Fusée à eau

1. Introduction

     Une fusée à eau est une petite fusée artisanale, qui peut être fabriquée très simplement à l'aide d'un peu de carton et de bouteilles en plastique de type PET. Elle est propulsée par réaction avec de l'eau et de l'air sous pression. La fusée peut théoriquement monter jusqu'à 20 ou 30 m de haut, et atteindre des vitesse supérieures à 100 km/h.


  

La propulsion de la fusée est basée sur un loi physique fondamentale, la loi d'action-réaction: lorsqu'on pousse un objet ou une substance dans un sens (action), l'on est soi-même poussé par une force de même intensité et de sens opposé (réaction). Au moment du décollage de la fusée, lorsque le bouchon fermant la bouteille finit par sauter, l'air comprimé chasse l'eau de la bouteille, vers la bas. C'est cette projection à grande vitesse de la masse d'eau vers le bas qui entraîne par réaction la fusée dans le sens opposé, c'est-à-dire vers le haut.

2. Fonctionnement

  1. on remplit la fusée d'eau;
  2. on ferme la bouteille avec un bouchon spécial;
  3. on place la bouteille sur la rampe de lancement;
  4. avec une pompe raccordée à la fusée, on introduit de l'air à l'intérieur de la fusée. On continue à pomper jusqu'à ce que l'air dans la fusée soit très comprimé (on dit qu'il y a beaucoup de pression);
  5. à un moment, la pression deviendra tellement forte que le bouchon qui retenait l'eau de la fusée va finir par sauter;
  6. l'eau va alors sortir dans un jet puissant de la fusée et propulser celle-ci dans les airs;
  7. On va rechercher la fusée retombée près de là, et on recommence!




4. Matériel nécessaire

Il est nécessaire de prévoir:
-2 bouteilles en plastique de même taille ;
-Un peu de carton pour les ailerons (1/4 de m^2 devrait faire amplement l'affaire);

A cela s'ajoute le matériel de bricolage:
-Des marqueurs, feutres indélébiles pour décorer la fusée;
-Rubans adhésifs ("scotch") en suffisance;
-Cutters et ciseaux (capables de découper du carton et du plastique);
-Un paquet de pailles.

Et le matériel pour le lancement, à préparer par l'animateur avant l'atelier:
-Une tige métallique pour la rampe de lancement;
-Une pipette découpée dans une chambre de vélo;
-Une bouchon spécial qui peut se glisser dans le goulot des bouteilles en plastique (voir explication plus bas)
-Une pompe de vélo (de préférence "à pied" pour éviter de s'épuiser inutilement). -Et évidemment, une source d'eau!


5. Schéma général
Voici le schéma général de la fusée à construire:





6. Fabrication de la fusée
On prend une des deux bouteilles et on la découpe en trois parties, comme sur le dessin ci-dessous:



La partie 2 servira à faire la tête de la fusée (on l'appelle "l'ogive), la partie 4 servira à faire la base (on l'appelle "la base"). La partie 4 ne sert à rien.

  1. Une fois la bouteille découpée, on découpe les 3 ailerons dans le carton, comme sur le schéma.

  2. On va alors coller les 3 ailerons sur la jupe de la fusée, c'est à dire sur la partie 4 de notre bouteille découpée. Pour coller un aileron, il faut plier le rebord de celui-ci (environ 1cm), et découper ce rebord en plusieurs parties, comme sur le schéma. On place ensuite l'aileron sur la jupe et on le colle avec du scotch.



    On refait la même opération pour les 3 ailerons (désignés sur le schéma par A1, A2 et A3):



  3. On peut ensuite assembler la fusée dans son entièreté. Pour améliorer le vol de la fusée, il est possible d'ajouter un peu de lest dans l'ogive. Pour attacher toutes les parties, on utilise bien sûr du scotch.



  4. Prendre ensuite une paille, la découper sur environ 10 cm, et la coller au corps de la fusée. (Cette paille servira à faire passer une tige métallique lors du lancement, qui permettra de contrôler l'axe de projection de la fusée.)
  5. Dernière étape: la décoration. Soyez original...

7. Fabrication du bouchon spécial
C'est le seul point un peu problématique de cet atelier. Le bouchon spécial prend un peu de temps à être réalisé..
Le but du bouchon est de permettre d'introduire de l'air dans la fusée tout en gardant la bouteille hermétiquement fermée. Le bouchon doit être réalisé de telle sorte qu'il puisse se libérer de la bouteille une fois que la pression dans la bouteille devient trop forte (c'est ce qui provoque l'expulsion de la fusée).



Donc il ne faut surtout pas utiliser de bouchon "à visser" !! Personnellement j'en ai bricolé un moi-même, avec une pipette d'une chambre à air de vélo et un bouchon de liège "renforcé". Mais si vous avez d'autres matériaux chez vous qui peuvent aussi faire l'affaire, c'est pareil ! L'essentiel est (1)qu'on puisse le trouer pour y insérer la pipette, et (2) qu'il puisse fermer hermétiquement la bouteille et la libérer le moment venu.




8. Procédure de lancement

Une fois les fusées réalisées, l'on peut se rendre avec celles-ci vers l'aire de lancement et procéder au décollage!

Pour lancer une fusée:

  1. On verse de l'eau dans le réservoir de la fusée, jusqu'à la remplir d'environ 1/3 de sa capacité;
  2. On insère le bouchon spécial dans le goulot, ce qui fermera la bouteille;
  3. On place la fusée sur la rampe de lancement, en faisant glisser la tige métallique le long de la paille attachée à la fusée;
  4. On attache la pompe de vélo au bouchon qui ferme la fusée;
  5. On fait reculer les enfants derrière la rampe;
  6. Et l'on commence à pomper, pour faire monter la pression à l'intérieur de la fusée...
  7. ... Jusqu'au moment où le bouchon sautera, ce qui déclenchera la propulsion de la fusée!


08/07/2008
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