Construction d'une micro fusée à hydrogène par les élèves de TS1 de l'atelier aéronautique de Jean DURAND en 2007-2008.
Pierre-François A. Julien C. Pierre C. Kamel D. Pierre D.
Arnaud D. Alexandre F. Anais G. Jerome L. Angélique M. Bertrand S.
La production du mélange dioxygène O2 et dihydrogéne H2, qui servira de comburant et de de carburant à notre fusée est obtenu par électrolyse d'une solution d'hydroxyde de potassium KOH à environ 5 mol / L. Attention: l'hydroxyde de potassium est fortement caustique - porter des gants et des lunettes pour sa préparation - de plus sa dissolution dans l'eau est fortement exothermique: ne soyez pas surpris.
Cette solution est placée dans un erlenmeyer. Sur un bouchon à trois trous, sont hermétiquement montés deux électrodes en graphite et un embout de pipette automatique sur lequel est fixé un tuyau à air souple.
Les électrodes sont branchées sur un générateur de courant continu.
Le mélange H2(g) et O2(g) produit par les électrodes de graphite est évacué par le tuyau à air. Pour que cela fonctionne, i faut bien sûr que l'ensemble soit étanche !
Le dihydrogène H2(g) brûle dans le dioygène O2(g) selon l'équation bilan:
2 H2(g) + O2(g) = 2 H2O(g)
qui est l'inverse de l'équation bilan de l'électrolyse précédente.
Le mélange avec lequel on a rempli la fusée est donc un mélange stoechiométrique, la combustion
est alors très explosive.
Pour réaliser la mise à feu de la fusée, il suffit de produire une étincelle pour que le mélange explose.
Un dispositif piezoélectrique ou un système d'allumage par bobines auraient pu être utilisés. Après divers essais, nous avons préféré utiliser quelques brins de paille de fer qui (même humides - c'est important pour la suite) s'enflamment lorsque qu'il sont parcourus par un courant de quelques ampères.
Notre dispositif de mise à feu est donc constitué d'un générateur supportant un courant de quelques ampères, un interrupteur, 15 m ( attention: à la mise à feu, personne ne doit être à une distance de moins de 15 m de la fusée) de fil double relié à la paille de fer, placée à l'intérieur de la fusée.
Le pas de tir est constitué de:
- un socle: trois carrés de contreplaqué (10 cm x 10 cm) assemblés
les uns par dessus le autres avec une colle silicone (étanche), dans
lesquels on a passé les deux fils de la mise à feu et le tuyau d'air
qui amène le mélange gazeux dans la fusée. Dans le carré supérieur
est découpé un disque de diamètre légèrement supérieur à celui de
la base de la fusée.
- un guide: un tuyau de PVC de diamètre légèrement inférieur à
celui de la base de la fusée. Le guide est fixé au socle par le colle
silicone.
Le socle permet la stabilité horizontale du pas de tir. Le guide permet
d'effectuer un tir quasiment vertical.
- une fusée: une simple bouteille de 0.5 L de soda dont on a
découpé la base (on peut y coller - fortement - si on le souhaite
des ailerons, mais ce n'est pas indispensable).
Préparation du tir
Il faut dans l'ordre:
- lancer l'électrolyse et alimenter le pas de tir en mélange de dioxygène et de dihydrogène,
- remplir d'eau la bouteille retournée,
- placer le socle sur la fusée dont la base doit rentrer dans l"encoche circulaire,
- retourner le tout et poser le socle sur le sol,
- la fusée se remplit progressivement de mélange gazeux par déplacement d'eau qui s'échappe par la base.
