Mannheim, 1880 : une cabine gravit 22 mètres sans vapeur ni eau sous pression, mue par le moteur électrique de Werner von Siemens.
Un ingénieur berlinois à l'avant-garde de l'électricité
Siemens & Halske, de la télégraphie à la dynamo
En 1847, Werner Siemens fonde à Berlin la société Siemens & Halske avec le mécanicien Johann Georg Halske. Leur premier produit, un télégraphe à aiguille, ancre d'emblée l'entreprise dans les technologies électriques de communication.
Le basculement vers l'énergie survient en 1866, lorsque Siemens formule le principe dynamo-électrique, présenté à l'Académie des sciences de Berlin en janvier 1867. La dynamo permet de produire du courant électrique en quantité industrielle, condition préalable à toute motorisation électrique. Sans elle, aucun moteur ne quittait le laboratoire. En 1879, Siemens & Halske présente à l'exposition industrielle de Berlin un petit train électrique de démonstration, banc d'essai direct de la traction motorisée.
Avant 1880, la vapeur et l'eau sous pression
Au Crystal Palace de New York, en 1854, Elisha Otis présente un dispositif qui bloque la cabine en cas de rupture du câble. Trois ans plus tard, ce frein de sécurité équipe le premier ascenseur pour passagers, installé dans l'immeuble E.V. Haughwout à New York et actionné par une machine à vapeur. L'histoire de l'ascenseur retient ensuite les années 1870, durant lesquelles les appareils hydrauliques, alimentés par de l'eau sous pression, se diffusent dans les grandes villes.
Ces deux technologies imposent toutefois une contrainte matérielle : une chaudière à demeure ou un raccordement à un réseau d'eau sous pression, ce qui alourdit l'installation et son exploitation.
D'un côté, une électrotechnique berlinoise arrivée à maturité, prête à quitter les laboratoires. De l'autre, des ascenseurs encore prisonniers de la vapeur et de l'eau sous pression. À l'automne 1880, Mannheim allait réunir ces deux mondes.
Mannheim, automne 1880, une tour devient vitrine
Une tour d'observation de 22 mètres
Vingt-deux mètres : c'est la hauteur de la tour d'observation que Siemens & Halske choisit pour sa démonstration à la Pfalzgau-Ausstellung, exposition régionale organisée à Mannheim en 1880 et consacrée à l'industrie et à l'artisanat du Palatinat. L'ascenseur est installé le long de cette structure, avec une double fonction. Pour les visiteurs, il donne accès à un point de vue panoramique. Pour l'entreprise berlinoise, il permet de démontrer la traction électrique en conditions réelles, face à une clientèle potentielle et sur un trajet répété au fil des journées d'exposition. La démarche prolonge celle du train électrique présenté à Berlin en 1879 : prouver la fiabilité de l'électricité devant un large public plutôt que dans un laboratoire.
Onze secondes jusqu'au sommet
Environ 11 secondes suffisent à la cabine pour rejoindre le sommet de la tour. Les sources historiques indiquent une vitesse proche de 0,5 mètre par seconde, un rythme modeste mais régulier, adapté à des visiteurs peu habitués à quitter le sol mécaniquement. Ces valeurs, transmises par des récits d'époque, restent approximatives et ne concordent pas toujours entre elles. La fréquentation est plus parlante : environ 8 000 passagers auraient emprunté l'appareil durant l'exposition. Ce volume suppose des centaines de trajets successifs, donc une motorisation capable d'enchaîner montées et descentes sans défaillance majeure.
L'installation reste pourtant un prototype de démonstration, pensé pour convaincre le public, sans vocation à équiper durablement un bâtiment, et démonté après l'exposition.
Un moteur sous la cabine qui grimpe sur une crémaillère
Pignon denté et crémaillère verticale forment le cœur du dispositif de Mannheim. Fixé sous la cabine, le moteur électrique se déplace avec elle. En tournant, il entraîne un pignon qui s'engrène sur la crémaillère et fait monter la cabine le long de la tour. Ce montage ne fait appel à aucun câble de levage ni à aucune machinerie placée au sommet, ce qui allège d'autant la structure porteuse.
L'énergie provient d'une dynamo, selon le principe formulé par Siemens en 1866. Le courant est produit sur place. L'appareil n'a donc besoin ni de chaudière ni de réseau d'eau sous pression, deux contraintes lourdes pour un exploitant de l'époque.
Face aux solutions alors en service, le premier ascenseur électrique de l'histoire change la manière de fournir l'énergie au mouvement. Chaque technologie associe en effet sa source motrice à un organe de levage précis, et cette association détermine les installations que le bâtiment doit accueillir.
| Technologie | Source d'énergie | Organe de levage | Exemple historique |
|---|---|---|---|
| Monte-charge à cabestan | Force humaine ou animale | Cabestan et cordages | Hypogée du Colisée, Rome, Antiquité |
| Chaise volante | Force humaine | Câble et contrepoids | Château de Versailles, 1743 |
| Ascenseur à vapeur | Machine à vapeur | Câble enroulé sur un treuil | Immeuble Haughwout, New York, 1857 |
| Ascenseur hydraulique | Eau sous pression | Piston | Diffusion dans les grandes villes dans les années 1870 |
| Ascenseur électrique Siemens | Moteur électrique alimenté par une dynamo | Pignon sur crémaillère | Pfalzgau-Ausstellung, Mannheim, 1880 |
Du prototype aux immeubles, la diffusion de la traction électrique
Les limites d'une installation à crémaillère
Embarquer le moteur sous la cabine revient à le hisser à chaque course : la masse à soulever additionne celle de la plateforme, des passagers et de la motorisation elle-même. Cette charge supplémentaire pèse sur la consommation et limite la capacité utile. La crémaillère impose une structure de guidage continue et rigide sur toute la hauteur desservie, un ouvrage coûteux à intégrer dans une cage d'immeuble, dont chaque défaut d'alignement se répercute sur l'engrènement du pignon. La vitesse d'environ 0,5 m/s relevée à Mannheim convient à une tour d'exposition, mais elle allonge les trajets dès que le nombre d'étages augmente.
À la même époque, les immeubles des grandes villes restent équipés d'ascenseurs hydrauliques, solution dominante des années 1880 que la traction électrique doit encore supplanter.
Otis, Sprague et les premiers immeubles équipés
Neuf ans après la démonstration allemande, la traction électrique franchit l'Atlantique. En 1889, la société Otis installe un ascenseur électrique dans le Demarest Building, à New York. Souvent citée comme la première installation électrique commerciale dans un immeuble, elle fait passer la technologie de la vitrine d'exposition au bâtiment.
L'ingénieur américain Frank J. Sprague, déjà connu pour la traction électrique des tramways, développe des ascenseurs électriques au début des années 1890. Son apport accompagne une bascule de principe : avec la traction à câble, le moteur reste fixe et entraîne une poulie qui déplace la cabine et son contrepoids. Ce dernier équilibre une partie de la masse de la cabine, ce qui réduit l'effort demandé au moteur. Ce schéma fonde l'ascenseur moderne.
Ce que l'ascenseur d'aujourd'hui doit à 1880
Un siècle et demi après, le principe de Mannheim structure toujours le parc installé.
Des motorisations héritières de l'électrotechnique
Traction électrique avec ou sans réducteur : cette famille équipe aujourd'hui la majorité des immeubles. Les appareils hydrauliques, conservés pour les faibles hauteurs, actionnent eux aussi leur pompe par moteur électrique, tandis que les variateurs de fréquence règlent finement la vitesse et adoucissent démarrages et arrêts. Cette filiation repose sur quelques jalons :
- 1847 : la fondation de Siemens & Halske à Berlin fournit le socle industriel.
- 1866-1867 : le principe dynamo-électrique rend le courant exploitable à grande échelle.
- 1879 : un train de démonstration berlinois valide la traction électrique.
- 1880 : Mannheim transpose cette traction au levage par crémaillère.
- 1889 : un ascenseur électrique Otis équipe le Demarest Building de New York, signe d'une adoption commerciale.
Un cadre de sécurité devenu normatif
Bien avant la traction électrique, la chute de cabine constituait le risque majeur du transport vertical. Le parachute de sécurité, dont Otis a fait la démonstration en 1854, reste un organe obligatoire des ascenseurs à câbles : en cas de survitesse, il bloque la cabine sur ses guides. Cet enjeu est désormais encadré à l'échelle européenne. La directive 2014/33/UE fixe les exigences de sécurité applicables aux ascenseurs mis sur le marché. Deux normes en précisent l'application : l'EN 81-20, pour la construction et l'installation des ascenseurs pour personnes et charges, et l'EN 81-50, pour les règles de conception, les calculs et les essais.
Pari de démonstration à Mannheim, la motorisation électrique a fini par devenir le socle des appareils actuels : leur conception, leur réglementation et leur modernisation découlent encore, à des degrés divers, de ce choix initial.
Présenté à Mannheim en 1880, le prototype de Werner von Siemens a prouvé qu'un moteur électrique pouvait déplacer une cabine de façon sûre et régulière. Les appareils actuels, plus rapides et mieux sécurisés, prolongent directement cette intuition : confier la traction à l'électricité.
Questions fréquentes
Qui a inventé le premier ascenseur électrique de l'histoire, et quand ?
Werner von Siemens, cofondateur de Siemens & Halske, a présenté le premier ascenseur électrique en 1880, lors de l'exposition industrielle du Palatinat organisée à Mannheim, en Allemagne.
Comment fonctionnait l'ascenseur électrique de Werner von Siemens ?
La cabine embarquait son propre moteur électrique, placé sous le plancher. Un pignon entraîné par ce moteur s'engrenait sur une crémaillère fixée dans la gaine, ce qui permettait de monter et descendre sans câble de traction.
Quelles étaient les performances de ce premier ascenseur électrique ?
L'appareil hissait les visiteurs jusqu'à une plateforme d'observation située à environ 22 mètres de hauteur, en 11 secondes. Pendant la durée de l'exposition, il aurait transporté près de 8 000 passagers.
Quelle différence entre l'ascenseur de Siemens et les inventions d'Otis ?
En 1854, Elisha Otis a présenté un frein de sécurité destiné aux ascenseurs à vapeur ou hydrauliques. Siemens introduit la propulsion électrique en 1880. Otis Brothers installe ensuite le premier ascenseur électrique commercial à New York, en 1889.