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Description 2005.02.11

Qu'est-ce qu'un fusée à eau ? Tout d'abort, un fabuleux engin d'expérimentations et de découvertes, de mise en oeuvre plutot simple, mais permettant de tester l'incidence de différents paramètres sur le vol des fusées (les vraies celle là), le principe de propulsion et de vol étant strictement identiques. C'est également une autre manière d'amener la science à portée des plus jeunes, en école ou en centre de loisirs par exemple...
En effet, une fusée n'est rien de plus qu'une bouteille de soda (et seulement de soda, seules ces bouteilles sont conçues pour résister à l'utilisation intensive que l'on va en faire :), remplie d'un peu d'eau et de beaucoup d'air. Mais comment cela peut-il fonctionner me demanderez vous ? Le principe de fonctionnement est simple : il suffit de connaitre la notion d'action/réaction. Si je jette une pierre d'un bateau immobile sur un lac paisible (assez grosse la pierre quand même), le bateau va se mettre à avancer (ou reculer selon le point de vue) en direction opposée au tir, avant même le PLOUF et la petite vague causée par notre pierre. Autrement dit, la quantité de masse perdue est proportionnelle à la quantité d'énergie gagnée. On a perdu la masse de la pierre en la jetant par dessus bord, on a gagné de l'énergie qui va faire avancer notre bateau.
Bien entendu, ce qui fonctionne sur terre fonctionne dans les airs et même au dela... Une fusée ne s'appuie pas sur l'air au décollage, c'est la quantité de matière très importante ejectée par les tuyères de son moteur (en l'occurence, les gazs résultant de la combustion de l'oxygène et de l'hydrogène pour Ariane, ou de la combustion de la poudre pour les feux d'artifice) qui propulsent la fusée dans le sens opposé à l'éjection, du fait du principe d'action/réaction.
Et le rapport avec notre bouteille ? Il arrive... On l'a vu précédemment, il faut éjecter quelque chose si on veut espérer décoller. N'ayant pas d'hydrogène liquide sous la main, et l'utilisation de moteurs 'solides' (type fusées d'artifice) étant très réglementée pour des raisons évidentes de sécurité de l'utilisateur et des proches spectateurs (il y a encore trop d'accidents en raison d'une mauvaise utilisation de ces engins), il nous faut trouver autre chose à éjecter. L'eau se rapproche le plus d'un gaz, on va donc utiliser cela. Maintenant, il faut l'éjecter à grande vitesse. Remplissez votre bouteille, mettez-la la tête en bas, rien ne se produira (juste une belle flaque). C'est la vitesse d'éjection qui va créer l'énergie suffisante à la propulsion de notre fusée. Pour accélérer la sortie de l'eau, on va utiliser de l'air comprimé. En effet, l'air comprimé dans la bouteille va chercher à sortir, par tous les moyens possibles et imaginables. Si on se débrouille pour mettre l'eau entre l'air et la sortie (en l'occurence le goulot de la bouteille), l'air va propulser notre 'carburant' (analogie avec les vraies fusées) hors de notre 'moteur' (la bouteille), avec d'autant plus de vitesse que la pression de l'air sera élevée. Nous voici donc avec une fusée digne des rêves les plus fous de nos bambins, réalisable facilement et d'utilisation aisée (j'y reviendrai ultérieurement).

Cette activité, bien encadrée, peut en effet etre suivie par des enfants à partir de 8 ans sans difficultés (testé et approuvé dans des centres de loisirs et de vacances), à cet âge ils peuvent assimiler la notion d'action/réaction. Elle permet d'apporter un brin de culture scientifique aux plus jeunes, et prouve que les mots 'science' et 'amusement' ne sont pas imcompatibles. Associée avec une démarche expérimentale qui leur fait découvrir pourquoi la fusée décolle, quels paramètres entrent en compte pour le décollage, le vol, elle les fait réfléchir, essayer, comprendre et corriger leurs 'erreurs', afin de faire voler du mieux possible leur fusée.
Ci-dessous, les étapes à suivre, de la création de la fusée et de la base de lancement à la campagne de tir proprement dite, afin de mener au mieux cette activité, avec votre petit frêre (ou soeur) ou un groupe d'enfants, ou même pour vous même :)

Construction de la fusée 2005.02.11

Ingrédients :

• deux bouteille de soda (une pour le moteur, une pour la coiffe)
• du scotch (le brun, large et bien collant de préférence)
• du carton, ou autre matériau assez rigide (les ailerons)