Ascenseurs

Un ascenseur (ascenseur) est une installation de levage permanente desservant deux ou plusieurs niveaux de palier définis, comprenant un espace clos, ou cabine, dont les dimensions et les moyens de construction permettent clairement l'accès des personnes, et qui court entre des guides verticaux rigides. Un ascenseur est donc un véhicule permettant de monter et descendre des personnes et/ou des marchandises d'un étage à un autre à l'intérieur d'un bâtiment directement (commande à bouton-poussoir unique) ou avec des arrêts intermédiaires (commande collective).

Une deuxième catégorie est l'ascenseur de service (dumb waiter), une installation de levage permanente desservant des niveaux définis, mais avec une cabine trop petite pour transporter des personnes. Les ascenseurs de service transportent de la nourriture et des fournitures dans les hôtels et les hôpitaux, des livres dans les bibliothèques, du courrier dans les immeubles de bureaux, etc. Généralement, la surface au sol d'une telle voiture ne dépasse pas 1 m², sa profondeur 1 m et sa hauteur 1.20 m.

Les ascenseurs sont entraînés directement par un moteur électrique (ascenseurs électriques ; voir figure 1) ou indirectement, par le mouvement d'un liquide sous pression généré par une pompe entraînée par un moteur électrique (ascenseurs hydrauliques). 

Figure 1. Une vue en coupe d'une installation d'ascenseur montrant les composants essentiels

Les ascenseurs électriques sont presque exclusivement entraînés par des machines de traction, avec ou sans engrenage, selon la vitesse de la voiture. La désignation "traction" signifie que la puissance d'un moteur électrique est transmise à la suspension à câbles multiples de la voiture et à un contrepoids par frottement entre les rainures de forme spéciale de la poulie motrice ou de traction de la machine et les câbles.

Les ascenseurs hydrauliques se sont largement répandus depuis les années 1970 pour le transport de marchandises et de passagers, généralement pour une hauteur n'excédant pas six étages. L'huile hydraulique est utilisée comme fluide sous pression. Le système à action directe avec un vérin supportant et déplaçant la voiture est le plus simple.

Standardisation

Le comité technique 178 de l'ISO a élaboré des normes pour : les charges et les vitesses jusqu'à 2.50 m/s ; dimensions de la cabine et de la gaine pour accueillir les passagers et les marchandises ; ascenseurs de lit et de service pour immeubles résidentiels, bureaux, hôtels, hôpitaux et maisons de retraite; dispositifs de contrôle, signaux et accessoires supplémentaires ; et la sélection et la planification des ascenseurs dans les bâtiments résidentiels. Chaque bâtiment doit être doté d'au moins un ascenseur accessible aux personnes handicapées en fauteuil roulant. L'Association française de normalisation (AFNOR) assure le secrétariat de ce comité technique.

Exigences générales de sécurité

Chaque pays industrialisé dispose d'un code de sécurité élaboré et tenu à jour par un comité national de normalisation. Depuis que ce travail a commencé dans les années 1920, les différents codes se sont progressivement rapprochés et les différences ne sont généralement plus fondamentales. Les grandes entreprises manufacturières produisent des unités conformes aux codes.

Dans les années 1970, l'OIT, en étroite collaboration avec le Comité international pour la réglementation des ascenseurs (CIRA), a publié un code de bonnes pratiques pour la construction et l'installation d'ascenseurs et de monte-charges et, quelques années plus tard, pour les escaliers mécaniques. Ces directives sont destinées à servir de guide aux pays engagés dans l'élaboration ou la modification de règles de sécurité. Un ensemble normalisé de règles de sécurité pour les ascenseurs électriques et hydrauliques, les ascenseurs de service, les escaliers mécaniques et les convoyeurs de passagers, l'objet étant l'élimination des entraves techniques aux échanges entre les pays membres de la Communauté européenne, est également du ressort du Comité européen de normalisation (CEN). L'American National Standards Institute (ANSI) a élaboré un code de sécurité pour les ascenseurs et les escaliers mécaniques.

Les règles de sécurité visent plusieurs types d'accidents possibles avec les ascenseurs : cisaillement, écrasement, chute, choc, coincement, incendie, choc électrique, dommages matériels, accidents dus à l'usure et accidents dus à la corrosion. Les personnes à protéger sont : les usagers, le personnel de maintenance et de contrôle et les personnes extérieures à la gaine et à la salle des machines. Les objets à protéger sont : les charges dans la cabine, les composants de l'installation de l'ascenseur et le bâtiment.

Les comités élaborant les règles de sécurité doivent partir du principe que tous les composants sont correctement conçus, de bonne construction mécanique et électrique, fabriqués dans des matériaux d'une résistance et d'une qualité adéquates et exempts de défauts. Les éventuels actes imprudents des utilisateurs doivent être pris en compte.

Le cisaillement est évité en prévoyant des jeux adéquats entre les composants mobiles et entre les pièces mobiles et fixes. L'écrasement est évité en fournissant une hauteur libre suffisante au sommet de la gaine entre le toit de la cabine dans sa position la plus haute et le haut de la gaine et un espace dégagé dans la fosse où quelqu'un peut rester en toute sécurité lorsque la cabine est dans sa position la plus basse. Ces espaces sont assurés par des tampons ou des arrêts.

La protection contre la chute dans la gaine est obtenue par des portes palières pleines et une coupure automatique qui empêche le mouvement de la cabine tant que les portes ne sont pas complètement fermées et verrouillées. Les portes palières de type coulissantes motorisées sont préférées pour les ascenseurs de personnes.

L'impact est limité en limitant l'énergie cinétique de fermeture des portes motorisées ; le piégeage des passagers dans une voiture en panne est empêché en prévoyant un dispositif de déverrouillage d'urgence sur les portes et un moyen permettant au personnel spécialement formé de les ouvrir et de dégager les passagers.

La surcharge d'une cabine est empêchée par un rapport strict entre la charge nominale et la surface au sol nette de la cabine. Des portes sont requises sur tous les ascenseurs de passagers pour empêcher les passagers d'être piégés dans l'espace entre le seuil de la cabine et la gaine ou les portes palières. Les seuils de cabine doivent être équipés d'un garde-pieds d'une hauteur d'au moins 0.75 m pour éviter les accidents, comme indiqué à la figure 2. Les voitures doivent être équipées d'un équipement de sécurité capable d'arrêter et de retenir une voiture complètement chargée en cas de survitesse. ou l'échec de la suspension. Le réducteur est actionné par un limiteur de vitesse entraîné par la cabine au moyen d'un câble (voir figure 1). Lorsque les passagers se tiennent debout et se déplacent dans le sens vertical, le ralentissement pendant le fonctionnement du dispositif de sécurité doit être compris entre 0.2 et 1.0 g (m/s²) pour se prémunir contre les blessures (g = accélération standard de la chute libre). 

Figure 2. Disposition du protège-pieds sur le seuil de la voiture pour éviter le coincement

Selon la législation nationale, les ascenseurs destinés principalement au transport de marchandises, de véhicules et d'automobiles accompagnés d'utilisateurs autorisés et instruits peuvent avoir une ou deux entrées de cabine opposées non munies de portes de cabine, à condition que la vitesse nominale ne dépasse pas 0.63 m /s, la profondeur de la cabine n'est pas inférieure à 1.50 m et la paroi du puits faisant face à l'entrée, y compris les portes palières, est affleurante et lisse. Sur les monte-charges pour charges lourdes (monte-charges), les portes palières sont généralement des portes motorisées verticales à deux battants, qui ne remplissent généralement pas ces conditions. Dans un tel cas, la porte de cabine requise est une porte grillagée coulissante verticalement. La largeur libre de la cabine et des portes palières doit être la même pour éviter d'endommager les panneaux de la cabine par des chariots élévateurs ou d'autres véhicules entrant ou sortant de l'ascenseur. Toute la conception d'un tel élévateur doit tenir compte de la charge, du poids des engins de manutention et des efforts importants mis en jeu pour la marche, l'arrêt et la marche arrière de ces véhicules. Les guides des cabines d'ascenseur nécessitent un renforcement particulier. Lorsque le transport de personnes est autorisé, le nombre autorisé doit correspondre à la surface maximale disponible du plancher de la cabine. Par exemple, la surface au sol de la cabine d'un ascenseur pour une charge nominale de 2,500 5 kg doit être de XNUMX m², correspondant à 33 personnes. Le chargement et l'accompagnement d'un chargement doivent se faire avec le plus grand soin. La figure 3 montre une situation défectueuse. 

Figure 3. Exemple de chargement dangereux d'un monte-charge (monte-charge).

Contrôles

Tous les ascenseurs modernes sont à bouton-poussoir et contrôlés par ordinateur, le système d'interrupteur de voiture actionné par un préposé ayant été abandonné.

Les ascenseurs simples et ceux regroupés en agencements de deux à huit cabines sont généralement équipés de commandes collectives qui sont interconnectées dans le cas d'installations multiples. La principale caractéristique des commandes collectives est que les appels peuvent être passés à tout moment, que la cabine soit en mouvement ou à l'arrêt et que les portes palières soient ouvertes ou fermées. Les appels de palier et de cabine sont collectés et stockés jusqu'à ce qu'ils soient répondus. Indépendamment de l'ordre dans lequel ils sont reçus, les appels sont répondus dans l'ordre qui fait fonctionner le système le plus efficacement.

Examens et tests

Avant sa mise en service, un ascenseur doit être examiné et testé par un organisme agréé par les pouvoirs publics afin d'établir la conformité de l'ascenseur aux règles de sécurité du pays où il est installé. Un dossier technique doit être soumis à l'inspecteur par les fabricants. Les éléments à examiner et à tester et la manière dont les tests doivent être exécutés sont énumérés dans le code de sécurité. Des essais spécifiques par un laboratoire agréé sont requis pour : les dispositifs de verrouillage, les portes palières (incluant éventuellement des essais au feu), les parachutes, les limiteurs de vitesse et les tampons d'huile. Les certificats des composants correspondants utilisés dans l'installation doivent être inclus dans le registre. Après la mise en service d'un ascenseur, des examens de sécurité périodiques doivent être effectués, les intervalles dépendant du volume de trafic. Ces tests ont pour but de s'assurer du respect du code et du bon fonctionnement de tous les dispositifs de sécurité. Les composants qui ne fonctionnent pas en service normal, tels que le parachute et les tampons, doivent être testés avec une cabine vide et à vitesse réduite pour éviter une usure excessive et des contraintes pouvant nuire à la sécurité d'un ascenseur.

Maintenance et inspection

Un ascenseur et ses composants doivent être inspectés et maintenus en bon état de fonctionnement à intervalles réguliers par des techniciens compétents qui ont acquis des compétences et une connaissance approfondie des détails mécaniques et électriques de l'ascenseur et des règles de sécurité sous la direction d'un instructeur qualifié. . De préférence, le technicien est employé par le fournisseur ou le monteur de l'ascenseur. Normalement, un technicien est responsable d'un nombre spécifique d'ascenseurs. L'entretien comprend l'entretien de routine tel que le réglage et le nettoyage, la lubrification des pièces mobiles, l'entretien préventif pour anticiper les problèmes éventuels, les visites d'urgence en cas de panne et les réparations majeures, qui sont généralement effectuées après consultation d'un superviseur. Le danger primordial pour la sécurité, cependant, est le feu. En raison du risque qu'une cigarette allumée ou un autre objet brûlant puisse tomber dans la fissure entre le seuil de la voiture et le puits et enflammer la graisse lubrifiante dans le puits ou les débris au fond, le puits doit être régulièrement nettoyé. Tous les systèmes doivent être à un niveau d'énergie zéro avant le début des travaux de maintenance. Dans les bâtiments unifamiliaux, avant le début des travaux, des avis doivent être affichés à chaque palier indiquant que l'ascenseur est hors service.

Pour la maintenance préventive, une inspection visuelle minutieuse et des contrôles de libre circulation, l'état des contacts et le bon fonctionnement de l'équipement sont généralement suffisants. L'équipement de gaine est inspecté du haut de la cabine. Une commande d'inspection est prévue sur le toit de la cabine comprenant : un interrupteur bistable pour la mettre en marche et pour neutraliser la commande normale, y compris la manoeuvre des portes motorisées. Les boutons à pression constante haut et bas permettent le déplacement de la cabine à vitesse réduite (ne dépassant pas 0.63 m/s). L'opération d'inspection doit rester dépendante des dispositifs de sécurité (portes fermées et verrouillées, etc.) et il ne doit pas être possible de dépasser les limites de la course normale.

Un interrupteur d'arrêt sur le poste de contrôle d'inspection empêche tout mouvement inattendu de la cabine. La direction de déplacement la plus sûre est vers le bas. Le technicien doit être dans une position sécuritaire pour observer l'environnement de travail lors du déplacement de la voiture et posséder les dispositifs d'inspection appropriés. Le technicien doit avoir une prise ferme lorsque la voiture est en mouvement. Avant de partir, le technicien doit se présenter au responsable de l'ascenseur.

Escalators

Un escalator est un escalier incliné en mouvement continu qui transporte les passagers vers le haut et vers le bas. Les escaliers mécaniques sont utilisés dans les bâtiments commerciaux, les grands magasins et les gares et stations de métro, pour guider un flux de personnes dans un itinéraire confiné d'un niveau à un autre.

Exigences générales de sécurité

Les escaliers mécaniques consistent en une chaîne continue de marches déplacées par une machine à moteur au moyen de deux chaînes à rouleaux, une de chaque côté. Les marches sont guidées par des galets sur des rails qui maintiennent les marches horizontales dans la zone utilisable. A l'entrée et à la sortie, des guides veillent à ce que sur une distance de 0.80 à 1.10 m, selon la vitesse et la montée de l'escalier mécanique, certaines marches forment une surface plane horizontale. Les dimensions et la construction des marches sont illustrées à la figure 4. Au sommet de chaque balustrade, une main courante doit être prévue à une hauteur de 0.85 à 1.10 m au-dessus du nez des marches parallèles aux marches sensiblement à la même vitesse. La main courante à chaque extrémité de l'escalier mécanique, là où les marches se déplacent horizontalement, doit dépasser d'au moins 0.30 m la plaque de palier et le poteau y compris la main courante d'au moins 0.60 m au-delà (voir figure 5). La main courante doit entrer dans le poteau à un point bas au-dessus du sol, et une protection doit être installée avec un interrupteur de sécurité pour arrêter l'escalier mécanique si les doigts ou les mains sont coincés à ce point. D'autres risques de blessures pour les usagers sont constitués par les dégagements nécessaires entre le côté des marches et les balustrades, entre les marches et les peignes et entre les marches et les contremarches, ces dernières plus particulièrement vers le haut au niveau de la courbure où un mouvement relatif entre marches consécutives étapes se produisent. Le tassement et la douceur des contremarches doivent prévenir ce risque. 

Figure 4. Unité de marche d'escalator 1 (X: Hauteur jusqu'à la marche suivante (pas plus de 0.24 m) ; Y: Profondeur (au moins 0.38 m) ; Z: Largeur (entre 0.58 et 1.10m) ; Δ : Marche à pas rainuré ; Φ : contremarche à crampons)

Figure 5. Marche d'escalier mécanique 2 

Les personnes peuvent rouler avec leurs chaussures glissant contre la balustrade, ce qui peut provoquer un coincement aux points où les marches se redressent. Des panneaux et des avis clairement lisibles, de préférence des pictogrammes, doivent avertir et instruire les utilisateurs. Un panneau doit indiquer aux adultes de tenir les mains des enfants, qui peuvent ne pas être en mesure d'atteindre la rampe, et que les enfants doivent se tenir debout à tout moment. Les deux extrémités d'un escalier mécanique doivent être barricadées lorsqu'il est hors service.

L'inclinaison d'un escalier mécanique ne doit pas dépasser 30°, bien qu'elle puisse être augmentée à 35° si l'élévation verticale est de 6 m ou moins et la vitesse le long de la pente est limitée à 0.50 m/s. Les salles des machines et les postes de conduite et de retour doivent être facilement accessibles uniquement au personnel de maintenance et d'inspection spécialement formé. Ces espaces peuvent se trouver à l'intérieur de la ferme ou être séparés. La hauteur libre doit être de 1.80 m avec les capots éventuellement ouverts et l'espace doit être suffisant pour garantir des conditions de travail sûres. La hauteur libre au-dessus des marches en tous points ne doit pas être inférieure à 2.30 m.

Le démarrage, l'arrêt ou l'inversion du mouvement d'un escalier mécanique ne doit être effectué que par des personnes autorisées. Si le code du pays autorise le fonctionnement d'un système qui démarre automatiquement lorsqu'un passager passe devant un capteur électrique, l'escalier mécanique doit être en marche avant que l'utilisateur n'atteigne le peigne. Les escaliers mécaniques doivent être équipés d'un système de contrôle d'inspection pour le fonctionnement pendant l'entretien et l'inspection.

Maintenance et inspection

L'entretien et l'inspection dans le sens décrit ci-dessus pour les ascenseurs sont généralement exigés par les autorités. Un dossier technique doit être disponible répertoriant les principales données de calcul de la structure porteuse, les marches, les composants d'entraînement des marches, les données générales, les dessins d'implantation, les schémas de câblage et les instructions. Avant sa mise en service, un escalier mécanique doit être examiné par une personne ou un organisme agréé par les pouvoirs publics ; par la suite, des inspections périodiques à des intervalles donnés sont nécessaires.

Tapis roulants (Convoyeurs de passagers)

Un convoyeur de passagers, ou tapis roulant continu motorisé, peut être utilisé pour le transport de passagers entre deux points au même niveau ou à des niveaux différents. Les convoyeurs de passagers sont utilisés pour transporter un grand nombre de personnes dans les aéroports de la gare principale aux portes et retour et dans les grands magasins et les supermarchés. Lorsque les convoyeurs sont horizontaux, les landaus, poussettes et fauteuils roulants, chariots à bagages et à repas peuvent être transportés sans risque, mais sur les convoyeurs inclinés ces véhicules, s'ils sont assez lourds, ne doivent être utilisés que s'ils se verrouillent automatiquement. La rampe est constituée de palettes métalliques, similaires aux marches des escaliers mécaniques mais plus longues, ou de ceinture en caoutchouc. Les palettes doivent être rainurées dans le sens de la marche et des peignes doivent être placés à chaque extrémité. L'angle d'inclinaison ne doit pas dépasser 12° ni plus de 6° aux paliers. Les palettes et le tapis doivent se déplacer horizontalement sur une distance d'au moins 0.40 m avant d'entrer dans le palier. La passerelle s'étend entre des balustrades surmontées d'une main courante mobile qui se déplace sensiblement à la même vitesse. La vitesse ne doit pas dépasser 0.75 m/s sauf si le mouvement est horizontal, auquel cas 0.90 m/s est autorisé à condition que la largeur ne dépasse pas 1.10 m.

Les exigences de sécurité pour les convoyeurs de passagers sont généralement similaires à celles des escaliers mécaniques et devraient être incluses dans le même code.

Grues de construction

Les monte-charges sont des installations temporaires utilisées sur les chantiers pour le transport de personnes et de matériaux. Chaque treuil est une voiture guidée et doit être actionné par un préposé à l'intérieur de la voiture. Ces dernières années, la conception à pignon et crémaillère a permis l'utilisation d'élévateurs de chantier pour un déplacement efficace le long des tours radio ou de très hautes cheminées de fumée pour l'entretien. Personne ne doit monter sur un monte-matériaux, sauf pour l'inspection ou l'entretien.

Les normes de sécurité varient considérablement. Dans quelques cas, ces treuils sont installés avec le même niveau de sécurité que les monte-charges permanents et les monte-personnes dans les bâtiments, sauf que le puits est entouré d'un treillis métallique solide au lieu de matériaux solides pour réduire la charge du vent. Des réglementations strictes sont nécessaires bien qu'elles n'aient pas besoin d'être aussi strictes que pour les ascenseurs de passagers ; de nombreux pays ont des réglementations spéciales pour ces ascenseurs de chantier. Cependant, dans de nombreux cas, le niveau de sécurité est faible, la construction médiocre, les palans entraînés par un treuil à moteur diesel et la voiture suspendue par un seul câble en acier. Un monte-charge de bâtiment doit être entraîné par des moteurs électriques pour garantir que la vitesse est maintenue dans des limites de sécurité. La voiture doit être fermée et être équipée de protections d'entrée de voiture. Les ouvertures des gaines aux paliers doivent être munies de portes pleines jusqu'à une hauteur de 1 m du sol, la partie supérieure en grillage métallique d'ouverture maximum 10 x 10 mm. Les seuils des portes palières et des cabines doivent être munis de garde-pieds appropriés. Les voitures doivent être équipées de matériel de sécurité. Un type d'accident courant se produit lorsque des travailleurs voyagent sur une plate-forme élévatrice conçue uniquement pour transporter des marchandises, qui n'a pas de parois latérales ou de portes pour empêcher les travailleurs de heurter une partie de l'échafaudage ou de tomber de la plate-forme pendant le trajet. Un élévateur à bande se compose de marches sur une bande verticale mobile. Un passager risque d'être emporté par-dessus, de ne pas pouvoir effectuer un arrêt d'urgence, de se cogner la tête ou les épaules sur le bord d'une ouverture dans le plancher, de sauter ou de descendre après que la marche a dépassé le niveau du plancher ou de ne pas pouvoir atteindre le palier en raison d'une panne de courant ou d'un arrêt du tapis. En conséquence, un tel ascenseur ne doit être utilisé que par du personnel spécialement formé employé par le propriétaire du bâtiment ou une personne désignée.

Risques d'incendie

Généralement, la gaine de tout ascenseur s'étend sur toute la hauteur d'un bâtiment et relie les étages. Un incendie ou la fumée d'un incendie se déclarant en partie basse d'un bâtiment peut se propager par le puits aux autres étages et, dans certaines circonstances, le puits ou le puits peut intensifier un incendie par effet de cheminée. Par conséquent, un puits ne devrait pas faire partie du système de ventilation d'un bâtiment. Le puits doit être entièrement entouré de murs solides en matériau incombustible qui ne dégagent pas de fumées nocives en cas d'incendie. Un évent doit être prévu au sommet de la cage d'ascenseur ou dans la salle des machines au-dessus de celle-ci pour permettre à la fumée de s'échapper à l'air libre.

Comme le puits, les portes d'entrée doivent être résistantes au feu. Les exigences sont généralement définies dans les réglementations nationales en matière de construction et varient selon les pays et les conditions. Les portes palières ne peuvent pas être rendues étanches à la fumée si elles doivent fonctionner de manière fiable.

Quelle que soit la hauteur du bâtiment, les passagers ne doivent pas utiliser les ascenseurs en cas d'incendie, en raison des risques d'arrêt de l'ascenseur à un étage dans la zone d'incendie et de blocage des passagers dans la cabine en cas de panne de l'alimentation électrique. En général, un ascenseur qui dessert tous les étages est désigné comme ascenseur pour pompiers qui peut être mis à leur disposition au moyen d'un interrupteur ou d'une clé spéciale au rez-de-chaussée. La capacité, la vitesse et les dimensions de la cabine de l'ascenseur des pompiers doivent répondre à certaines spécifications. Lorsque les pompiers utilisent des ascenseurs, les commandes opérationnelles normales sont annulées.

La construction, l'entretien et la finition des intérieurs d'ascenseurs, l'installation de tapis et le nettoyage de l'ascenseur (intérieur ou extérieur) peuvent impliquer l'utilisation de solvants organiques volatils, de mastics ou de colles, qui peuvent présenter un risque pour le système nerveux central, ainsi que un risque d'incendie. Bien que ces matériaux soient utilisés sur d'autres surfaces métalliques, y compris les escaliers et les portes, le danger est grave avec les ascenseurs en raison de leur petit espace, dans lequel les concentrations de vapeur peuvent devenir excessives. L'utilisation de solvants à l'extérieur d'une cabine d'ascenseur peut également être risquée, encore une fois en raison du débit d'air limité, en particulier dans un puits aveugle, où la ventilation peut être entravée. (Un puits aveugle est un puits sans porte de sortie, s'étendant généralement sur plusieurs étages entre deux destinations; lorsqu'un groupe d'ascenseurs dessert les étages 20 et supérieurs, un puits aveugle s'étendrait entre les étages 1 et 20.)

Ascenseurs et santé

Bien que les ascenseurs et les palans comportent des risques, leur utilisation peut également aider à réduire la fatigue ou les blessures musculaires graves dues à la manutention manuelle, et ils peuvent réduire les coûts de main-d'œuvre, en particulier dans les travaux de construction de bâtiments dans certains pays en développement. Sur certains de ces sites où aucun ascenseur n'est utilisé, les travailleurs doivent transporter de lourdes charges de briques et d'autres matériaux de construction sur des pistes inclinées de plusieurs étages par temps chaud et humide.

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