Escalier suspendu : l'ingénierie rencontre le design moderne

Découvrez comment les escaliers suspendus allient ingénierie et design. Du calcul structurel aux différentes typologies, voici un guide complet

Les escaliers suspendus, également connus sous le nom d’escaliers flottants, représentent l’une des innovations de design les plus captivantes dans le monde de l’architecture et de la conception intérieure. Mais comment fonctionnent-ils ? Comment sont-ils conçus ? Pour concevoir un escalier suspendu, il est essentiel d’évaluer attentivement son impact esthétique et de calculer la structure conformément aux normes techniques de construction. Un logiciel de modélisation architecturale BIM peut être d’une grande aide.

Qu’est-ce qu’un escalier suspendu ?

Les escaliers suspendus sont une solution technologique qui allie fonctionnalité et design. Caractérisés par l’absence de structure centrale porteuse et des marches fixées directement au mur ou à une autre surface verticale, ces escaliers semblent «flotter» dans l’espace, offrant un aspect moderne et épuré. Bien que l’on puisse penser qu’ils conviennent mieux à un design minimaliste et contemporain, avec le bon choix de formes et de matériaux, ils peuvent également s’adapter facilement à des environnements plus classiques, voire à des bâtiments historiques ou d’une grande valeur architecturale.

Rendu d'escalier suspendu issu du logiciel Edificius

Rendu d’un escalier suspendu issu du logiciel Edificius

En plus de leur impact esthétique, les escaliers suspendus sont également un exemple raffiné d’ingénierie structurelle, utilisant des matériaux et des techniques de construction avancés pour garantir stabilité et sécurité. Voyons donc comment fonctionne un escalier suspendu.

Comment fonctionne un escalier suspendu ?

Le charme d’un escalier suspendu découle en grande partie de son design apparemment impossible, qui semble défier les lois de la gravité. Mais comment une structure aussi légère et dépourvue de support central peut-elle rester stable et sécurisée ? La réponse réside dans une ingénierie précise et le choix des matériaux. Généralement, les marches des escaliers suspendus sont solidement ancrées au mur par des boulons ou d’autres types de fixation, répartissant uniformément la charge. Cette disposition permet d’exploiter au mieux les propriétés des matériaux tels que l’acier ou le béton armé pour assurer à la fois la stabilité et l’élégance de l’escalier. L’utilisation d’un logiciel de calcul structurel est nécessaire pour prévoir et atténuer tout problème potentiel, garantissant une construction non seulement visuellement impressionnante, mais aussi sûre pour les utilisateurs et conforme aux normes techniques de construction.
Voici comment fonctionne un escalier suspendu :

fixation au mur : la partie supérieure de l’escalier suspendu est solidement fixée à un mur ou à une structure porteuse à l’aide de supports ou d’ancrages structurels robustes. Cette fixation est essentielle pour la stabilité et la sécurité de l’escalier ;
marches : les marches d’un escalier suspendu peuvent varier en matériau et en forme, mais elles sont généralement en bois, en métal ou en verre. Ces marches sont fixées à la partie supérieure de la structure de l’escalier et s’étendent vers l’extérieur, créant les marches pour monter ou descendre ;
tension et compression : la force principale qui permet à un escalier suspendu de fonctionner est la distribution de la tension et de la compression entre le mur et les marches. La partie supérieure de l’escalier transmet la compression au mur, tandis que les marches résistent à la tension. Cette répartition des forces est la raison pour laquelle un escalier suspendu peut rester stable sans supports verticaux ;
équilibrage : la géométrie de l’escalier suspendu est conçue de manière à ce que le poids de l’utilisateur montant ou descendant soit réparti uniformément sur les marches et la structure de support. Cet équilibre permet d’éviter l’affaissement ou la déformation de l’escalier ;
design esthétique : les escaliers suspendus sont souvent appréciés pour leur design esthétique et moderne. Ils peuvent ajouter une touche d’élégance et de minimalisme aux intérieurs des bâtiments ;
sécurité : malgré leur aspect fascinant, il est essentiel que les escaliers suspendus soient conçus et construits conformément aux normes de sécurité strictes. Ils doivent être fabriqués avec des matériaux robustes, des fixations structurelles fiables et une conception soigneusement calculée pour garantir la sécurité des utilisateurs.

Rendu d’un escalier suspendu issu du logiciel Edificius

Les différentes typologies d’escaliers suspendus

Les escaliers suspendus peuvent être réalisés dans différents styles, matériaux et techniques de construction, afin de s’adapter aux besoins architecturaux et aux préférences en matière de design. Voici quelques-unes des typologies d’escaliers suspendus les plus courantes que l’on peut réaliser :

escalier suspendu sur mur porteur – lorsque l’escalier longe un mur porteur, la création de marches suspendues ne pose pas de problèmes structurels majeurs. Une solution courante consiste à créer un élément porteur en acier (appelé limon) à encastrer dans le mur porteur, qui sert de support principal aux marches et à la rampe. Cette option crée un effet visuel extraordinaire, avec des marches qui semblent émerger du mur de manière apparemment suspendue. En général, les marches sont en bois (hêtre, chêne, noyer ou autres bois précieux) sans contremarches. Pour obtenir un effet visuel remarquable, cette option peut être associée à une rampe en verre, dont les panneaux sont fixés sur les côtés des marches. Ces fixations peuvent être réalisées avec des boulons en acier inoxydable visibles ou des capuchons en bois pour cacher les vis. Une alternative possible est l’utilisation d’un limon externe en bois ;
escalier suspendu sur murs non porteurs – lorsque l’escalier n’est pas adossé à un mur porteur, mais à des éléments tels que des montants, des cloisons ou des murs de soutènement, il n’est pas possible d’utiliser un escalier suspendu traditionnel. Dans ces cas, nos concepteurs peuvent développer des solutions sur mesure après une inspection et une analyse détaillée du projet. Une solution pourrait être l’ajout d’un élément en acier suspendu avec des points de fixation au sol et au plafond. Cette solution nécessite l’utilisation de montants intermédiaires, et l’élément suspendu ressemblera davantage à une structure en acier qu’à un limon. Après l’installation de cette structure en acier, il est possible de recouvrir le mur de plaques de plâtre ou d’autres matériaux pour dissimuler la structure ;
escalier suspendu à colonne centrale – lorsque la structure du bâtiment ne permet pas l’installation d’un escalier suspendu traditionnel, une solution alternative est représentée par les escaliers suspendus avec une colonne centrale. Cette colonne sert d’épine dorsale et supporte le poids de l’escalier, assurant une sécurité maximale lors de son utilisation. La colonne centrale peut être conçue dans un style minimaliste ou plus robuste, en fonction des préférences esthétiques ;
escalier suspendu avec parois en verre structurel – dans certains projets, il peut ne pas être possible de placer l’escalier près d’un mur. Cette situation se produit, par exemple, lorsque l’escalier est situé au centre d’une pièce, d’un hall d’entrée ou d’une salle d’un bâtiment prestigieux ou d’un hôtel. Dans ces cas, il est possible d’utiliser des parois en verre structurel pour soutenir l’ensemble de la structure de l’escalier suspendu. Les parois en verre sont généralement placées des deux côtés de l’escalier et sont conçues pour soutenir la charge de chaque marche individuellement. Les marches peuvent être en bois pour s’harmoniser avec le sol ou d’autres éléments d’ameublement environnants, ou en verre trempé stratifié, offrant une touche exclusive de légèreté et d’élégance à l’ensemble du design intérieur. Les parois en verre sont spécialement conçues pour supporter la charge de l’escalier et sont fixées au sol et/ou au plafond. Les marches sont solidement fixées aux parois en verre à l’aide de boulons en acier inoxydable spécialement conçus pour assurer une structure sûre et durable.

Rendu d’un escalier suspendu issu du logiciel Edificius

Outre ces typologies plus courantes, il est possible de concevoir des escaliers suspendus uniquement avec des marches, avec des marches et des contremarches, hélicoïdaux, en L, en ligne, etc.

Calcul structurel et facteurs à prendre en compte

Pour concevoir un escalier suspendu, il est essentiel de connaître le type de mur à côté de l’escalier. S’agit-il d’un mur porteur ou simplement d’une cloison ? Cette information est cruciale pour la conception structurelle de l’escalier. Des éléments tels que les chevilles chimiques et les entretoises en acier inoxydable sont utilisés pour fixer les marches au mur.

Matériaux et détails

Les marches sont généralement en bois massif, comme le hêtre, le chêne ou le noyer, avec des épaisseurs variant de 80 à 100 mm pour répondre aux normes de construction. En alternance, la résine et le Corian gagnent en popularité comme matériaux pour les marches. Les rampes peuvent être fabriquées à partir de différents matériaux, notamment des panneaux de verre fixés sur les côtés des marches ou de l’acier inoxydable. Les options de fixation vont des boulons en acier inoxydable visibles aux capuchons en bois cachant les vis.

Installation et phases de construction

L’installation d’un escalier suspendu se fait généralement en deux phases : d’abord, l’élément porteur (limon) est installé, puis les marches et la rampe sont finalisées. Dans certaines variantes, telles que les escaliers fixés directement au mur, l’installation peut se faire en une seule phase.

Polyvalence de style

Les escaliers suspendus sont extrêmement polyvalents et peuvent s’adapter à la fois aux intérieurs modernes et classiques. D’une part, ils offrent un aspect « flottant », et d’autre part, ils nécessitent une conception structurelle solide, ce qui rend chaque installation unique.

Avantages d’un logiciel BIM pour la conception d’un escalier suspendu

L’adoption d’un logiciel de modélisation BIM dans la conception d’escaliers suspendus offre de nombreux avantages au-delà de la simple représentation graphique. Voici quelques-uns des principaux points forts :

choix du type le plus approprié : la flexibilité d’un environnement BIM permet d’explorer différentes typologies d’escaliers suspendus beaucoup plus rapidement que les méthodes traditionnelles. Vous pouvez rapidement modifier les matériaux, les dimensions et les géométries, et voir comment chaque variante s’intègre dans le projet. Cette capacité à expérimenter en temps réel est extrêmement utile pour choisir le type d’escalier le mieux adapté au contexte spécifique du projet ;
simulation structurelle : l’un des principaux avantages de l’utilisation du BIM dans ce contexte est la capacité à effectuer des simulations structurelles. Grâce à l’intégration avec des logiciels de calcul structurel, il est possible d’analyser la résistance et la durabilité de l’escalier suspendu dans différentes conditions. Cela garantit une sécurité supplémentaire de la structure et permet également d’optimiser l’utilisation des matériaux ;
visualisation et présentation : les capacités avancées de représentation graphique et de rendu 3D des logiciels BIM permettent de créer des visualisations extrêmement réalistes du projet. Cela est particulièrement utile lorsqu’il s’agit de présenter le projet au client ou à d’autres parties prenantes. Pouvoir montrer une simulation détaillée de l’escalier dans le contexte de l’ensemble du bâtiment peut contribuer à une décision plus éclairée et consciente de la part du client ;
cohérence et intégration du projet : l’environnement BIM facilite la cohérence du projet. Toute modification apportée au modèle de l’escalier est automatiquement reflétée dans toutes les vues et documentations connexes. Cela réduit le risque d’erreurs et d’incohérences, garantissant que tous les membres de l’équipe sont toujours à jour ;
optimisation des coûts et du temps : l’efficacité du BIM permet une planification plus précise des coûts et des délais. Le modèle BIM peut être utilisé pour estimer avec précision les matériaux, la main-d’œuvre et le temps nécessaires, contribuant ainsi à éviter les retards et les gaspillages de ressources.

Rendu d’un escalier suspendu issu du logiciel Edificius

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Conclusion

Les escaliers suspendus sont plus qu’un simple élément fonctionnel ; ils sont une déclaration de style et d’ingénierie. Que vous soyez architecte, designer d’intérieur ou amateur de design, ces escaliers offrent une manière fascinante de combiner fonctionnalité et style en un seul élément architectural.
Alors, la prochaine fois que vous envisagerez d’installer un escalier, pourquoi ne pas explorer les possibilités fascinantes qu’offrent les escaliers suspendus ?