Comment fonctionne un ascenseur ? (et comment il sait où s’arrêter)

On appuie sur un bouton, les portes se ferment, et quelques secondes plus tard on arrive exactement au bon étage. Un ascenseur paraît simple… jusqu’à ce qu’on se demande comment il peut monter et descendre en douceur, s’arrêter au centimètre près, et rester sûr même en cas de problème.

En réalité, un ascenseur est un système très organisé : il combine un moteur, des câbles (ou un vérin), des capteurs, un ordinateur de commande et plusieurs sécurités. Voici l’essentiel, expliqué simplement.

Les deux grandes familles d’ascenseurs

Dans la plupart des immeubles, on rencontre surtout deux types :

• L’ascenseur électrique (à câbles) : le plus courant dans les immeubles de plusieurs étages. Une cabine est suspendue par des câbles et équilibrée par un contrepoids.
• L’ascenseur hydraulique : plus fréquent dans les bâtiments bas. La cabine est poussée par un piston (comme une seringue géante) grâce à un fluide sous pression.

Le principe général est le même : déplacer une cabine verticalement, puis la positionner précisément au niveau du sol de l’étage.

Le principe le plus courant : la cabine et le contrepoids

Dans un ascenseur électrique, la cabine n’est pas “portée” seule. Elle est reliée à un contrepoids par des câbles. Imaginez une balançoire : d’un côté la cabine, de l’autre un poids qui l’équilibre.

Ce contrepoids est calculé pour être proche du poids de la cabine à moitié chargée. Résultat :

• le moteur n’a pas besoin de “soulever tout” : il compense seulement la différence,
• l’ascenseur consomme moins d’énergie,
• le mouvement est plus stable.

Les câbles passent sur une grande roue entraînée par un moteur (souvent via une poulie). Quand la roue tourne, les câbles bougent : la cabine monte pendant que le contrepoids descend, ou l’inverse.

Ce qui guide la cabine : des rails, pas les câbles

On pourrait croire que les câbles “tiennent” la cabine dans l’axe. En réalité, la cabine est guidée par des rails fixés dans la gaine (le puits). Ces rails sont comme des rails de train verticaux : ils empêchent la cabine de se balancer et assurent une trajectoire droite.

Le contrepoids a aussi ses propres rails. Ainsi, cabine et contrepoids se déplacent de manière contrôlée, même si la charge dans la cabine change.

Comment l’ascenseur sait où il est

Pour s’arrêter au bon endroit, l’ascenseur doit connaître sa position. Il utilise pour cela un ensemble de capteurs et un système de mesure.

Selon les modèles, on trouve par exemple :

• un capteur qui compte la rotation d’une roue liée au mouvement (un peu comme compter des “pas”),
• des repères dans la gaine qui indiquent le passage de certains points (étages, zones de ralentissement),
• des capteurs qui confirment l’alignement exact au niveau de l’étage.

L’idée est simple : l’ascenseur ne se contente pas d’aller “à peu près” à l’étage. Il suit une position en continu et compare ce qu’il fait avec ce qu’il doit faire.

Le trajet en 4 étapes : accélérer, rouler, ralentir, s’aligner

Un déplacement typique se fait en plusieurs phases :

• 1) Démarrage : le moteur met la cabine en mouvement doucement pour éviter les à-coups.
• 2) Vitesse de croisière : la cabine monte ou descend à une vitesse stable.
• 3) Ralentissement : en approchant de l’étage, la commande réduit la vitesse.
• 4) Nivellement : l’ascenseur ajuste précisément la hauteur pour que le sol de la cabine soit au même niveau que le palier.

Ce “nivellement” est important : il évite une marche trop haute ou trop basse, qui pourrait faire trébucher.

Pourquoi les portes ne s’ouvrent pas n’importe quand

Un ascenseur a deux ensembles de portes :

• les portes de cabine (celles que vous voyez à l’intérieur),
• les portes palières (celles de chaque étage).

Elles sont conçues pour fonctionner ensemble. En général, la porte de l’étage reste verrouillée tant que la cabine n’est pas présente et correctement positionnée. Cela évite d’ouvrir sur le vide du puits.

Il y a aussi des capteurs anti-pincement : si quelque chose bloque la fermeture, les portes se rouvrent.

Ce que l’on ne voit pas : le “cerveau” de l’ascenseur

Un ascenseur n’obéit pas juste à un bouton. Il a une commande (un système électronique) qui :

• reçoit les appels (à l’étage et dans la cabine),
• décide dans quel ordre s’arrêter,
• gère la vitesse, l’accélération et le freinage,
• surveille les capteurs et les sécurités.

Dans un immeuble, l’ascenseur essaie souvent d’être “logique” : s’il monte, il dessert d’abord les étages demandés dans le sens de la montée, puis il redescend. Cela limite les allers-retours inutiles.

Et si le câble casse ? Les sécurités essentielles

La sécurité est l’un des points les plus importants. Plusieurs systèmes se superposent, pour éviter qu’une seule panne devienne dangereuse.

• Les câbles sont multiples : la cabine est suspendue par plusieurs câbles, pas un seul. Ils sont dimensionnés avec une grande marge de sécurité.
• Un limiteur de vitesse : si la cabine descend trop vite, un dispositif le détecte.
• Des freins de sécurité : en cas de vitesse anormale, des “mâchoires” peuvent bloquer la cabine sur ses rails.
• Des freins sur le moteur : même à l’arrêt, le moteur est maintenu par un frein.

En bas de la gaine, on trouve aussi des éléments d’amortissement pour absorber un choc extrême, même si ce scénario est très rare.

Pourquoi on peut parfois sentir un petit “saut” à l’arrêt

Il arrive qu’on sente un léger mouvement au moment où l’ascenseur s’arrête. C’est souvent lié au nivellement : la cabine fait un micro-ajustement pour être parfaitement au niveau du palier. Cela peut aussi venir d’un changement de charge (par exemple quand plusieurs personnes sortent d’un coup).

Ce n’est pas un “dérapage” : c’est justement l’ascenseur qui corrige pour s’aligner au mieux.

Cas particulier : l’ascenseur hydraulique, comme un piston

Dans un ascenseur hydraulique, il n’y a pas forcément de contrepoids. Un piston pousse la cabine vers le haut grâce à un liquide sous pression. Pour descendre, on relâche la pression de manière contrôlée, et la cabine redescend en douceur.

Ce système est simple et robuste, mais il est moins adapté aux très grandes hauteurs, car il demande un piston et une installation dimensionnés en conséquence.

À retenir

Un ascenseur fonctionne comme un ensemble coordonné :

• un moteur met en mouvement une cabine, souvent aidée par un contrepoids,
• des rails guident la cabine pour qu’elle reste stable,
• des capteurs indiquent la position et permettent l’arrêt précis,
• un système de commande gère le trajet et l’ordre des arrêts,
• plusieurs sécurités empêchent les situations dangereuses, même en cas de panne.

La prochaine fois que vous appuierez sur un bouton, vous saurez que derrière ce geste simple, il y a surtout une idée clé : contrôler le mouvement en continu, et le sécuriser à chaque instant.