Montagnes russes

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Des montagnes russes vues du sol, de loin.
Un circuit de montagnes russes, vu par un dessinateur.
Les passagers sont solidement accrochés à leur wagon.
La vitesse et la hauteur donnent des sensations fortes.

Les montagnes russes[1], parfois désignées par l'anglicisme roller coaster, 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 figurent parmi 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.

Histoire[modifier | modifier le code]

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 .

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 vu par un dessinateur.

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 Big Dipper (Pleasure Beach, Blackpool) 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 The Racer, à 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 2010, des montagnes russes lancées construites par Intamin ont à nouveau franchi le cap de 200 km/h après Kingda Ka et Ring°Racer. Il s'agit de Formula Rossa, situées à Ferrari World Abu Dhabi, aux Émirats arabes unis. Sa vitesse de pointe est de 240 km/h et le train atteint cette vitesse en moins de 5 secondes.

Innovations[modifier | modifier le code]

Les innovations dans le domaine des montagnes russes :

Les montagnes russes mentionnées ci-dessous ont eu un rôle important dans l'industrie du loisir. Elles sont remarquables pour plusieurs raisons comme [4]:

  • Premières montagnes russes d'un nouveau type, style, matériel ou technologie unique.
  • Record battu ou limite franchie.
  • Importance historique.

De 1800 à 1899[modifier | modifier le code]

1817
  • Premières montagnes russes à posséder des wagons solidaires de la voie : Les Montagnes russes à Belleville , Paris, Drapeau de la France France[5].
  • Premier duel de montagnes russes : Les Montagnes Russes à Belleville.
  • Premières montagnes russes à posséder un circuit fermé : Promenades Aériennes , Paris.
1827
  • Premier train scénique à gravité, inspirations des premières montagnes russes américaines : Mauch Chunk and Summit Hill Switchback Railroad, Pennsylvanie, Drapeau des États-Unis États-Unis.
1846
  • Premières montagnes russes à circuit ouvert à posséder un looping : Centrifugal Railway, Frascati Garden, Paris, Drapeau de la France France[6].
1884

De 1900 à 1969[modifier | modifier le code]

1907
1913
1947
Phoenix à Knoebels provient de Playland Park où il était nommé Rocket.
1959
1964

De 1970 à 1979[modifier | modifier le code]

1972
1975
1976
Corkscrew à Cedar Point, les premières montagnes russes comportant trois inversions.
1977
1979

De 1980 à 1989[modifier | modifier le code]

1980
1981
1982
Racer à Kings Island sont les premières montagnes russes a fonctionner avec des trains en marche arrière.
1985
1987
  • Premières montagnes russes à posséder 6 inversions : Vortex, Kings Island.Drapeau des États-Unis États-Unis
1988
  • Premières montagnes russes à posséder 7 inversions : Shockwave, Six Flags Great America.
Elles détiennent le record du nombre d'inversion jusqu'en 1995
1989

De 1990 à 1999[modifier | modifier le code]

1991
1992
1995
1996
1997
1998
Oblivion à Alton Towers, les premières montagnes russes Machine plongeante .
1999

Depuis 2000[modifier | modifier le code]

2000
Millennium Force à Cedar Point, les premières montagnes russes à dépasser 90 m et les premières à utiliser un câble pour le lift.
2001
2002
2003
  • Premières montagnes russes à circuit fermé à dépasser la barre des 120 m : Top Thrill Dragster à Cedar Point aux Drapeau des États-Unis États-Unis. Ce sont des Strata montagnes russes.
  • Premières montagnes russes dont la première descente dépasse 90° (97°) : Vild-Svinet, BonBonLand au Drapeau du Danemark Danemark.
2004
2005
2009
2010
2011
2012
  • Montagnes russes les plus hautes d’Europe (76 mètres), Montagnes russes adoptant la descente la plus longue d’Europe (78 mètres), Hypercoaster européen le plus rapide avec une vitesse de 134 km/h à la première descente : Shambhala à Port Aventura, en Drapeau de l'Espagne Espagne.
2013

Fonctionnement[modifier | modifier le code]

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[modifier | modifier le code]

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/s2) 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 » :

E_c=\frac12.m.v^2

(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 :

E_m=E_P=E_p+E_c=m.g.h+\frac12.m.v^2

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 :

m.g.H=\frac12.m.V^2

qui donne la valeur de V :

V=\sqrt{2.g.H}

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[modifier | modifier le code]

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 lancées, 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 (Formula Rossa) sont propulsées par un moteur hydraulique.

Il existe aussi des systèmes uniques comme le catapultage à pneus du Incredible Hulk ou le catapultage adapté des catapultes de porte-avions du Space Mountain Mission 2 à Disneyland Resort Paris.

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

Différentes montagnes russes[modifier | modifier le code]

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 ("airtime" 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 (airtime). 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[modifier | modifier le code]

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 parcourt 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" des rails.
  • Montagnes russes en position verticale (Stand-up roller coaster) : ce sont des montagnes russes classiques, 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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[modifier | modifier le code]

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.
  • 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 similaires, 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 caractérisées par des petits véhicules d'en moyenne quatre personnes, de vitesse modérée, mais où sont favorisés les virages serrés procurant une force de gravité latérale élevée, ainsi que les « chutes » rapides. Le passager a l'impression que le véhicule va tomber du circuit.
  • 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.
  • 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[modifier | modifier le code]

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.

Articles connexes : liste des méga, giga et strata montagnes russes.
  • 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) et 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 ».

Anecdotes[modifier | modifier le code]

  • En russe, elles s'appellent « montagnes américaines » (russe : Американские горки (Amierikanskiye Gorki)).

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. Nom habituellement employé au pluriel en français, depuis 1848 selon Le Petit Robert, ou depuis 1866 selon le TLFi
  2. Le terme russe est (russe : Американские горки (Amerikanskiye Gorki)), c'est-à-dire « petites montagnes américaines »
  3. Le journal l’Époque signale le premier « chemin de fer centrifuge de France ».
  4. Traduit de en:History of the roller coaster
  5. Auparavant, les premières montagnes russes parisiennes apparures en 1817 près de l’actuelle villa des Ternes connurent plusieurs morts dues à des sorties de pistes bien que les wagons atteignaient à peine 40 km/h.
  6. Voir
  7. Voir
  8. rcdb.com
  9. (fr) Fiche du Apollos Chariot (RollerCoaster DataBase)
  10. (fr) Fiche du Kingda Ka (RollerCoaster DataBase)
  11. (fr) Fiche du Top Thrill Dragster (RollerCoaster DataBase)

Voir aussi[modifier | modifier le code]

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Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]

  • (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