Les montagnes russes s'effondreraient sous leur poids sans ce détail caché dans les rails

Disneyland, Astérix, Europa-Park, PortAventura… Depuis des décennies, les parcs d'attractions sont devenus un incontournable des sorties en famille ou entre amis, rivalisant de nouveautés pour attirer toujours plus d'amateurs de sensations fortes. Être propulsé à 200 km/h et à des dizaines de mètres de haut, faire des loopings, et se retrouver collé à son siège sous l'effet de la force G l'espace de quelques minutes… C'est la promesse d'adrénaline des rollercoasters, ces monstres métalliques auxquels des millions de visiteurs font confiance pour leur procurer le grand frisson.

Mais avant de monter dans un de ces manèges, nous nous sommes tous déjà demandés s'ils étaient vraiment sécurisés. Comment font-ils pour résister à une telle force et un tel poids, sans jamais plier ? Comment ces rails qui ne semblent tenir que sur quelques poteaux font-ils pour supporter autant de pression ? Pour tenter de comprendre, nous nous sommes tournés vers Matthieu Galus, chef de projet en charge de la conception des attractions au Parc Astérix. Bien sûr, tout est une question de physique et d'ingénierie, mais en s'épargnant les équations mathématiques et le jargon complexe des professionnels, on découvre que cette prouesse réside notamment dans la forme des rails… qui sont pour la plupart creux.

Eh oui, il ne s'agit pas de tiges d'acier comme on pourrait l'imaginer, mais bien de tubes, c'est-à-dire vides à l'intérieur. La raison ? À poids égal, un tube est plus résistant qu'une tige pleine, car sa surface est plus grande : toute la quantité d'acier que l'on a supprimée à l'intérieur est répartie à l'extérieur. "Si on prend une feuille de papier, c'est un peu la même chose. Si on la met à plat, et qu'on appuie sur une tranche, elle va se plier. Mais on fait un carré avec, et qu'on appuie, elle devient résistante. C'est exactement la même logique. La seule chose qui a changé, c'est qu'on a créé une surface d'appui", nous explique Matthieu Galus. 

Il faut dire que les rails des attractions ont besoin d'une résistance à toutes épreuves : un train de l'attraction Toutatis du Parc Astérix par exemple, entre ses passagers, ses décors et ses équipements de sécurité, pèse environ 20 tonnes. Mais la pression qu'il exerce en fonction de sa vitesse est bien plus élevée : "À une force de 4G, un train va peser quatre fois plus lourd. Donc un train de 20 tonnes appuie comme s'il en pesait 80. Les rails en gare, qui ne sont donc soumis à aucun effort, ont une épaisseur d'acier bien plus faible que sur certains tronçons du parcours, plus renforcés." Concrètement, plus il y a d'accélération, plus il y a de force, et plus le rail doit être costaud. Et des rails plus résistants, c'est aussi moins de poteaux pour les soutenir, donc moins d'acier… et moins de coûts ! Mais le spécialiste nous l'assure, cela n'a aucun impact sur la sécurité des montagnes russes : "Tout est encadré par des normes très strictes. Un grand huit doit pouvoir supporter plusieurs millions de cycles, l'équivalent de plusieurs décennies d'exploitation. La norme impose le résultat, pas la solution." 

Outre une meilleure résistance au poids et à la pression, ce creux au milieu de la tige lui donne aussi une plus grande souplesse : elle est donc plus maniable au moment de la construction, ce qui permet de faire plus de virages et de formes sinueuses avec les rails, sans risquer de casser le matériau. "Il faut une solidité, mais pas trop, parce que quand c'est trop solide, le risque est que ça casse d'un coup. L'expérience qu'on a tous fait à la maison, c'est de prendre une petite cuillère et de la tordre. Mais on voit bien que, quand on la tord trop, elle chauffe et finit par casser. C'est ce qu'on veut éviter", schématise Matthieu Galus. Loin d'être de simples assemblages métalliques, les montagnes russes sont de véritables démonstrations de physique appliquée : l'alliance entre rigidité et flexibilité permet aux ingénieurs de repousser les limites des sensations tout en respectant des normes drastiques. Finalement, savoir que ces rails sont creux ne les rendent pas plus fragiles, bien au contraire : la prochaine fois que vous serez dans la file d'attente d'une attraction, vous regarderez sûrement ces structures avec un nouvel œil.