Un prototype de câble d’ascenseur en matériaux composites
Kone et Exel ont travaillé en étroite collaboration pour développer un concept incorporant des profilés plats en carbone enchâssés dans une gaine en plastique souple pour former une courroie de câble d’ascenceur.
La croissance des mégapoles, telles que Tokyo, New York et Shanghaï, met les très grandes tours au cœur du développement urbain. Toutefois, l’un des éléments clés qui limite souvent la hauteur d’un bâtiment est la distance qu’un ascenseur peut parcourir en toute sécurité avant que le poids et l’épaisseur du câble en acier qui retient la cabine deviennent contre-productifs.
L’ascensoriste finlandais Kone, spécialiste international dans l’industrie des ascenseurs et des escalators, développe des technologies pour faciliter la mobilité des personnes dans les plus grands bâtiments depuis 1910. En 2007, un ingénieur de Kone a compris tout le potentiel du développement d’un câble en fibres de carbone pour remplacer les câbles en acier généralement utilisés dans les très hautes tours. Et c’est la chaleur de son sauna qui lui a donné la clé de l’innovation qui permettra de littéralement porter les ascenseurs à des hauteurs jusque-là inimaginables.
Cet ingénieur de Kone a échangé avec Exel Composites, une autre société finlandaise et spécialiste de la fabrication de matériaux composites, qui a conclu que si l’idée d’utiliser des matériaux composites pour les câbles d’ascenseur était bonne, sa conception demandait davantage de développement pour obtenir une courroie conforme à des réglementations très strictes.
Les ingénieurs de recherche et de développement (R&D) de Kone et Exel ont travaillé en étroite collaboration pour développer un concept incorporant des profilés plats en carbone enchâssés dans une gaine en plastique souple pour former une courroie. Cela a été développé dans les prototypes de câble d’ascenseur, afin de faire l’objet de tests rigoureux et enfin d’un brevet sous le nom Kone UltraRope.
UltraRope est environ sept fois moins lourd qu’un câble d’ascenseur traditionnel en acier, ce qui permet de réaliser des économies d’énergie significatives au niveau mécanique. Il est également plus durable et moins sujet à l’usure et l’abrasion que son équivalent en acier.
En utilisant des câbles en matériaux composites, il devient possible de réduire de 60 % la masse d’un ascenseur pour une hauteur de course de 500 m. Cela permet non seulement de réduire la consommation d’énergie de 15 %, mais de créer des puits d’ascenseur plus longs pour desservir d’autres étages.
En faisant passer la hauteur de course de l’ascenseur à 800 mètres, la masse à déplacer serait réduite de 90 % et la consommation d’énergie de 45 %, ce qui démontre de façon éloquente la durabilité et les avantages énergétiques de ce nouveau développement.
UltraRope est également moins sensible aux fréquences générées par l’oscillation du bâtiment, notamment lors des tempêtes. En cas de vents forts, les bâtiments sont conçus pour osciller davantage, ce qui se répercute aussi sur les câbles d’ascenseur. Par conséquent, ces derniers peuvent être mis temporairement hors service pour éviter tout risque d’accident.
Le nouveau système à câbles en matériaux composites a également une durée de vie deux fois supérieure à celle des câbles en acier, ce qui signifie qu’il nécessite moins de maintenance, et que les interventions sont plus faciles. Exel Composites a passé un contrat avec Kone pour la fabrication de câbles UltraRope. La production se fait en Finlande et est soumise à des contrôles qualité très stricts.
