêmes rails de guidage, permet un mouvement sans faille entre les zones supérieure et inférieure des bâtiments de plus de 30 étages, ce qui libère potentiellement tout un étage pour des raisons professionnelles ou commerciales. résidence. Les mécanismes d'ascenseur plus petits, comme ceux conçus par Otis, remplacent les cordes conventionnelles par des courroies plates, ce qui diminue le poids et réduit la résistance à l'air et le frottement thermique. Ces solutions attirent les consommateurs, mais elles peuvent également offrir aux propriétaires d’immeubles une réduction significative des dépenses énergétiques et une esthétique plus élégante à l’intérieur.
De nombreuses entreprises testent des technologies encore plus récentes hors site. Le fabricant d’ascenseurs Kone Oyj basé à Helsinki, par exemple, a foré 350 mètres dans une mine de calcaire pour créer un laboratoire technologique où il effectue des expériences sur des matériaux de levage brevetés, la robotique, la résonance vibratoire et des chutes libres. Et en Allemagne, Thyssenkrupp teste son nouveau «MULTI», qui repose sur des champs magnétiques au lieu de câbles et peut fonctionner à l'intérieur ou à l'extérieur d'un bâtiment, verticalement ou horizontalement, offrant aux architectes une nouvelle gamme de possibilités.
Mais l'épicentre de la frénésie de la grande tour pourrait être l'Asie et le Moyen-Orient. Le programme d'urbanisation historique de la Chine a considérablement augmenté le nombre de projets de transport vertical dans la région. À Dubaï, qui abrite 18 des plus hautes tours du monde, ascenseurs panoramiques, systèmes de freinage ergonomiques et technologie de suppression du bruit sont les signes distinctifs d'une nouvelle frontière dans le domaine de la technologie verticale. La tour de Djeddah, en Arabie saoudite, sera le premier bâtiment à atteindre 1 000 mètres - soit neuf fois la hauteur de la première fusée lunaire de la NASA - une fois achevée en 2020.
Le jour viendra où une passagère pourra monter jusqu'au 300ème étage d'une tour recouverte de nuages, son parcours ascendant étant propulsé par des cabines sans câble et par l'énergie solaire. Les ascenseurs seront alors libres de voyager dans n'importe quel sens, à la manière de Willy Wonka, et les architectes ne seront plus limités par la direction verticale du déplacement vers le haut, ni par les contraintes du sol en dessous. Sur une planète où les ressources en terres sont limitées, une élévation durable est primordiale.
«Avec une immense urbanisation à portée de main», déclare Ramandanes, «notre travail consiste à nous assurer que nous avons la capacité d'aller littéralement plus haut que jamais».
