Fusée à eau : Différence entre versions

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Les bouteilles de boisson gazeuse commencent à se déformer vers 8 bars, ce qui pourrait provoquer la séparation des différents éléments. Elles peuvent exploser à partir de 12 bars ou moins si elles sont usées, cabossées ou ont étés gonflées plusieurs fois.
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* Des morceaux de matière fine, légère et rigide pouvant être découpés facilement pour réaliser les ailerons, ou empennage. Cela peut être du carton (emballage, pochette...), des feuilles de plastiques (morceau de bouteille, pochette, PLV de magasin…)
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* Du scotch ou de la colle afin d’assembler les différents éléments (réservoir, ogive, ailerons)
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* Des marqueurs, de la peinture, des autocollants (pourquoi pas découpés à l’aide d’une découpe vinyle ou aux ciseaux dans les chutes générées par l’utilisation de cette machine) pour personnaliser, décorer la fusée.
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L’ogive est fixée sur le fond de la bouteille à l’aide de scotch. De la colle peut être utilisée, mais il faudra prévoir un temps de séchage. La colle à chaud, le fameux pistocolle, risque de faire fondre et de percer ou de fragiliser la bouteille.
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Les ailerons découpés à la forme que vous voulez seront également fixés à l’aide de scotch, ou de colle.
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Les matériaux choisis, leur forme et mode d’assemblage ne doivent pas être source de blessures (pas de bords coupants, d’angle pointus...)
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En farfouillant sur Internet vous trouverez de multiples exemples de fusées décorées et/ou imitant des modèles réels ou de fiction. Cela nécessite parfois l’ajout de volume et d’extensions.
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L’esthétique peut comme la hauteur être un critère d’appréciation des fusées réalisées.
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Vous trouverez des informations et des modèles à ce propos sur cette page : [[Fabriquer une base de lancement pour des fusées à eau|https://www.wikidebrouillard.org/wiki/Fabriquer_une_base_de_lancement_pour_des_fus%C3%A9es_%C3%A0_eau]]
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- Les bouteilles utilisées (petites, grandes, formes)
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Vous trouverez dans les liens suivants des informations et explications sur ces éléments.
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Comment mesurer ces paramètres ?
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Un capteur électronique peut aussi être embarqué, pour réaliser des mesures en vol. Des leds peuvent être insérées pour l’esthétique et le suivi de la trajectoire, ou encore une caméra pour réaliser des prises de vues aériennes.
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Ce principe de véhicule à action réaction peut également être décliné sous forme de planeur, de voiture, de bateau.
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Voici quelques sites sources d’explications et d’inspirations :
  
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Couper une bouteille en deux, afin de réaliser l'ogive de la fusée.
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http://fusees.free.fr/
  
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Scotcher la moitié supérieure de la fusée coupée sur la partie inférieure de la bouteille entière (on peut décorer cette dernière).
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http://perso.numericable.fr/fbouquetbe63/gomars/
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https://fuseao.wordpress.com/fuseao-kesaquo/
 
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|Observations=<u>La fusée</u>
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* Remplir 1/3 de la fusée avec de l'eau.
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* Placer l'embout gonfleur dans le bouchon de liège.
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- Un basculement de la base de lancement
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- Des consignes de sécurité non respectées
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Lorsque que le bouchon fermant la bouteille est déverrouillé,l'eau est éjectée. Ceci entraîne le décollage de la fusée.
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Énoncé de la troisième loi de Newton :
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«Tout corps A exerçant une force sur un corps B subit une force d'intensité égale, de même direction mais de sens opposé, exercée par le corps B».
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Ici le mouvement exercé par l'eau qui s'échappe violemment de la bouteille vers le bas provoque un mouvement de la bouteille dans le sens opposé, et donc vers le haut.
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|Deepen=Le principe physique utilisé dans la fusée à eau est le même que celui des vraies fusées telles que la fusée Ariane, c’est-à-dire la troisième loi de Newton, à savoir le principe de l’action/réaction.
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Le principe de l’action et de la réaction en vidéo, CEA : https://culturesciencesphysique.ens-lyon.fr/actualites/veille-scientifique/le-principe-de-l2019action-et-de-la-reaction-en-video
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Qu'est-ce que le principe d'action / réaction ?, http://www.lumni.fr/video/decollage-d-une-fusee-principe-d-action-et-reaction
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|Applications=Les principes de propulsion par réaction peuvent être appliqués à d'autres dispositifs, comme des systèmes de nettoyage à haute pression ou des jouets motorisés.
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Les jets skis et flyboard utilisent un hydrojet qui expulse de l’eau à haute vitesse pour avancer.
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|Related=Quelques expériences et fabrications :
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Voiture ballon [[Voiture propulsée par un ballon|https://www.wikidebrouillard.org/wiki/Voiture_propuls%C3%A9e_par_un_ballon]]
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Aéroglisseur [[Aéroglisseur|https://www.wikidebrouillard.org/wiki/A%C3%A9roglisseur]]
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 +
Ballon à réaction sur un fil https://phymain.unisciel.fr/un-ballon-a-reaction/index.html
 +
 
 +
Comprimer de l’air et de l’eau : https://phymain.unisciel.fr/compressibilites-comparees-de-lair-et-de-leau/index.html
 +
 
 +
La propulsion par réaction: https://phymain.unisciel.fr/la-fusee-a-air/index.html
 +
 
 +
Visualisation de l’air : https://medias.debrouillonet.org/w/7zCjRZAWjNoEhYPcyoKBJq
 +
 
 +
Pourquoi les fusées sont-elles pointues : [[Pourquoi les fusées sont-elles pointues|https://www.wikidebrouillard.org/wiki/Pourquoi_les_fus%C3%A9es_sont-elles_pointues]]
 +
 
 +
 
 +
D'autres fusées :
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 +
Une fusée à air comprimé, pression faible: [[Fusée à air|https://www.wikidebrouillard.org/wiki/Fus%C3%A9e_%C3%A0_air]]
 +
 
 +
Une fusée avec du bicarbonate et du vinaigre: [[Fusée Bicarbonate-Vinaigre|https://www.wikidebrouillard.org/wiki/Fus%C3%A9e_Bicarbonate-Vinaigre]]
 +
 
 +
Une base et des fusées à air comprimé, pression élevée : à venir
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|Objectives=* Utiliser des outils
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* Choisir son matériel (réemploi, achat, débrouillardise)
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* Fabriquer un objet technique
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* Réaliser et lancer des engins
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* Mener une démarche expérimentale
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* Échanger et réfléchir avec les autres
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* S’organiser en groupe
 +
* ...
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|Animation=Voici une présentation de ce à quoi cela peut ressembler: le « Water Rocket Workshop » https://www.niklasroy.com/workshop/205/RocketScience
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|Notes=https://fr.wikipedia.org/wiki/Fus%C3%A9e_%C3%A0_eau
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Version actuelle datée du 3 juin 2025 à 14:17

Comment faire décoller une bouteille comme une fusée ? (Redaction en cours)

Auteur avatarAntoine Zabern | Dernière modification 3/06/2025 par Le Moigne

Fusée à eau 20180709 184731 001 1.gif
Difficulté
Facile
Durée
1 heure(s)
Disciplines scientifiques
Mathématique, Science de la matière, Physique
Comment faire décoller une bouteille comme une fusée ? (Redaction en cours)
Difficulté
Facile
Durée
1 heure(s)
Disciplines scientifiques
Mathématique, Science de la matière, Physique
<languages />
Licence : Attribution (CC-BY)

Introduction

Comment faire décoller une bouteille comme une fusée ?


Ce type de fusée utilise l'eau comme masse de réaction. L'eau est expulsée par de l'air comprimé. Comme tous les moteurs de fusée, elle fonctionne selon la troisième loi du mouvement de Newton, le principe d'action-réaction.


Cet article présente la fabrication de fusées à eau, ou roquettes hydropneumatiques, à l'aide de plusieurs bouteilles de boisson gazeuse en plastique.


Une base de lancement sera nécessaire pour lancer la fusée.
Bouteille plastique
Item-bouteille plastique 500ml-bouteille-PET-1.jpg
Une bouteille, mais en plastique quoi
Scotch
Item-Scotch index.jpg
Scotch transparent
Cutter
Item-Cutter cutter.jpg
Un cutter (ou couteau à lame rétractable) est un outil qui permet de couper des matériaux fins et peu résistants. Il est en général muni d'une lame mobile qui est masquée lorsque l'objet n'est pas utilisé (pour plus de sécurité).
Colle
Item-Colle Colle.jpg
Colle
Marqueur permanent
Item-Marqueur permanent marqueur permanent.png
Marqueur permanent
Peinture - gouache
[[File:]]
Peinture d'écolier, présentée en tubes (pâte) ou en bidon (liquide)
Feuille cartonnée
[[File:]]
Feuille de papier cartonnée
Morceaux de plastique transparent
Item-Morceaux de plastique transparent images.jpg
Plastique semi rigide type feuille de plastifieuse

Étape 1 - Réunir le matériel

Pour fabriquer une fusée, il va vous falloir :


  • Des bouteilles. Le réservoir qui contiendra de l’eau et sera mis sous pression doit être réalisée avec une bouteille qui résiste à la pression. L’ogive, le haut de la fusée, peut être réalisée à l’aide de n’importe quelle bouteille ou autre élément.

Les bouteilles de boisson gazeuse commencent à se déformer vers 8 bars, ce qui pourrait provoquer la séparation des différents éléments. Elles peuvent exploser à partir de 12 bars ou moins si elles sont usées, cabossées ou ont étés gonflées plusieurs fois.


  • Des morceaux de matière fine, légère et rigide pouvant être découpés facilement pour réaliser les ailerons, ou empennage. Cela peut être du carton (emballage, pochette...), des feuilles de plastiques (morceau de bouteille, pochette, PLV de magasin…)
  • Du scotch ou de la colle afin d’assembler les différents éléments (réservoir, ogive, ailerons)
  • Des marqueurs, de la peinture, des autocollants (pourquoi pas découpés à l’aide d’une découpe vinyle ou aux ciseaux dans les chutes générées par l’utilisation de cette machine) pour personnaliser, décorer la fusée.
Fus e eau mat riel.jpg




Étape 2 - Assembler les différents éléments

L’ogive, réalisée avec une bouteille ou autre, doit s’adapter, s’en-boiter, facilement sur le fin de la bouteille servant de réservoir. Si vous ne voulez pas utiliser de cutter, qui nécessite un apprentissage et quelques précautions, il est possible de couper des bouteilles à l’aide de ciseaux.

L’ogive est fixée sur le fond de la bouteille à l’aide de scotch. De la colle peut être utilisée, mais il faudra prévoir un temps de séchage. La colle à chaud, le fameux pistocolle, risque de faire fondre et de percer ou de fragiliser la bouteille.


Les ailerons découpés à la forme que vous voulez seront également fixés à l’aide de scotch, ou de colle.


Les matériaux choisis, leur forme et mode d’assemblage ne doivent pas être source de blessures (pas de bords coupants, d’angle pointus...)


Fus e eau fixation ogive.jpg
Fus e eau fixation ailerons.jpg



Étape 3 - Décoration et personnalisation

Laissez libre court à la créativité !


En farfouillant sur Internet vous trouverez de multiples exemples de fusées décorées et/ou imitant des modèles réels ou de fiction. Cela nécessite parfois l’ajout de volume et d’extensions.


L’esthétique peut comme la hauteur être un critère d’appréciation des fusées réalisées.


Étape 4 - Essai de lancement

Pour lancer vos fusées vous aurez besoin d’une base de lancement. Cette base peut être très simple, un bouchon en liège et une pompe à vélo, ou très sophistiquée.

Vous trouverez des informations et des modèles à ce propos sur cette page : https://www.wikidebrouillard.org/wiki/Fabriquer_une_base_de_lancement_pour_des_fus%C3%A9es_%C3%A0_eau


Le premier essai peut être réalisé en remplissant 1/3 du réservoir de la fusée avec de l'eau.

Une pression de 5 bars peut être testée.


Les consignes de sécurité sont présentées dans le document joint.

Fus e eau intro.jpg
Fichier:Fus e eau r gles de securit 04-25.pdf



Étape 5 - Améliorations, critères et mesure

Ce premier lancement réalisé donne envie de recommencer et pourquoi pas d’améliorer la fusée ou d’en construire d’autres. Il est possible de débuter les lancements avec simplement une bouteille sans ogive et ailerons.


Que peut-on modifier ?


- Les bouteilles utilisées (petites, grandes, formes)

- Les ailerons (formes, tailles, nombres, emplacements) pour améliorer la stabilité

- L’ogive (avec ou sans ? Ronde, pointue, avec du lest…) pour améliorer l’aérodynamique et la stabilité

- La quantité d’eau pour augmenter ou diminuer la masse d’appui et/ou le volume d’air comprimé.

- La pression. En restant sous les 8 bars par mesure de sécurité.

Vous trouverez dans les liens suivants des informations et explications sur ces éléments.


Quels sont les critères d’appréciations ?


- Esthétique

- Matériaux (réemploi, frugalité, poids…)

- Hauteur

- Distance

- Trajectoire

- ...


Comment mesurer ces paramètres ?


Une balance, un mètre, un contenant gradué… plusieurs instruments de mesures communs peuvent être utile. D’autres comme l’inclinomètre, ou clinomètre pourront être fabriqués pour mesurer la hauteur ou un applaudimètre pour mesurer l’appréciation esthétique.

Fus e eau diff rents mod les.jpg




Étape 6 - Déclinaisons et augmentations

Pour éviter que les fusées viennent s’écraser, s’abîmer en touchant le sol, il est possible de réaliser différents systèmes de récupération : parachute, ailes fixe ou déployables.


Des fusées à plusieurs réservoirs, à plusieurs étages sont présentées sur les sites indiqués ci-après.


Un capteur électronique peut aussi être embarqué, pour réaliser des mesures en vol. Des leds peuvent être insérées pour l’esthétique et le suivi de la trajectoire, ou encore une caméra pour réaliser des prises de vues aériennes.


Ce principe de véhicule à action réaction peut également être décliné sous forme de planeur, de voiture, de bateau.


Voici quelques sites sources d’explications et d’inspirations :

http://fusees.free.fr/

http://perso.numericable.fr/fbouquetbe63/gomars/

https://fuseao.wordpress.com/fuseao-kesaquo/

Comment ça marche ?

Observations : que voit-on ?

La fusée décolle ! Un jet d'eau s'échappe de la fusée, qui est propulsée dans les airs à plusieurs dizaines de mètres d'altitude.

Mise en garde : qu'est-ce qui pourrait faire rater l'expérience ?

- Une fuite au niveau du bouchon

- Un basculement de la base de lancement

- Des consignes de sécurité non respectées

Explications

Lorsque l'on actionne la pompe, on envoie de l'air dans la bouteille. L'air envoyé dans la bouteille exerce une pression de plus en plus importante sur les parois de la bouteille mais également sur l'eau qu'elle contient.

Lorsque que le bouchon fermant la bouteille est déverrouillé,l'eau est éjectée. Ceci entraîne le décollage de la fusée.


Énoncé de la troisième loi de Newton :

«Tout corps A exerçant une force sur un corps B subit une force d'intensité égale, de même direction mais de sens opposé, exercée par le corps B».

Ici le mouvement exercé par l'eau qui s'échappe violemment de la bouteille vers le bas provoque un mouvement de la bouteille dans le sens opposé, et donc vers le haut.

Plus d'explications

Le principe physique utilisé dans la fusée à eau est le même que celui des vraies fusées telles que la fusée Ariane, c’est-à-dire la troisième loi de Newton, à savoir le principe de l’action/réaction.


Le principe de l’action et de la réaction en vidéo, CEA : https://culturesciencesphysique.ens-lyon.fr/actualites/veille-scientifique/le-principe-de-l2019action-et-de-la-reaction-en-video

Qu'est-ce que le principe d'action / réaction ?, http://www.lumni.fr/video/decollage-d-une-fusee-principe-d-action-et-reaction

Applications : dans la vie de tous les jours

Les principes de propulsion par réaction peuvent être appliqués à d'autres dispositifs, comme des systèmes de nettoyage à haute pression ou des jouets motorisés.

Les jets skis et flyboard utilisent un hydrojet qui expulse de l’eau à haute vitesse pour avancer.

Vous aimerez aussi

Quelques expériences et fabrications :

Voiture ballon https://www.wikidebrouillard.org/wiki/Voiture_propuls%C3%A9e_par_un_ballon

Aéroglisseur https://www.wikidebrouillard.org/wiki/A%C3%A9roglisseur

Ballon à réaction sur un fil https://phymain.unisciel.fr/un-ballon-a-reaction/index.html

Comprimer de l’air et de l’eau : https://phymain.unisciel.fr/compressibilites-comparees-de-lair-et-de-leau/index.html

La propulsion par réaction: https://phymain.unisciel.fr/la-fusee-a-air/index.html

Visualisation de l’air : https://medias.debrouillonet.org/w/7zCjRZAWjNoEhYPcyoKBJq

Pourquoi les fusées sont-elles pointues : https://www.wikidebrouillard.org/wiki/Pourquoi_les_fus%C3%A9es_sont-elles_pointues


D'autres fusées :

Une fusée à air comprimé, pression faible: https://www.wikidebrouillard.org/wiki/Fus%C3%A9e_%C3%A0_air

Une fusée avec du bicarbonate et du vinaigre: https://www.wikidebrouillard.org/wiki/Fus%C3%A9e_Bicarbonate-Vinaigre

Une base et des fusées à air comprimé, pression élevée : à venir

Éléments pédagogiques

Objectifs pédagogiques

  • Utiliser des outils
  • Choisir son matériel (réemploi, achat, débrouillardise)
  • Fabriquer un objet technique
  • Réaliser et lancer des engins
  • Mener une démarche expérimentale
  • Échanger et réfléchir avec les autres
  • S’organiser en groupe
  • ...

Pistes pour animer l'expérience

Voici une présentation de ce à quoi cela peut ressembler: le « Water Rocket Workshop » https://www.niklasroy.com/workshop/205/RocketScience

Sources et ressources

https://fr.wikipedia.org/wiki/Fus%C3%A9e_%C3%A0_eau


https://rocketsetc.com/altimeter-comparison/

Dernière modification 3/06/2025 par user:Le Moigne.

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