Calcul d’un escalier hélicoïdal

La conception en spirale des escaliers hélicoïdaux rondes ou carrées leur confère une esthétique unique. Cependant, derrière cette élégance visuelle se cachent des calculs complexes et des considérations techniques capitales pour garantir la sécurité et le confort des utilisateurs. Dans cet article, nous plongeons dans le calcul des escaliers en colimaçon, décomposant les concepts clés et expliquant les étapes essentielles de conception.

Formules et dimensions

Vocabulaire et dimens

Les dimensions d’un escalier en colimaçon rond ou carré dépendent de nombreux facteurs, notamment l’espace disponible, la norme de construction locale, la fonction de l’escalier et le confort de l’utilisateur :

• Portée verticale : la hauteur totale à franchir entre deux niveaux d’un bâtiment.
• L’échappée de l’escalier en colimaçon : distance vertical entre deux marches homologues. Sa valeur ne devra pas être inférieure à 2 m pour la sécurité de passage des utilisateurs. 
• Diamètre de l’escalier hélicoïdal circulaire : le diamètre de l’escalier hélicoïdal dépend de la circonférence requise pour le nombre de marches et la largeur de chaque marche. Il doit être compris entre 110 et 160 cm et ne pas dépasser la longueur de la trémie qui pourra être ici ronde ou carrée (une marge minimum de 5 cm est conseillée). 
• Hauteur de marche : la hauteur standard d’une marche d’escalier se situe généralement entre 15 et 19 cm. Cependant, des hauteurs de marche plus petites peuvent être utilisées pour un escalier plus raide, tandis que des hauteurs de marche plus grandes offrent plus de confort mais nécessitent plus d’espace vertical.
• Nombre de marches : le nombre de marches dépend de la hauteur totale à franchir et de la hauteur de chaque marche. Nombre de marches = portée verticale / hauteur de marche. 
• Giron : c’est la longueur de la marche sur laquelle vous posez votre pied lorsque vous montez ou descendez l’escalier. Un giron idéal est compris entre 24 et 35 cm. 
• Formule de blondel : c’est une formule mathématique utilisée pour déterminer la hauteur optimale du pas de foulée de votre escalier.
  Pas de foulée = 2 x hauteur de marche + giron. Le pas de foulée idéal se situe entre 57 et 64 cm.  

Exemple de calcul des dimensions d’un escalier en spirale

Supposons que vous conceviez un escalier hélicoïdal pour un bâtiment et que vous ayez les informations et suivantes :

• Portée verticale (hauteur totale à franchir) : 300 cm.
• Hauteur de marche standard : 17 cm.
• Diamètre maximum de la trémie : 150 cm.
• Hauteur de marche maximale que les utilisateurs peuvent monter confortablement : 18 cm.

Étape 1 : Détermination du diamètre de l’escalier

Nous pouvons choisir un diamètre de 120 cm (tenir compte de la surface disponible au sol) puisque 110 cm < 120 cm< 160 cm. La marge avec la trémie est également respectée avec cette valeur.

Étape 2 : Calcul du nombre de marches
Le nombre de marches est calculé en divisant la portée verticale de l’escalier hélicoïdal par la hauteur de marche. Nombre de marches = 300 / 17 ≈ 18 marches.

Étape 3 : Calcul du pas de foulée (Formule de Blondel) 

On peut calculer le pas de foulée en utilisant la formule de Blondel : Pas de foulée = 2 x hauteur de marche + giron. Supposons que vous choisissez un pas de foulée de 60 cm (un compromis entre confort et espace disponible). Alors, le giron serait : giron = Pas de foulée – 2 x hauteur de marche = 60 cm – 2 x 17 cm = 26 cm.

Conseils

• Comprendre les besoins du projet : identifier la raison pour laquelle l’escalier hélicoïdal est nécessaire. Est-ce pour un usage résidentiel, commercial, public, ou est-ce un escalier d’urgence ? Les besoins de l’utilisateur, la fonctionnalité et le style de l’escalier peuvent varier en fonction de l’application.
• Connaître les normes de construction locales : se familiariser avec les réglementations et les normes de construction locales qui s’appliquent à la conception et à la construction d’escaliers. Ces normes varient d’une région à l’autre et couvrent des aspects tels que la hauteur des marches, les rampes, l’éclairage, etc.
• Optimiser le pas de foulée : utiliser la formule de Blondel pour déterminer la hauteur optimale de chaque marche, en prenant en compte la longueur de la foulée de l’utilisateur. 
• Créer des dessins et des plans détaillés : utiliser des logiciels de conception assistée par ordinateur (CAO) pour créer des dessins précis de l’escalier hélicoïdal, en tenant compte de toutes les dimensions et des détails de construction.
• Faire appel à un professionnel : si la conception de l’escalier est complexe ou si des normes de construction spécifiques s’appliquent, envisager de consulter un architecte, un ingénieur ou un constructeur expérimenté pour garantir la sécurité et la conformité aux réglementations.

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