Des fusées ! Des fusées ! (Tutoriels pour en fabriquer)

Comment fabriquer une fusée à air comprimé qui vole vraiment pour illustrer quelques principes physiques aux enfants de tout âge. Bonus: une deuxième expérience sur un autre type de fusée par la vidéaste Tania Louis.

Il y a une dizaine d’années le collègue et ami Sébastien Freudenthal, très bon animateur scientifique, m’a appris à fabriquer des mini-fusées à air comprimé. Depuis elles font partie de mon bagage culturel et surtout de ma mallette d’animations scientifiques. Faciles à construire et nécessitant de peu de matériel, ces fusées plaisent beaucoup aux enfants. Témoignage dans la vidéo suivante, tournée lors d’un de mes ateliers.

Et pour ne rien gâcher, leur fabrication présente un grand intérêt pédagogique puisqu’elle permet de mettre en oeuvre une démarche expérimentale de manière naturelle et ludique. Une fois passé le moment d’excitation, les enfants commencent à s’interroger sur le fonctionnement, principalement dû au principe d’action/réaction, bien expliqué dans cette vidéo de C’est pas sorcier.

Quelle est l’action qui provoque la réaction « départ de la fusée » dans notre cas (une fusée fabriquée avec une paille et propulsée à l’aide d’une seringue) ? C’est le fait d’envoyer l’air contenu dans la seringue et de le comprimer dans la paille. L’air étant compressible comme tous les gaz, la pression qui résulte de cette action est suffisante pour faire détacher la paille/fusée et la faire décoller.

Les enfants sont très attentifs quand on leur donne des tuyaux pour faire voler la fusée plus loin. En fait, le vol de la fusée est une trajectoire parabolique : la meilleur distance s’obtient quand on la lance avec un angle de 45°, un demi-angle droit. De cette manière on obtient ce qu’on appelle une portée maximale (la portée est la projection horizontale d’une trajectoire courbe). Dans la vidéo suivante vous pouvez voir la trajectoire parabolique de la fusée et mes mains 🙂

Comment fabriquer une fusée à air comprimé

Matériel :

des pailles coudées
des seringues de 10 ou 20 ml sans aiguilles (on les trouve en pharmacie pour 50-60 centimes)
du papier Bristol et du papier normal colorés
du scotch (normal et double-face) et des ciseaux

Prenez une paille et coupez-la comme dans la photo en bas, donc sans éliminer le petit « accordéon ». Il est nécessaire pour assurer une bonne étanchéité entre la paille et la seringue et permettre ainsi de monter en pression jusqu’à ce que les forces de pression soient supérieures aux forces de frottement à cet endroit. Plus la résistance est importante à cet endroit plus la fusée va partir vite et donc loin.

Puis retournez la paille dans l’autre sens, pliez-la au sommet et bouchez-la avec un morceau de scotch, pour empêcher que l’air puisse sortir par là.

La fusée est déjà prête à mais avant de la lancer, il convient quand même de l’améliorer un peu en fabriquant des ailerons. Il est vrai qu’ils rendent la fusée plus jolie, mais le but est surtout d’améliorer son vol et le stabiliser. On peut aussi fabriquer une coiffe.

Fabriquez donc des ailerons en coupant 2, 3 ou 4 triangles en papier Bristol. Attachez-les maintenant à la base de la fusée avec du scotch double-face. On peut aussi les attacher en haut ou au milieu pour voir quelle est la différence dans le vol. La position des ailerons change le centre de gravité de la fusée.

Préparez maintenant une coiffe en papier coloré, moins épais que le Bristol. Confectionnez un cône et collez-le au sommet de la fusée.

Maintenant vous pouvez faire plusieurs essais pour améliorer le vol en changeant les paramètres suivants : longueur de la fusée, nombre/forme/taille/position des ailerons, présence ou absence de la coiffe. Cette partie de l’expérience peut être utilisée comme introduction à la démarche expérimentale.

Si vous avez aimé cette expérience scientifique, peut être vous allez aimer les autres que j’ai publiées ici .

Mais c’est pas encore fini ! Je passe le témoin à une collègue du Café des sciences, la vidéaste Tania Louis qui, dans une de ses vidéos P’tites Manips, vous montre comment fabriquer une autre fusée qui vole bien plus loin.