montagnes russes

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Contexte

Les montagnes russes sont un parc d'attractions où les passagers sont assis dans une série de voitures à roues reliées entre elles. Les voitures se déplacent le long d'une paire de rails soutenus par une structure en bois ou en acier. En fonctionnement, les voitures sont portées sur une pente raide par une chaîne liée. Lorsque les voitures atteignent le sommet de la pente, elles se libèrent de la chaîne et sont propulsées vers le bas par gravité à travers une série de descentes, de montées et de virages. Enfin, les voitures sont freinées jusqu'à l'arrêt au point de départ, où les passagers descendent et de nouveaux passagers montent. Les montagnes russes sont considérées par beaucoup comme le manège le plus excitant de tous les parcs d'attractions.

Historique

Les origines des montagnes russes remontent probablement à la Russie dans les années 1400, où la luge sur glace était une activité hivernale populaire. Il est devenu si populaire que les habitants des zones relativement plates ont construit leurs propres collines avec de la neige et de la glace. Les sommets de ces collines artificielles étaient atteints par des tours de bois surélevées avec des escaliers partant du sol. Pour une somme modique, les gens pouvaient monter l'escalier et faire une descente rapide et excitante de la colline sur un traîneau.

Dans les années 1700, de nombreux propriétaires de collines de glace ont trouvé un moyen d'étendre le potentiel de profit de l'attraction au-delà des mois d'hiver. Ils montaient des roues sous de petits traîneaux et remplaçaient les collines de glace par des collines en bois. Des lanternes aux couleurs vives étaient accrochées le long de la pente pour permettre le fonctionnement de nuit.

Les visiteurs de France ont vu ces manèges, qu'ils ont appelés les montagnes russes, et ont repris l'idée avec eux. Le premier caboteur à roues ouvre à Paris en 1804, et l'engouement pour le caboteur se répand rapidement dans toute la France. Au fur et à mesure que la popularité des manèges augmentait, les opérateurs se disputaient le patronage du public en construisant des montagnes russes plus rapides et plus excitantes. Malheureusement, les dispositifs de sécurité ne suivaient pas la vitesse et les accidents étaient fréquents. Au milieu des années 1800, le nombre croissant de blessures et une perte générale d'intérêt public ont fait des ravages. Un par un, les montagnes russes des montagnes russes ont été démantelées.

Le développement des montagnes russes aurait pu s'arrêter là s'il n'y avait eu un ancien chemin de fer de transport de charbon aux États-Unis. Le chemin de fer incliné Mauch Chunk a été construit en Pennsylvanie au début des années 1800 pour transporter du charbon d'une mine au sommet d'une montagne jusqu'à des barges dans un canal en contrebas. Des mules ont hissé les voitures vides en haut de la colline, et la gravité a ramené les voitures chargées, ainsi que les mules, vers le bas. En 1874, les opérations minières ont changé et le chemin de fer a commencé à transporter des touristes au lieu de charbon. L'aller-retour d'une heure et demie a coûté un dollar et a été un succès immédiat. Le chemin de fer a continué à transporter des passagers jusqu'à sa fermeture en 1938.

Le succès du chemin de fer incliné Mauch Chunk en tant qu'attraction touristique a inspiré plusieurs manèges similaires à plus petite échelle. Aux États-Unis, LaMarcus Thompson a construit son trajet de chemin de fer Gravity Pleasure Switchback sur la plage de Coney Island, New York, en 1884. Pour un sou, les coureurs ont conduit des voitures qui ont roulé d'une station élevée à une autre sur une série de douces collines appuyées sur un tréteau en bois. À l'extrémité opposée, les voitures ont été commutées sur une voie parallèle pour le voyage de retour.

Les deuxièmes montagnes russes de Coney Island ont été construites à la fin de 1884 lorsque Charles Alcoke a ouvert son chemin de fer Serpentine. Les montagnes russes d'Alcoke ont été les premières à utiliser une conception de piste ovale. Les coureurs étaient assis sur le côté sur des bancs ouverts alors qu'ils étaient entraînés à ce qui était alors considéré comme une vitesse vertigineuse de 12 mph (19 km/h). Un troisième caboteur a été construit sur Coney Island en 1885 par Phillip Hinkle. Les montagnes russes de Hinkle intégraient un élévateur à chaîne pour transporter les voitures jusqu'à la première colline, permettant ainsi aux passagers d'embarquer au niveau du sol et de leur éviter une ascension.

Le développement des montagnes russes a atteint son apogée dans les années 1920, alors qu'il y avait plus de 1 500 montagnes russes en bois en service aux États-Unis. Les difficultés économiques des années 30 et les pénuries de matériel de guerre des années 40 ont mis fin à cette époque. Les parcs d'attractions ont fermé par centaines et leurs montagnes russes en bois sont tombées en ruine ou ont été détruites. Ce n'est que lorsque Walt Disney a ouvert le manège Matterhom Bobsled à Disneyland en 1959 que l'ère de la conception moderne des montagnes russes en acier a commencé. Ironiquement, il a fallu la construction d'un nouveau caboteur en bois - l'énorme Racer à Kings Island près de Cincinnati, Ohio, en 1972 - avant que l'engouement pour les caboteurs ne reprenne vraiment.

À la fin des années 1990, on estimait qu'il y avait plus de 200 grandes montagnes russes en service aux États-Unis, et d'autres s'ajoutent chaque année. En mai 2000, la Millenium Force a ouvert ses portes à Cedar Point à Sandusky, Ohio. Avec une hauteur de 94 m (310 pi) et une vitesse de 148 km/h (92 mph), il s'agit des montagnes russes les plus hautes et les plus rapides au monde.

Matières premières

Les montagnes russes sont généralement classées comme des montagnes russes en bois ou des montagnes russes en acier selon les matériaux utilisés pour la structure de support.

Les sous-bocks en bois utilisent des structures massives de style chevalet en bois pour soutenir la piste au-dessus du sol. Le bois est généralement une qualité de construction comme le douglas ou le pin jaune du sud et est peint ou traité d'une autre manière pour éviter la détérioration. Les éléments en bois reposent sur des fondations en béton et sont assemblés avec des boulons et des clous. Les plaques d'acier sont utilisées pour renforcer les joints critiques. À titre d'exemple du nombre immense de pièces nécessaires à la construction d'un caboteur en bois, l'American Eagle construit pour Six Flags Great America à Gumee, dans l'Illinois, a utilisé 2 000 fondations en béton; 1,6 million de pieds (487 680 m) de bois ; 60 720 boulons ; et 30 600 lb (13 910 kg) de clous. Il a été recouvert de 9 000 gal (34 065 L) de peinture.

Les caboteurs en acier peuvent utiliser des structures minces de style chevalet pour soutenir la piste, ou ils peuvent utiliser des supports tubulaires épais. La voie est généralement formée de sections à partir d'une paire de tubes d'acier ronds soudés maintenus en position par des montants en acier fixés à une poutre-caisson rectangulaire ou à des supports de voie tubulaires ronds épais. Toutes les surfaces en acier exposées sont peintes. Les sous-verres en acier peuvent être tout aussi complexes que ceux en bois. Par exemple, le caboteur Pepsi Max Big One à Blackpool Pleasure Beach à Blackpool, en Angleterre, a utilisé 1 270 pieux enfoncés dans le sol sablonneux pour la fondation; 2 215 tonnes (2 010 tonnes métriques) d'acier et 60 000 boulons. Il y avait 42 000 mètres carrés (35 087 mètres carrés) de surfaces peintes.

La chenille et la chaîne de levage des caboteurs en bois et en acier sont en acier, et les wagons ont généralement des essieux et des sous-structures en acier. Les carrosseries de la voiture peuvent être formées d'aluminium ou de fibre de verre, et les roues de la voiture peuvent être moulées en uréthane ou en un autre matériau durable et silencieux.

Conception

La conception d'un tour de montagnes russes est la première et la plus importante partie du processus de fabrication. Parce que chaque montagne russe est unique, chaque détail doit être conçu littéralement à partir de zéro.

Pour commencer, les concepteurs de montagnes russes doivent considérer quel type de cyclistes utilisera les montagnes russes. Si les montagnes russes sont conçues pour les petits enfants, les collines et les courbes seront douces et la vitesse des voitures sera relativement lente. Les familles veulent généralement une conduite un peu plus rapide avec beaucoup de virages et des forces modérées. Les amateurs de sensations fortes veulent des hauteurs et des vitesses extrêmes.

Les concepteurs doivent alors considérer l'espace disponible pour le caboteur. Les montagnes russes prennent non seulement beaucoup d'espace au sol, mais aussi beaucoup d'espace aérien. Les concepteurs examinent le terrain en général, les autres manèges environnants, les lignes électriques, les routes d'accès, les lacs, les arbres et autres obstacles. Certains parcs d'attractions ont ajouté tellement de manèges qu'une nouvelle montagne russe doit être conçue pour se frayer un chemin à travers les manèges et les passerelles existants.

Le prochain objectif pour les concepteurs est d'obtenir une "sensation" unique pour le caboteur. Les concepteurs peuvent s'appuyer sur un certain nombre de techniques pour offrir une balade mémorable. L'inclinaison initiale peut être rendue plus raide ou la vitesse de la chaîne de levage peut être ralentie pour augmenter l'appréhension des passagers. Une fois en haut de la pente, la première descente est généralement conçue pour être la plus raide, et donc la plus rapide et la plus effrayante. D'autres gouttes peuvent être conçues avec une brève section aplatie au milieu et sont appelées doubles immersions. Les chutes avec des transitions très abruptes vers une section plate ou renversée sont appelées slammers parce qu'elles claquent les passagers dans leurs sièges. Laisser les voitures rouler près du sol, dans ce qu'on appelle un ravin, donne l'illusion d'une vitesse accrue.

L'avènement de la construction en acier pour les montagnes russes a permis un certain nombre de variations sur le tour de base des montagnes russes. Dans certains caboteurs modernes, les passagers sont assis suspendus sous les rails plutôt que de monter dessus. Dans d'autres, les passagers voyagent debout plutôt qu'assis. Certaines montagnes russes, connues sous le nom de bobsleigh, n'ont aucune piste et les voitures roulent librement dans un creux, comme une piste de bobsleigh.

La majeure partie de la conception et de la mise en page d'une montagne russe se fait sur un ordinateur. La hauteur de la première pente doit être calculée pour donner aux voitures suffisamment d'énergie pour les propulser tout au long du trajet et revenir à la gare. Les efforts horizontaux et verticaux que les wagons chargés exercent sur la voie doivent être calculés en chaque point pour s'assurer que la structure de support est adéquate. De même, les efforts exercés sur les passagers doivent être calculés en tout point. Ces forces sont généralement exprimées en « g », qui sont des multiples de la force que la gravité exerce sur notre corps. Par exemple, si une personne pèse 100 lb (45,5 kg), une force de 2 g exercerait une force de 200 lb (91 kg) sur cette personne. Les caboteurs aux États-Unis n'exercent généralement pas plus d'environ 3,5 g, ce qui est la limite que la plupart des gens trouvent tolérable. Trois caboteurs en dehors des États-Unis exercent plus de 6,5 g et sont considérés comme ultra-extrêmes. Les pilotes de chasse à réaction s'évanouissent à environ 10 g.

Étant donné que chaque caboteur incorpore généralement une ou plusieurs fonctionnalités nouvelles et non testées, un prototype fonctionnel des nouvelles fonctionnalités peut être construit pour les tests et l'évaluation. Le prototype est monté dans les locaux du constructeur et des voitures d'essai lestées équipées d'instruments sont propulsées à travers la section d'essai à la vitesse souhaitée. Sur la base de ces tests, les concepteurs peuvent modifier leur conception d'origine avant de construire le produit final.

Une fois les calculs, la conception et les tests terminés, un programme de dessin assisté par ordinateur (CAO) est utilisé pour préparer des dessins détaillés pour chacune des milliers de pièces qui seront utilisées pour construire le nouveau caboteur.

Le processus de fabrication

La construction physique réelle d'une montagne russe peut avoir lieu dans une usine ou sur le site du parc d'attractions selon le type et la taille des montagnes russes. La plupart des sous-verres en acier sont construits en sections dans une usine, puis transportés par camion sur le site et érigés. La plupart des sous-verres en bois sont construits pièce par pièce sur le site. Voici la séquence d'opérations typique pour la fabrication à la fois de sous-verres modernes en acier et de sous-verres classiques en bois.

Préparation du site

• 1 Avant que les montagnes russes puissent être installées, la zone où elles doivent être situées doit être nettoyée et préparée. Cela se fait généralement hors saison lorsque le parc d'attractions est fermé. Si cela doit être fait pendant que le parc est encore ouvert, la zone est clôturée pour empêcher le public de déambuler sur le chantier.
• 2 S'il y a des structures existantes, de la végétation ou des services publics qui doivent être déplacés ou démolis, ce travail est effectué en premier. Si l'un des terrains environnants doit être rempli ou excavé, ce travail est également effectué à ce moment-là.
• 3 Les trous pour les fondations de la structure de support sont arpentés et forés ou creusés. Des coffrages en bois robustes sont construits pour maintenir le béton pour chaque point de fondation. Dans certaines régions où le sol est très sableux, de gros pieux en bois peuvent être enfoncés dans le sol comme fondations plutôt que d'utiliser du béton coulé. Si du béton est utilisé, il est amené sur le site dans des camions malaxeurs et pompé en place par une pompe à béton avec un long bras articulé Un exemple de montagnes russes en bois. qui peut atteindre chaque forme de fondation. Des plaques de connexion sont noyées dans le béton au-dessus de chaque fondation pour permettre la fixation des supports.

Montage de la structure de support principale

• 4 Lorsque la fondation est en place, les travaux commencent sur la structure de support principale. Les supports des sous-verres en acier - en fait, presque toutes les pièces des sous-verres en acier - sont fabriqués dans une usine et expédiés sur le chantier en sections sur des camions. En usine, les pièces de chaque support sont coupées et soudées dans la forme requise à l'aide de fixations pour les maintenir dans la bonne orientation les unes par rapport aux autres. Si un cintrage tridimensionnel complexe est requis, cela peut être fait dans une cintreuse de tube hydraulique qui est contrôlée par des informations provenant de l'ordinateur. Sur les sous-verres en bois, le matériau des supports est généralement expédié sur le site sous forme de bois brut et les pièces individuelles sont coupées et assemblées sur place. Dans les deux cas, les parties inférieures des supports principaux sont soulevées par une grue et sont fixées aux plaques de connexion dépassant des points de fondation.
• 5 Une fois que les supports inférieurs sont en place, ils peuvent être temporairement contreventés tandis que les sections supérieures sont levées en place et connectées. Ces travaux se poursuivent jusqu'à ce que la structure de support principale soit terminée.

Installation de la piste

• 6 Avec la structure de support principale en place, la piste est installée. Sur les sous-verres en acier, Un exemple de montagnes russes et de voiture en acier. des sections de voie sont fabriquées en usine avec les chandeliers et les voies tubulaires soudées aux supports de voie. Une fois les sections amenées sur le site, elles sont levées en place et les extrémités des rails sont glissées ensemble. Les sections sont ensuite boulonnées à la structure de support principale et les unes aux autres. Sur les sous-verres en bois, des poutres en bois sont installées sur le dessus de la structure de support principale sur toute la longueur du trajet. Six à huit couches de planches de bois plates sont installées dans le sens de la longueur au-dessus des poutres de liaison en deux rangées pour former une base stratifiée pour les rails. Les rails eux-mêmes sont formés de longues bandes d'acier plates vissées dans la base en bois.
• 7 Sur les caboteurs en acier, les passerelles et les mains courantes sont soudées le long de l'extérieur de la voie pour permettre l'accès pour la maintenance et l'évacuation d'urgence des passagers. Sur les sous-bocks en bois, les parties des tirants à l'extérieur de la piste sont utilisées comme passerelles et des mains courantes sont installées.
• 8 La chaîne de levage et les mécanismes anti-recul sont installés sur la pente de levage, et le dispositif de freinage est installé à l'approche finale de la gare.

Fabrication des voitures

• 9 Les voitures individuelles du caboteur sont fabriquées en usine. Les pièces du sous-châssis sont coupées et soudées. Les carrosseries sont embouties en aluminium ou moulées en fibre de verre, puis fixées au faux-châssis. Les coussins d'assise peuvent être découpés dans de la mousse, montés sur une base et recouverts d'un rembourrage. Les roues de roulement et les roues de guidage sont boulonnées en place avec des attaches de verrouillage. Des ailerons de frein, des chiens anti-recul et d'autres composants de sécurité sont installés.

Finir le trajet

• 10 Lorsque la construction principale est terminée, le câblage électrique est installé pour l'éclairage et l'ensemble du manège peut être peint. La gare d'embarquement est construite, des panneaux sont installés et l'aménagement paysager est mis en place.

Contrôle qualité

La conception et la construction de montagnes russes sont couvertes par de nombreuses réglementations gouvernementales en matière de sécurité. Les matériaux utilisés doivent répondre à certaines exigences de résistance et la construction elle-même est soumise à une inspection périodique. Chaque jour, le caboteur doit être soigneusement inspecté avant d'être mis en service.

Avant que le manège ne soit ouvert au public, les voitures sont remplies de sacs de sable lestés et envoyées à travers plusieurs circuits pour s'assurer que tout fonctionne correctement. Les inspecteurs de la sécurité du gouvernement effectuent un examen final avant d'autoriser l'exploitation.

Le futur

La tendance actuelle à des montagnes russes plus hautes, plus longues et plus rapides se poursuivra probablement dans un avenir proche. Cela est particulièrement vrai maintenant que les montagnes russes sont devenues populaires en Europe, en Asie et dans de nombreux autres pays étrangers. En attendant, les concepteurs de montagnes russes chercheront de nouvelles façons de donner aux cyclistes un frisson physique et visuel.