Fonctionnement d'une fusée

       Le moteur-fusée

La troisième loi de Newton appliquée

La propulsion des fusées repose sur un principe physique simple: la troisième loi de Newton, dite de l'"action et de la réaction".
Pour bien comprendre, on peu par exemple donner un exemple simple : un nageur, à l'aide de la pression exercée sur l'eau par ses mouvementsva recevoir en retour une force de meme intensité, mais de direction opposée : le nageur avance, de l'eau ext déplacée dans l'autre sens. Mais cette loi est appliquée au quotidien également, mais de manière moins visible : on peut donner l'exemple d'un autre sportif : un sauteur, qui lors d'un saut, se sert d'une impulsion contre le sol, exercée par la contraction-décontraction violente de ses muscles, et reçoit en retour une force exprimée par la Terre : alors qu'il saute et quitte donc le sol, la Terre est poussée dans le sens opposé ! Mais étant donnée la différence massique, ce déplacement est evidemment imperceptible...

Principe d'action-réaction. Credits Arianespace/Orly C.Les moteurs fusée actuels (moteurs liquides et solides) fonctionnent également de cette manière. Par réaction chimique entre un oxydant et un combustible, ils produisent des gaz de combustion très chauds (plus de 1000 degrés) et à haute pression (120 bars, soit 120 fois la pression atmosphérique). Dans la tuyère, ces gaz sont éjectés à grande vitesse et créent une force dirigée vers le bas (c'est "l’action"). D'après le principe de l'action et de la réaction, le lanceur dont le moteur est solidaire se trouve propulsé dans la direction opposée (c’est la "réaction"). Plus le débit de gaz et la vitesse d'éjection sont élevés, plus la force propulsive (la "poussée") s'en trouve accrue.

 

 

 

Mais cette pression atmosphérique disparaît dans le vide et les performances du moteur s'en trouvent améliorées (car la différence de pression entre le gaz sortant de la tuyère et la pression extérieure, nulle dans le vide, augmente).

Fonctionnement dans l'atmohsphère. Credits Orly C.

Nous avons vu que, pour se propulser, une fusée doit éjecter de considérables quantités de gaz à hautes température et pression. Si ces gaz sont produits par réaction chimique entre un combustible (qui brûle) et un comburant (l'oxygène par exemple), la propulsion est dite "chimique". Dans ce cas, combustible et comburant sont communément appelés "ergols".

De manière générale, l'architecture d'un moteur chimique est la suivante :
Dans sa partie supérieure se trouve la "chambre de combustion", où sont injectés les deux ergols et où a lieu la réaction chimique entre combustible et comburant.
Dans sa partie inférieure se trouve la "tuyère", de forme conique, qui a pour rôle d'accélérer les gaz avant leur éjection.

Architecture d'un moteur-fusée. Credits Orly C.
Credit Olry C.

Si de nombreux autres types de propulsion existent (moteur ionique, nucléaire, électrique, voile solaire) et peuvent être utilisés dans l'espace, la propulsion chimique reste à l'heure actuelle la seule capable d'arracher une fusée à l'attraction terrestre.
Au sein de la propulsion chimique, on distingue :
Les moteurs solides, dans lesquels combustible et comburant sont présents sous forme solide et associés dans une "pâte" nommée propergol.
Les moteurs liquides, dans lesquels les ergols sont stockés à l'état liquide et injectés au fur et à mesure dans le moteur.

Moteur principal e la navette spatiale américaine. Credits NASA
Le moteur principal, à ergols liquides, de la navette américaine(NASA)
Booster d'Ariane 5. Credits Arianespace
Un booster à propergol solide d’Ariane 5. (Arianespace)

 

A l'heure actuelle, les moteurs à ergols liquides ou solides sont les seuls techniquement et financierement envisageables. Un moteur nucléaire le permettrait lui aussi mais, pour des raisons de sécurité, un tel moteur ne peut raisonnablement pas etre utilisé sur la surface de la Terre, mais est déja utilisé comme moyen de propulsion pour des sondes telles que la sonde pionner 10 par exemple, célèbres -scientifiquement- car elles lancent un débat sur la véracité de la théorie de la relativité, mais ça, c'est- une autre histoire !
Les moteurs électriques et ioniques(propulsion au moyen de réactions chimiques ioniques), quant à eux, ne peuvent fournir que de faibles poussées. C'est pourquoi ils sont surtout utilisés sur les sondes ou les satellites, pour contrôler leur attitude ou réaliser des manœuvres délicates.

Commentaires (11)

1. ducon 08/05/2014

vous etes con

2. Axel Catapano 08/05/2014

je vous remercie pour ces informations

3. Pierre Claes 08/05/2014

merci pour le plan de la bombe

4. maxime 23/09/2013

yo rasta faraille gros
je redige un compte rendu de techno a linstant meme grass a vous negros

5. pauline 27/04/2012

merci bcp por c infos

6. Beker 08/03/2012

ces infos sont importants pour bon nombre de personnes.merçie

7. labdaoui- abdelaali 05/02/2012

merciiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii

8. gg 11/01/2012

:)

9. Alexandra 20/01/2011

Super merci !

10. xehanort 09/12/2010

merci pour les infos !!!

11. victor 15/10/2010

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