Montagnes russes

Les montagnes russes^[1] sont des attractions mettant en scène des trains parcourant des trajets sinueux et à fort dénivelés dans le but de créer une sensation de peur et à la fois d'amusement chez les passagers. On les retrouve principalement dans les parcs à thèmes où elles y figurent comme les attractions les plus appréciées.

Étant à la base un système spécialisé de chemin de fer, les montagnes russes sont constituées de rails qui montent et descendent selon des schémas spécifiques, avec parfois un ou plusieurs retournements (le plus commun étant le looping) qui placent brièvement le passager avec la tête en bas. Les rails ne doivent pas nécessairement former un circuit fermé bien que les puristes considèrent que le terme « montagnes russes » ne devrait être utilisé que pour les circuits fermés. La plupart des montagnes russes ont des wagons pouvant contenir deux, quatre ou six passagers chacun et dans lesquels ceux-ci s'installent pour parcourir le circuit. L'ensemble des wagons accrochés entre eux est appelé train.

Sommaire 1 Histoire 2 Innovations 2.1 De 1800 à 1899 2.2 De 1900 à 1969 2.3 De 1970 à 1979 2.4 De 1980 à 1989 2.5 De 1990 à 1999 2.6 Depuis 2000 3 Fonctionnement 3.1 Les énergies mécaniques 3.2 Mécanismes 4 Différentes montagnes russes 4.1 Grandes catégories 4.2 Schéma de la voie 4.3 Spécificités de hauteur 5 Notes et références 6 Voir aussi 6.1 Articles connexes 6.2 Liens externes

Histoire

Le concept de « montagnes russes » vient des courses de luges se déroulant sur des collines de neige spécialement construites pour celles-ci, particulièrement dans les environs de Saint-Pétersbourg^[2].

À la fin des années 1700, leur popularité est telle que des entrepreneurs commencent à copier l'idée ailleurs, en utilisant des voitures munies de roues attachées sur des voies. Une compagnie, Les Montagnes russes à Belleville, construit et s'occupe de montagnes russes à Paris, en 1812.

Le premier looping est probablement construit à Paris, depuis un schéma anglais, en 1846^[3]. Le principe est le suivant : une personne dans un traîneau est lancée dans une boucle (ronde) d'environ quatre mètres de diamètre. Néanmoins, aucune de ces voies ne forme un circuit complet.

LaMarcus Adna Thompson dépose un brevet pour les premières montagnes russes le 20 janvier 1865.

Dans les années 1880 les premières montagnes russes aux États-Unis sont basées sur des trains mus par gravité. Mises à disposition par des compagnies du chemin de fer, leur but est de divertir pendant les week-ends, lorsque le nombre de voyageurs diminue.

Le premier circuit complet (en boucle) apparait en 1884 à Coney Island, un an plus tard Phillip Hinkle introduit le lift hill, un système tirant le train sur la première côte du circuit. En 1912, John A. Miller (souvent appelé le « Thomas Edison » des montagnes russes), développe une nouvelle roue, l'underfriction, qui permet au train d'aller très vite tout en restant sur le rail.

Peu après, les montagnes russes investissent les parcs d'amusement du monde entier. Une des plus célèbres historiquement est probablement The Cyclone à Coney Island, construite en 1927. Ces premières montagnes russes sont construites en bois, certaines comme Kennywood et Blackpool Pleasure Beach sont encore opérationnelles 70 ans plus tard.

La Grande Dépression marque la fin du premier âge d'or des montagnes russes, c'est à partir de là que les parcs d'attractions en général déclinent économiquement (comme un grand nombre d'entreprises).

En 1959, le parc à thème Disneyland de Disneyland Resort introduit un nouveau modèle de voie tubulaire en acier, mis en place sur le Matterhorn Bobsleds. Ce système a été développé conjointement par Walt Disney Imagineering et Arrow Dynamics. Au contraire de ses homologues en bois, ces montagnes russes permettent au train non seulement d'être guidé mais aussi d'être accroché à la voie, et ainsi de faire des loopings et de descendre autour d'un axe vertical.

C'est en 1972 que Racer, à Paramount's Kings Island, connaît un succès populaire. Un deuxième âge d'or commence alors.

Les plus grandes innovations impliquent des modifications du train. Certains font asseoir le passager dans une armature plus 'corps-à-corps', permettant aux jambes de rester en l'air et d'avoir une meilleure visibilité du sol. Une autre variation consiste à laisser les passagers dans une position debout. Certains trains ont des sièges face à l'arrière du véhicule, leurs utilisateurs ne peuvent pas prévoir les virages ou les descentes, cela augmente l'effet de surprise. Une des dernières innovations (vue sur Incredible Hulk Coaster ou sur Space Mountain) consiste à propulser le train lors de la première montée, cela augmente la vitesse de départ.

En 2009, des montagnes russes lancées construites par S&S Power franchiront à nouveau le cap de 200 km/h après Kingda Ka. Sa vitesse de pointe sera de 217 km/h, le train sera propulsé en moins de 3 secondes, le nom prévu est Ring°Racer et sera situé en Allemagne.

^{[réf. nécessaire]}

Fonctionnement

Contrairement à ce que certaines personnes pensent, les trains ne possèdent pas de moteurs et n'avancent donc pas par eux-mêmes, mais grâce à la gravité, et à des mécanismes situés sur les rails du circuit.

Les énergies mécaniques

La vitesse des véhicules est donnée par une énergie qui est transférée au train au départ du circuit, et qui lui permet de rejoindre la fin du parcours. Cette énergie est souvent obtenue par une colline sur laquelle est hissé le train au moyen d'une chaîne que l'on appelle « crémaillère », mais peut aussi provenir d'un «lancement» du train grâce à des moteurs. Le train une fois hissé en haut de la colline aura accumulé un maximum d'énergie appelée « énergie potentielle » initiale dont l'expression est :

E_P = m.g.H

où m est la masse du train (passagers compris), g l'accélération de la pesanteur (environ 9,81 m/s/s) et H la hauteur du point le plus haut du circuit (en prenant le point le plus bas comme origine). Lorsque la vitesse du train est négligeable au point le plus haut, cette énergie potentielle initiale constitue l'« énergie mécanique » du train :

E_m = E_P = m.g.H

Lors de la descente, l'énergie potentielle va être transférée en une autre énergie appelée « cinétique » :

(soit 0,5 multiplié par la masse du train, multiplié par la vitesse du véhicule au carré).

Ce transfert se réalise (théoriquement, si on néglige les déperditions par frottement) de telle sorte que la somme de l'énergie potentielle et de l'énergie cinétique soit égale en tout point à l'énergie mécanique du train :

où h est l'altitude du point considéré, et v la vitesse en ce point.

Dans le cas où le point culminant du circuit (altitude H) est suivi d'une descente vertigineuse vers le point le plus bas (altitude 0), la vitesse atteinte peut être spectaculaire. Elle est donnée par l'équation :

qui donne la valeur de V :

La vitesse atteinte sur le Silver Star d'un dénivelé de 67 mètres, est théoriquement de 36 m/s, soit plus de 130 km/h. En pratique, les frottements diminuent la vitesse d'environ 3 %.

Ce phénomène de transfert d'énergie se produit à chaque montée et descente d'une colline, et se traduit donc par le ralentissement lors de la montée, puis de l'accélération lors de la descente. En dehors de tout frottement, ce mouvement pourrait être (quasi) éternel en circuit fermé. En réalité, ces énergies varient au fil du parcours et sont en quelque sorte « consommées » par la friction entre les rails et les roues des wagons, et par la résistance de l'air. L'énergie mécanique diminue le long du circuit, sa valeur finale est réduite et permet de freiner et d'arrêter le train en bout de course. C'est pour cette raison que les ingénieurs dans ce domaine cherchent à réduire le plus possible le contact entre les rails et le véhicule. Ce « problème » qu'est la friction a été considérablement réduit avec l'apparition des montagnes russes en acier, mais si celles en bois continuent à être fabriquées c'est parce qu'elles produisent un effet de peur supplémentaire chez le passager, dû aux vibrations, liées à l'apparence instable de l'attraction.

Mécanismes

Le train quitte la station grâce à des roues équipées de pneus situées sur le circuit, qui le font avancer jusqu'à une distance prévue.

• Dans le cas de montagnes russes classiques, il arrive ensuite généralement à la montée principale. Il est ici tiré vers le sommet par une chaîne (la crémaillère), ou par un mécanisme plus récent : un câble (qui a l'avantage d'être plus rapide et moins bruyant). Un système de sécurité permet au train de ne pas redescendre au cas où cette chaîne céderait : une barre métallique vient se bloquer sur une partie « en escalier » des rails, pour qu'il ne puisse avancer que dans un sens (vers le haut). Une fois au sommet, le train est entraîné (par la chaîne) vers la pente et commence sa descente.

• Dans le cas de montagnes russes « à lancement », pour obtenir son énergie, le train peut être « propulsé » par deux types de moteurs : un moteur linéaire : une série d'aimants situés en chaîne sur les rails sont synchronisés pour faire accélérer le train au fur et à mesure qu'il passe à proximité d'eux; ou un moteur hydraulique : un câble relie le train à un treuil situé au bout de la ligne droite qui va être parcouru. Ce treuil va tourner sous la pression de fluides liquides produit par le moteur, et va donc tirer le train. Un moteur hydraulique est plus puissant, donc plus rapide qu'un moteur linéaire : les montagnes russes les plus rapides du monde (« Kingda Ka ») sont propulsées par un moteur hydraulique.

Il existe aussi des systèmes à usage unique comme le catapultage à pneu du Incredible Hulk ou le catapultage avec système de porte-avions du Space Mountain à Disneyland Resort Paris uniquement.

À partir de cette étape, le train ne dépend plus d'aucun mécanisme et avance alors tout seul, grâce à la gravité et aux énergies mécaniques. Il parcourt alors le circuit par lui-même, jusqu'à la station.

Différentes montagnes russes

Aujourd’hui il existe deux principales familles de montagnes russes : celle en bois et celle en métal (généralement de l'acier). Chaque type a ses caractéristiques propres, des possibilités de sensations différentes et ses défenseurs et ses détracteurs.

• Les montagnes russes en bois (nommées souvent avec le terme anglais Wooden coaster) permettent principalement d'avoir un aspect ancien, plus rustique et principalement de ressentir une sensation de lévitation produite par la force de gravité négative quand le train passe la crête d'un sommet ("air time" ou envolée).

• Les montagnes russes en métal (nommées souvent avec le terme anglais Steel coaster) permettent des circuits très variés avec parfois de nombreuses circonvolutions et/ou envolées (air time). Les visiteurs sont souvent malmenés par des inversions appelés boucles (ou loopings), écrous, bretzels et autres noms évocateurs.

• Les montagnes russes hybrides qui utilisent le bois et le métal. L'un pour les rails et l'autre pour le support en fonction de l'effet recherché.

Néanmoins ce n'est pas vraiment la nature du support qui différencie les montagnes russes entre elles, ce sont plutôt l'expérience des visiteurs par rapport à ce support. L'une des méthodes est simplement de prendre chaque élément pouvant constituer les montagnes russes pour les qualifier. Le type sera donc une concentration de ces différents éléments. En les classant ainsi, on distingue huit principales catégories de montagnes russes.

Grandes catégories

Les différentes montagnes russes sont caractérisées en grande partie par leurs différents moyens de transport, qui engendrent des possibilités de sensations différentes : les passagers peuvent ainsi se retrouver au-dessus des rails, en dessous, debout, allongé et même la tête en bas. On retrouve alors neuf principales catégories de montagnes russes :

• Montagnes russes assises (Sit down roller coaster) : ce sont les montagnes russes «classiques» où le passager est assis normalement dans un train, et parcours un circuit pouvant présenter des inversions.

• Montagnes russes inversées (Inverted roller coaster) : le passager se retrouve assis sur un siège situé en dessous des rails (sans la structure d'un train autour) ; Il ne voit donc pratiquement pas le circuit et se retrouve avec les jambes se balançant dans le vide. Cependant, les sièges suivent strictement l'inclinaison des rails.

• Montagnes russes sans sol (Floorless roller coaster) : le passager se retrouve assis sur un siège qui est directement fixé sur les rails (sans structure de train autour). Il peut donc apercevoir les rails sous ses pieds.

• Montagnes russes à véhicule suspendu (Suspended roller coaster) : le passager est assis dans un train dont les voitures sont mobiles et suspendues en dessous des rails. C'est-à-dire que les voitures se balancent indépendamment de l'inclinaison des rails.

• Montagnes russes volantes (Flying roller coaster) : le passager est allongé sous les rails. Il a donc une vue directe avec le sol, pour des sensations inédites. Elles sont souvent utilisées pour des attractions attribuées (thématisées) à des volatiles, ou à Superman, à cause de la posture du passager.

• Montagnes russes Bobsleigh (Bobsleds roller coaster) : ce sont des montagnes russes assez spéciales, présenté sous forme de « glissade » du train sur une piste en forme demi-cylindrique. Le circuit est ainsi comparable à une piste de bobsleigh.

• Montagnes russes pipeline (Pipeline roller coaster) : ces montagnes russes sont assez rares et spéciales, les rails se situent de part et d'autre du wagon, si bien que les supports sont, sur la majeure partie du parcours, circulaires. Le train, composé d'un seul wagon, passe donc au "milieu" du rail.
• Montagnes russes en position verticale (Stand-up roller coaster) : c'est une montagne russe classique, où les passagers sont maintenus debout dans les trains, au lieu d'être assis.

• Montagnes russes quadridimensionnelles (4th Dimension roller coaster) : ce sont des montagnes russes où le passager est au-dessus du vide et où les sièges peuvent effectuer un mouvement de rotation avant et arrière de 360° maximum. Il existe une variation où les sièges sont disposés de la même manières mais où ils ne permettent pas de rotations. Ce type de montagnes russes s'appelle Wing Rider.

• Machine plongeante (Diving Machine roller coaster) : ce sont des montagnes russes où les trains effectuent une ou plusieurs descentes à 90°, les trains ont deux ou trois rangées, et entre 6 et 10 sièges de front.

• Montagnes russes E-Powered (Powered coaster) : ce sont des montagnes russes en métal dont le train est motorisé.

• Hyper montagnes russes (Hypercoaster) : il s'agit de montagnes russes dont la structure dépasse 60 m et ne possédant aucune inversion. Toutes les hyper montagnes russes sont des méga montagnes russes mais l'inverse n' est pas forcément réciproque.

• Train de la mine (Mine Train roller coaster) : ce sont des montagnes russes assises sans inversion où le train parcourt une mine d'or.

• Montagnes russes de motos (Motorbike roller coaster) : le passagers est assis dans un wagon ayant une forme de moto. Ces montagnes russes sont toujours lancées

• Montagnes russes à friction latérale (Side friction roller coaster) : ce sont de vieilles montagnes russes en bois dont la direction est assurée par des rails se trouvant sur le côté du train.

• Montagnes russes tournoyantes (Spinning roller coaster) : ce sont des montagnes russes dans lesquels les wagons effectuent des rotations latérales sur eux-mêmes. Crush's Coaster, au Parc Walt Disney Studios, fait partie de cette catégorie.

• Montagnes russes steeplechase (Steeplechase roller coaster) : ce sont des montagnes russes à rail vertical ou les wagons ressemblent à des chevaux. Le seul exemplaire restant est Steeplechase à Pleasure Beach, Blackpool.

• Luge sur rail (Sommerrodelbahn) : ce sont des attractions hybrides mélangeant montagnes russes et luge d'été et destinées au milieu montagnard.

• Virginia Reel : il s'agissait de montagnes russes en bois tournoyantes à friction latérale . Plus aucun exemplaire ne subsiste.

Schéma de la voie

On peut également classer les montagnes russes par le « design » de leur circuit. Il ne se distinguent pas tous par leurs sensations fortes mais surtout par l'originalité de leur circuit. Il en existe également plus d'une vingtaine différent, en voici les principaux :

• Montagnes russes lancées (Launched roller coaster) : ce sont des montagnes russes dont les trains sont propulsés , par catapultage , par roues de friction , ou par des moteurs linéaires à induction ou synchrone.

• Duel de montagnes russes (Dueling coaster) : on appelle ainsi deux montagnes russes positionnés à proximité (souvent parallèlement) et dont les deux circuits se croisent pour donner l'impression que les trains de chacun des parcours manquent de se percuter de justesse. L'exemple le plus célèbre étant Dueling Dragons, du parc Universal's Islands of Adventure, à Orlando.

• Montagnes russes aller & retour (Out and Back roller coaster) : ce sont les montagnes russes dont le trajet suit une ligne droite, fait un angle de 180° puis revient en longeant le même chemin.

• Montagnes russes racing (Racing roller coaster) : on appelle ainsi deux montagnes russes similaire, construites en parallèle, et fonctionnement simultanément pour que les trains de chaque circuit aient l’impression de faire la course. Certaines d'entre elles permettent que l'on puisse toucher, en tendant le bras, les mains des personnes dans le train opposé.

• Montagnes russes navette (Shuttle roller coaster) : ces montagnes russes présentent des circuits non fermés: les trains sont expulsés au bout du circuit, puis reviennent. Citons l'exemple du modèle de série Boomerang de Vekoma.

• Montagnes russes twister (Twister roller coaster) : dans ces montagnes russes, le circuit ne respecte pas un trajet simple et linéaire : c'est l'opposé d'un « out and back ».

• Wild Mouse : ces montagnes russes sont caractérisés par des petits véhicules d'en moyenne quatre personnes, de vitesse modérée, mais où est favorisé les virages serrés procurant une force de gravité latéral élevée, ainsi que les « chutes » rapides. Le passager a l'impression que le véhicule va tomber du circuit.

• Montagnes russes aquatiques (Water coaster) : le parcours comprend une section « aquatique ».

• Montagnes russes intérieures (Indoor Coaster), parfois appelées montagnes russes dans le noir. Elles sont situées dans des sortes de hangars, sans lumière extérieure, pour permettre d'utiliser différents effets spéciaux, et peuvent être théoriquement de toutes catégories, bien qu'il n'en existe que de type assis (standard) dans les faits. L'obscurité permet de « cacher » les rails, ainsi, les passagers n'ont aucun repère par rapport au circuit, pour créer un effet d'angoisse. Cela permet également d'utiliser des effets de lumière ou encore de créer des décors pour donner un thème à l'attraction. Cette désignation reste toutefois dépendante des autres types.

• Montagnes russes à anneau de Möbius (Möbius Loop roller coaster) : ce sont des montagnes russes duel ou racing où il n' y a qu' un seul circuit mais deux gares.

• Figure 8 (Figure eight roller coaster) : ce sont de petites montagnes russes dont le parcours reprend la forme du chiffre "8" et ce sur plusieurs niveaux.

Spécificités de hauteur

Cedar Point fut le premier parc à proposer des montagnes russes dépassant des limites de hauteurs. Ainsi (peut-être pour des raisons de merchandising) il fut le premier à utiliser des noms spécifiques pour classer les montagnes russes par classe de hauteur, ces noms passèrent dans l'usage populaire.

• Méga montagnes russes : les méga montagnes russes (de l'anglais Mega coaster) sont des montagnes russes dont le point le plus haut culmine à plus de 60 m. Le premier d'entre eux a été conçu par Bolliger & Mabillard et porte le nom de Apollos Chariot^[9]. Il se situe à Busch Gardens Europe aux États-Unis. Au-delà de 90 m, elles deviennent des giga montagnes russes. Le terme Hyper montagnes russes est également utilisé pour cette classification, mais son usage est ambiguë puisqu’il désigne le même type de montagnes russes mais ne possédant aucune inversion.
• Giga montagnes russes : les giga montagnes russes (de l'anglais Giga coaster) sont des montagnes russes dont le point le plus haut culmine à plus de 90 m. Au-delà de 120 m, elles deviennent des strata montagnes russes.
• Strata montagnes russes : les Strata montagnes russes (de l'anglais Strata coaster) sont des montagnes russes dont le point le plus haut culmine à plus de 120 m. Il n'existe que 2 exemplaires de strata montagnes russes au monde : Kingda Ka^[10] (139 mètres) au parc Six Flags Great Adventure (États-Unis - New Jersey). Top Thrill Dragster^[11] (128 mètres) au parc Cedar Point (États-Unis - Ohio). Ils ont tous les deux été conçus et construits par la société Intamin.

Certains inconditionnels de montagnes russes espèrent que la limite des 150 m, soit dépassée et inaugureraient ainsi les premières « Tera montagnes russes ».

Notes et références

Voir aussi

Articles connexes

• Alpine coaster
• Parc d'attractions
• Chemin de fer
• Parcs Passion - Association
• Éléments de montagnes russes
• Records dans le domaine des montagnes russes

Liens externes

Bases de données :

• (fr) Coasters World - Base de données francophone de montagnes russes, Forum, actualités, articles, reportages, interviews, autres rubriques informatives très diverses.
• (en) RCDB - Base de données sur plus de 4 500 montagnes russes à travers le monde

v · Airtime • Records dans le domaine des montagnes russes Rail tubulaire • Rollback • Éléments de montagnes russes
Montagnes russes par matériaux	Montagnes russes en métal • Montagnes russes en bois • Montagnes russes hybrides
Catégories de montagnes russes	Aquatiques • Assises • Bobsleigh • E-Powered • Hyper montagnes russes • Friction latérale • Inversées • Junior • Luge sur rail • Machine plongeante • Motocyclettes • Pipeline • En position verticale • Quadridimensionnelles • Sans sol • Steeplechase • Tournoyantes • Train de la mine • À véhicule suspendu • Virginia Reel • Volantes • Wing Rider
Schéma de la voie	Anneau de Möbius • Duel • Figure 8 • Intérieures • Lancées • Out & Back • Racing • Navette • Twister • Wild Mouse
Taille	Méga montagnes russes • Giga montagnes russes • Strata montagnes russes
Éléments de parcours	Boomerang (cobra roll) • Immelmann • Looping vertical • Tire-bouchon (corkscrew)

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