Les enfants s’imaginent en cosmonautes. Impact Campus s’est donc penché sur le fonctionnement des moteurs-fusées pour vous aider à réaliser votre rêve passé.
Pierre-Louis Curabet
Héros national. Grand homme. Les superlatifs étaient de sortie pour souligner la mort de Neil Amstrong, le 25 août dernier. « C’est un petit pas pour l’homme, mais un bond de géant pour l’humanité ». Tout le monde connaît la fameuse phrase du premier homme à avoir marché sur la Lune, mais moins nombreux sont ceux qui savent comment fonctionne le moteur d’une fusée.
Les moteurs-fusées sont divisés principalement en deux grandes catégories : ceux à ergols solides et ceux à ergols liquides. Ce sont ces derniers qui sont principalement utilisés en astronautique. Les ergols sont, eux, les substances fournissant l’énergie nécessaire au décollage de la navette spatiale. Ils sont constitués d’éléments oxydant (comburant) et réducteur (carburant). « La quantité de carburant nécessaire dépendra du poids des fusées, mais aussi de la durée de la propulsion. De plus, le choix du carburant aura une influence sur la force de poussée », explique Steven Guité, ancien responsable du Groupe aérospatiale de l’Université Laval (GAUL). Les couples d’ergols (comburant-carburant) employés sont l’acide nitrique et le kérosène, l’oxygène et l’hydrazine, ou encore le peroxyde d’azote et le kérosène.
Moteur à réaction
Le principe des moteurs-fusées est de réaliser la combustion d’un combustible par un oxydant. Pour cela, les ergols sont aspirés dans leur conduit à l’aide d’une turbo-pompe avant d’être injectés dans la chambre de combustion, où a lieu l’allumage du mélange qui produira des gaz. C’est la projection de ces gaz vers l’arrière de la chambre à combustion qui va entraîner une poussée du véhicule, d’où le nom de moteur à réaction.
Les ergols brûlés sont ensuite accélérés par une tuyère de Laval (tube pincé), avant d’être éjectés à grande vitesse par une tuyère. Cette conduite est placée à la sortie du propulseur et sert à transformer en énergie cinétique l’énergie des gaz de combustion. La navette Apollo 11 peut alors décoller.
Des avancées sont à noter depuis la sortie lunaire d’Amstrong et de « Buzz » en 1969. « La force de propulsion par rapport à la quantité de carburant a beaucoup augmenté dans les dernières années, relève Steven Guité. Cela a pour impact de réduire la quantité de carburant nécessaire pour avoir une même force de poussée ».
Pour les étudiants qui rêvent de faire décoller des fusées, il suffirait de relancer le groupe GAUL, inactif depuis le départ de Steven Guité au printemps 2011. Mais attention, il n’est pas donné à tout le monde de jouer aux apprentis ingénieurs de la NASA. « Le lancement de petites fusées, autre que celles vendues en magasin, n’est pas ouvert à tous, car il faut passer des certifications et avoir des accès de lancer dans le ciel, souligne l’ancien responsable du GAUL. En effet, la hauteur que certaines fusées atteignent peut aller jusqu’à plusieurs dizaines de milliers de pieds. Il faut donc vérifier que l’aire de lancement est sécuritaire, ainsi que la zone autour en cas de mal-fonction. On doit aussi être certain qu’aucun avion ne passerait dans le coin ».
Crédit photo Une : Laura Lukyniuk
