Les ascenseurs de la tour Eiffel

Des ascenseurs mécaniques s'imposaient donc : leur nombre et leur puissance devaient être proportionnés au chiffre des visiteurs prévus pour chaque plate-forme; ce chiffre devait, naturellement, diminuer avec la hauteur de l'étage et avec l'augmentation du tarif d'ascension. Ce tarif était, en général, de :

• 2 francs pour le premier étage
• 3 francs pour le 2e étage
• 5 francs pour le 3e étage

Le premier étage, sur lequel étaient installés des restaurants, brasseries, etc., devait attirer le plus grand nombre de personnes; aussi était-il desservi par deux ascenseurs spéciaux, capables d'élever chacun 100 personnes à chaque voyage et de réaliser 12 voyages à l'heure, de manière à monter en 10 heures un nombre de 12 000 personnes. Ces ascenseurs, installés dans les piliers Ouest et Est, étaient d'un système nouveau, dit à pistons articulés, de MM. Roux, Combaluzier et Lepape.

Pour le deuxième étage, on s'est adressé à la maison américaine Otis, qui eut à fournir les ascenseurs installés dans les piliers Nord et Sud. Ces ascenseurs étaient capables de transporter chacun, du sol au deuxième, avec ou sans arrêt au premier, 50 voyageurs et de réaliser environ 10 voyages avec le trajet total. Comme un arrêt au premier s'imposait, au moins pour la descente, l'un des ascenseurs devait faire le trajet direct en enlevant 5 000 voyageurs dans la journée et l'autre devait effectuer le parcours du premier au deuxième étage en faisant 14 voyages, c'est-à-dire en transportant 7 000 voyageurs. On pouvait ainsi amener au deuxième étage le même nombre de voyageurs qu'au premier, soit 12 000.

Pour l'ascenseur supérieur central, il a été choisi un ascenseur Édoux à course fractionnée et avec changement de cabine à la plate-forme intermédiaire. Le nombre des voyageurs montés à l'heure devait être, en supposant 63 voyageurs dans la cabine, de 750 à l'heure, soit 7 500 pour 10 heures.

En résumé, l'ensemble des ascenseurs devait pouvoir élever :

• 12 000 personnes au premier étage
• 12 000 personnes au 2e étage
• 7 500 personnes au 3e étage

Ce programme a été à peu près réalisé, mais, il est vrai, avec le concours des escaliers.

En effet, le nombre moyen des visiteurs a été d'environ 15 000 par jour, dont 5 000 pour le sommet et 10 000 à la deuxième plate-forme, 5 000 s'arrêtant à la première plate-forme. Seul le rendement de l'ascenseur Édoux est resté notablement au-dessous des prévisions.

D'une manière générale, il s'est produit une afïluence de visiteurs beaucoup plus grande que ne le comportait le débit des ascenseurs, et il se formait, à chacun deux, des queues qui rendaient très longue et très laborieuse, une ascension au sommet. Aussi s'est-on promis à ce moment, que, si on se retrouvait à une nouvelle Exposition, il n'y avait pas à hésiter à faire des modifications aux installations existantes.

L'établissement de ces ascenseurs, qui tous étaient hydrauliques, devait entraîner comme corollaire l'installation de machines à vapeur et de pompes amenant l'eau dans les divers réservoirs placés sur la Tour et d'où elle devait se rendre aux différents cylindres. Les ascenseurs Otis et Combaluzier sont desservis par des machines Wheelock et des pompes Girard construites par MM. de Quillacq, d'Anzin. L'ascenseur Édoux l'est par des pompes Worthington.

Les générateurs qui alimentent ces machines sont au nombre de quatre et peuvent fournir chacun à l'heure 1 500 kg de vapeur à grande pression. Ils sont tubulaires, du système Collet-Niclausse. Toute cette installation mécanique est disposée dans le sous-sol de la pile Sud (n° 3). Nous allons examiner en détail chacun de ces organes.

Deux ascenseurs de ce système sont installés l'un dans le pilier Nord, l'autre dans le pilier Sud. Le projet en a été établi par la Société américaine des ascenseurs Otis, qui a construit, dans ses ateliers de New-York, la presque totalité des pièces du mécanisme.

L'ascenseur Otis présente la disposition générale des appareils hydrauliques à système funiculaire : c'est-à-dire que la cabine est mue par un palan relié à un piston hydraulique. La puissance y est appliquée directement sur le moufle et la résistance sur le garant.

Ce dispositif a l'avantage de permettre la course très considérable de la cabine, soit 129,96 m, par un déplacement relativement faible du piston, soit 10,83 m en employant un palan à 12 brins; mais, en revanche, il nécessite un grand effort, lequel, abstraction faite des frottements, est égal à douze fois l'effort de traction sur la cabine. Cet effort est obtenu par de l'eau sous une pression de 12 kg environ.

A la partie inférieure des piliers Nord et Sud de la Tour, est disposé un long cylindre incliné de 0,965 m de diamètre intérieur et de 13 m de longueur environ, dans lequel se meut le piston; au-dessus de celui-ci agit l'eau emmagasinée dans un réservoir situé sur la seconde plate-forme. Deux tiges rattachent le piston à un chariot mobile, portant 6 poulies à gorge de 1,52 m de diamètre.

Le cylindre et la voie du chariot reposent sur deux poutres inclinées de 61°20 sur l'horizontale et présentant une longueur de 40 m. A l'extrémité supérieure de ces poutres, sont installées 6 poulies fixes, en correspondance avec les poulies du chariot pour constituer un grand palan moufle à 12 brins. Le dormant est fixé sur le sommet des poutres et l'extrémité du garant entraîne la cabine.

Pour diminuer l'effort de traction, on équilibre une partie du poids mort au moyen d'un contrepoids se déplaçant sur un chemin de roulement spécial, et on ne laisse à la cabine que l'excédent nécessaire, pour qu'elle puisse descendre seule à vide, en entraînant le chariot des poulies mobiles et le piston ; car, ainsi que nous l'avons dit plus haut, la pression d'eau n'est jamais introduite que par le haut du cylindre, qui travaille à simple effet.

Ces premières indications suffisent à expliquer le fonctionnement général de l'ascenseur. Lorsque l'eau sous pression est introduite au-dessus du piston, celui tire le chariot de haut en bas, le garant passe sur un système de poulies de renvoi placées au deuxième étage et la cabine est entraînée en sens inverse (voir fig. 125).

Pour opérer la descente, on établit la communication entre le haut et le bas du cylindre : la cabine descend alors sous l'action de son poids en faisant remonter le chariot du palan et le piston. Dans ces deux mouvements les tiges du piston travaillent toujours à la traction, c'est-à-dire dans les meilleures conditions, en raison de leur grande longueur. Pendant l'arrêt, l'eau ne circule ni ne s'introduit dans le cylindre.

Ils équipaient les piliers Est et Ouest, mais ne fonctionnèrent que jusqu'en 1897, soit la durée de vie la plus courte pour un ascenseur de la tour Eiffel. Ils furent remplacés par des "Fives-Lille". A noter que cette marque a poursuivit sa carrière sous le nom de Schindler, une grande marque connue de nos jours.

Deux ascenseurs de ce système, représentés dans les planches XXIII et XXIII-bis, sont installés dans les piliers Est et Ouest de la Tour, pour monter les voyageurs du sol au 1er étage. Ils ont été étudiés par M. Guyenet, ingénieur, d'après le principe du brevet de MM. Roux, Combaluzier et Lepape. Les pièces principales ont été exécutées par MM. Carion et Delmotte, d'Anzin.

Le système est basé sur le principe suivant : Si l'on constitue une chaîne au moyen de bielles articulées entre elles et si on l'oblige à se déplacer dans l'intérieur d'une gaine rigide, cette chaîne sera susceptible de travailler soit à la traction, soit à la compression, et elle pourra fonctionner à la façon d'un piston unique par l'intermédiaire duquel se produira le mouvement de la cabine. Celle-ci d'ailleurs restera, en tous les points de sa course, soutenue par un appui susceptible de s'opposer à sa chute, comme cela se produit dans les ascenseurs hydrauliques du système Édoux. De plus, ce piston articulé peut se déplacer suivant un chemin courbe, ce qui le différencie du système précédent.

Le chemin de roulement sur lequel se déplace la cabine est semblable à celui qui a été décrit pour l'ascenseur Otis. De chaque côté de ce chemin est installée la chaîne des pistons articulés sous forme de chaîne sans fin, qui engrène à la partie inférieure avec une roue motrice à empreintes R et passe sur une poulie de renvoi lisse R', placée au-dessus du 1^er étage.

Le brin inférieur de chacune des deux chaînes est fixé à la cabine, laquelle est portée par des galets roulant sur une file de rails placés sur les poutres du chemin de roulement.

Chacun des circuits est enfermé dans une gaine continue qui entoure la roue motrice et la poulie de renvoi. Dans la portion correspondante à la course de la cabine, les deux parties de cette gaine sont juxtaposées (voir XXIII fig. 14).

L'attache de la cabine se fait au moyen d'une traverse en fer P₁, faisant partie du circuit. Pour lui livrer passage pendant la marche de la cabine, la gaine inférieure est ouverte latéralement. Les pistons courants P sont formés de barres de 1 m de longueur, articulées entre elles à leurs extrémités. Chacune de ces articulations porte deux galets de 140 mm de diamètre, se déplaçant chacun entre deux rails fixés à la gaine, de sorte que la gaine rectangulaire renferme quatre rails placés près des angles, deux à la partie inférieure et deux à la partie supérieure (voir aussi fig. 5, 6 et 14 de la planche XXIII).

Dans chacun de ces circuits sont intercalés deux pistons tendeurs P₃, servant à augmenter ou diminuer sa tension, et des pistons-contrepoids Pt, destinés à équilibrer en partie le poids de la cage (fig. 7, 8, 9 et 10, planche XXIII).

Chacun est actionné par un moteur hydraulique absolument indépendant, qui se compose d'un cylindre hydraulique à simple effet Cy dans lequel se meut un piston plongeur P/, portant à son extrémité deux poulies de mouflage, sur chacune desquelles passe une chaîne de Galle, Ch. Ces chaînes, fixées à l'une de leurs extrémités At, actionnent, après avoir passé sur les poulies de mouflage, des pignons Pi montés sur l'arbre portant la poulie motrice de la chaîne des pistons articulés.

Pour la montée, on fait communiquer les cylindres avec l'eau sous pression; les pistons, poussés en avant, entraînent les chaînes de Galle qui font tourner les arbres moteurs. Pour la descente, on fait communiquer les cylindres avec l'évacuation; le poids de la cage qui n'est pas complètement équilibré fait, par l'intermédiaire des pistons articulés, tourner les roues motrices et rentrer les plongeurs dans le cylindre (voir diagrammes, fig. 1 et 2, planche XXIII).

A noter que ces ascenseursRoux-Combaluzier-Lepape ont été remplacé 10 ans plus tard par les Fives-Lille décrits ci-dessous.

Le principe des appareils de ce genre est connu : Un piston métallique, ayant pour hauteur celle de la distance à parcourir, se déplace dans un cylindre vertical, et porte à sa partie supérieure la cabine destinée à recevoir les voyageurs ; le système ainsi constitué est équilibré par des contrepoids convenablement disposés et calculés.

Ce type d'ascenseur, en raison de la course exceptionnelle à fournir, ne pouvait s'appliquer tel quel à la Tour, et l'appareil à réaliser devait être constitué de façon qu'aucun de ses organes ne pénétrât au-dessous du niveau inférieur des ceintures du deuxième étage.

A cet effet, on a divisé la course en deux parties égales en établissant à mi-hauteur un plancher intermédiaire. La portion de course comprise entre ce plancher intermédiaire et la troisième plate-forme (soit 80,20 m) est franchie en faisant, comme d'ordinaire, supporter la cabine par la tête des pistons hydrauliques, dont les deux cylindres A sont logés entre le deuxième étage et le plancher intermédiaire.

Mais, de plus, quand l'une des cabines C, monte de la plate-forme intermédiaire au troisième étage, l'autre, C₂ formant contrepoids, descend de la plate-forme intermédiaire au deuxième étage et vice versa.

Les voyageurs changent de cabine au plancher intermédiaire, et parcourent la course totale de 160,40 m par le double mouvement de descente et de montée du piston. (Voir aussi le diagramme XXIII-ter, fig. 1.)

Le projet avait d'abord été établi avec un piston central de 0,45 m de diamètre; mais on reconnut bien vite que le vent aurait sur ce piston une action des plus fâcheuses, en faisant prendre une flèche inadmissible à cette longue tige abandonnée sur une longueur de 80 m. La flèche aurait atteint 2,00 m pour les vents de 100 kg. Aussi, on a été conduit à dédoubler le piston, et à le remplacer par deux pistons latéraux placés en dehors du périmètre occupé par la cabine, de sorte qu'il a été possible d'entourer ces pistons d'une gaîne rattachée à la charpente métallique et les soustrayant à l'action du vent

Ces gaines offrent chacune une fente longitudinale laissant passer l'assemblage de la tôte du piston avec la cabine. Elles sont formées de colonnes creuses en fonte, emboîtées les unes dans les autres (voir fig. 164) ; elles sont boulonnées sur les poteaux-guides faisant partie de l'ossature de la Tour précédemment décrits; elles régnent sur la hauteur comprise entre le plancher intermédiaire et le troisième étage.

Des gaines analogues allant du deuxième étage à la plate-forme intermédiaire servent de guidage à la cabine contrepoids, protègent les câbles de réunion des deux cabines, et servent en même temps pour le frein parachute. Dans la portion comprise entre la plate-forme intermédiaire et le troisième étage où sont installées les poulies de renvoi, les câbles réunissant les deux cabines sont guidés dans un léger caisson en tôle et cornières fixé à l'ossature de la Tour, qui les protège également contre l'action du vent.

A venir.