Lancers de microfusées

mardi 9 mai 2006.
 
Tout au long de l’année, les 19 élèves de CE1-CE2 de l’école vont concevoir, au sein d’un dispositif de tâtonnement expérimental, des microfusées dont l’objectif sera d’aller le plus haut possible en décrivant une trajectoire parabolique. Chaque enfant dispose de 2 fusées test pour valider ou corriger ses hypothèses. En fin d’année, un grand lancer public sur le terrain de sport de la commune conclura le cycle d’activités.

Cette action est mise en oeuvre par l’association planète sciences.

Avant de se lancer dans la construction de fusées à poudre, nous nous sommes frottés aux lois de l’aérodynamisme en concevant des fusées à eau. L’objectif était de trouver un moyen de propulser une bouteille remplie d’eau et d’air comprimé le plus haut possible sans qu’elle tourne sur elle même.

(JPG) Après plusieurs essais, les élèves ont conclus que : "Nous avons chacun construit des choses autour de notre réservoir pour essayer d’empêcher notre bouteille de tourner sur elle même pendant le vol. Après observation du comportement de nos fusées, nous trouvons que :
-  La fusée ne doit pas être trop lourde.
-  Elle monte plus haut si elle a un bout pointu.
-  Elle monte droit dès qu’on lui met plus de deux ailerons. Il nous faut maintenant savoir où placer les ailerons : en bas, au milieu ou en haut du réservoir ?"

Après une nouvelle campagne d’essais, les élèves concluent que :

(JPG) "Nous avons construit différentes sortes de fusées pour étudier les ailerons. Nous voulons connaître :
-  la meilleure forme
-  le meilleur nombre
-  le meilleur emplacement sur le réservoir Seules les fusées de Thomas et Florian ont eut une bonne trajectoire. En observant toutes les fusées, on a vu que, sur les fusées qui ont eu une bonne trajectoire :
-  Les ailerons sont en bas de la fusée.
-  Les ailerons sont tous identiques sur la fusée.
-  Les ailerons sont placés tout autour de la fusée.
-  Il y a quatre ailerons. Pour faire des ailerons identiques, il faut se servir d’un patron. C’est à dire construire un aileron et s’en servir pour tracer le tour des autres ailerons."

(JPG) Il a fallu ensuite construire nos premières fusées à poudre de manière empirique, avec comme contrainte supplémentaire de concevoir un système pour faire redescendre chaque fusée doucement. Pour cela, nous avons changé de matériaux, en utilisant pour le corps un tube en carton fourni par le Centre National d’Etudes Spatiales, et des ailerons découpés dans du Depron.

(JPG) Après avoir observé et analysé les différents vols, les enfants ont conclu que :
-  Le parachute ne doit s’ouvrir qu’après le vol, sinon ça retient la fusée (cas de fusées de Mathilde, Perrine, Julien).
-  Avec trois ailerons, ça ne vole bien que si on les a parfaitement répartis autour de la fusée (cas des fusées d’Océane, Corizande, Perrine).
-  Les ailerons ne doivent pas être trop grands. Sinon, le vent les casse (cas des fusées de Corizande et Pierre).
-  Les ailerons doivent être vraiment identiques (cas de la fusée de Jason).
-  Le bout pointu ne doit pas être trop gros, il ne doit pas être accroché avec du scotch sur le côté.
-  Nous n’avons toujours pas trouvé de système de récupération satisfaisant."

(JPG) Fort de nos observations, nous recommençons la construction de nouvelles microfusées avec en plus l’appui du logiciel Carina pour nous aider à prévoir le comportement de nos fusées. La coiffe de la fusée est repensée et construite par moulage en plâtre.

(JPG) La dernière semaine avant les vacances de Pâques, nous avons lancé nos nouvelles fusées. Elles avaient toutes « une belle trajectoire ». Le principal problème était de trouver comment les faire redescendre doucement.

la coiffe

Nos bouts pointus en plâtre ont bien marché bien, mais :
-  Ils doivent pouvoir se décrocher facilement, sinon le propulseur n’arrive pas à l’expulser en fin de poussée (cas des fusées de Sandra, Quentin, Mathilde)
-  Il faut l’attacher à la fusée si on veut pouvoir le récupérer (cas des fusées de Sylvain, Sandra).

Une fusée instable se déplace avec une trajectoire bizarre (cas de la fusée de Noémie).

le parachute
-  Il faut penser à attacher le parachute à la fusée, sinon ils ne redescendent pas ensemble (cas de fusées de Sylvain, Jason, Lionel)
-  Il faut mettre du coton dans le tube pour éviter que le propulseur ne brûle le parachute (cas des fusées de Julien, Sandra)
-  Il ne faut pas en mettre trop, sinon le propulseur n’arrive pas à expulser le parachute (cas de la fusée de Sylvain).

(JPG) Plusieurs systèmes efficaces ont été trouvés : 4 cotons tiges accrochés les uns aux autres (Océane, Manon), des morceaux de rafia liés les uns aux autres (Jules).

Le parachute le plus efficace semble être un bout de tissu de 20cm par 6cm accroché à son centre par un petit fil de fer (Corizande, Perrine)

Nous avons essayé un propulseur B : il est monté plus haut, s’est déplacé plus vite et a duré plus longtemps.

Le dernier lancer de l’année se fera au mois de juin, en public, sur des projets d’équipe, avec des propulseurs B.

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