⏱️DURÉE1h
🎯DIFFICULTÉMoyen
👶ÂGEDès 8 ans
🧹PROPRETÉÇa déborde !
🏠LIEUExtérieur
✅TAUX DE RÉUSSITE85%
Une bouteille d'eau transformée en fusée qui s'élève à 10 mètres ! La pression d'air expulse l'eau vers le bas, propulsant la fusée vers le haut. Même principe que les vraies fusées spatiales !
🛍️ Prolongez l’expérience avec nos kits scientifiques !
🧪 Matériel nécessaire
- 🍼 Bouteille plastique 1,5 L 1 · maison
- 🔒 Bouchon percé (ou kit fusée à eau) 1 · internet / bricolage
- ⛽ Pompe à vélo avec manomètre 1 · maison / sport
- 📦 Carton pour les ailerons 1 petit morceau · maison
- 📎 Ruban adhésif solide assez · maison
📋 Étapes de l’expérience
1
Construire la fusée
Découpez 3-4 ailerons en triangle dans le carton. Collez-les régulièrement autour du col de la bouteille. Ajoutez un nez conique en carton à l'opposé.
💡 Des ailerons bien symétriques et rigides = vol stable. Asymétrie = vrille !
2
Remplir et préparer
Remplissez la bouteille au 1/3 d'eau. Insérez le bouchon percé avec la valve (ou un bouchon de chambre à air). Ce bouchon retient l'eau sous pression et lâche au moment du lancement.
💡 Le 1/3 d'eau est le ratio optimal — ni trop peu (pas assez de propulseur), ni trop (pas assez de pression d'air).
3
Lancement !
Posez la fusée bouchon en bas sur un socle ou tenez-la vers le haut. Pompez jusqu'à 3-4 bars. Tout le monde recule ! Actionnez le mécanisme de lâcher : WHOOSH ! La fusée jaillit !
💡 Ne dépassez pas 5 bars — risque d'éclatement. Un adulte gère toujours la pompe et le lâcher.
🤓 Pourquoi ça marche ?
La fusée à eau est une démonstration parfaite de la 3ème loi de Newton : à chaque action, une réaction égale et opposée. L'air comprimé dans la bouteille (à 3-4 bars, soit 3-4 fois la pression atmosphérique) pousse l'eau vers le bas avec une grande force. Par la loi d'action-réaction, l'eau pousse la fusée vers le haut avec une force égale. L'eau est un propulseur idéal car elle est beaucoup plus dense que l'air : expulser de l'eau donne une poussée bien plus grande qu'expulser de l'air seul (d'où le ratio optimal eau/air). C'est le même principe que les fusées spatiales qui expulsent des gaz à 3000°C à grande vitesse. La différence : les fusées spatiales atteignent 7,9 km/s (vitesse orbitale) grâce à des propulseurs chimiques gigantesques.
Concepts scientifiques
3ème loi de Newtonaction-réactionpressionpropulsionquantité de mouvement
📚 Au programme scolaire : 4ème – Terminale
🔭 La science en détail
La poussée d'une fusée vaut le débit massique éjecté multiplié par la vitesse d'éjection : F = q·v. Pour l'eau chassée par un air comprimé à la surpression ΔP, la vitesse de sortie suit la relation de Bernoulli : v = √(2ΔP/ρ). À 4 bars au-dessus de la pression atmosphérique, cela donne environ 28 m/s, soit 100 km/h dès le goulot. L'eau étant environ 800 fois plus dense que l'air, chaque litre expulsé emporte une grande quantité de mouvement : c'est tout l'intérêt du remplissage au tiers, qui équilibre la réserve d'air comprimé (le « ressort » du système) et la masse de propulseur disponible.
Les vraies fusées obéissent à l'équation établie par Tsiolkovski en 1903 : Δv = vₑ·ln(m₀/m_f). Le gain de vitesse dépend de la vitesse d'éjection des gaz et du rapport entre masse au décollage et masse à vide, d'où des lanceurs remplis d'ergols à plus de 90 %. La stabilité suit les mêmes règles que la vôtre : le centre de gravité doit rester en avant du centre de poussée aérodynamique, rôle que jouent les ailerons et le nez lesté.
Pour les ados et les parents curieux 🤓
⚠️ Sécurité
⚠️
Expérience UNIQUEMENT en extérieur avec espace dégagé
⚠️
Tout le monde à 5 mètres minimum au moment du lancement
⚠️
Ne jamais dépasser 5 bars de pression
⚠️
Adulte obligatoire pour la manipulation de la pompe et le lâcher
⚠️
Évitez de pointer vers des personnes, fenêtres ou câbles électriques
🛠️ Ça n’a pas marché ? Les ratés les plus fréquents
🚀 Pour aller plus loin
✨ Testez différents ratios eau/air : 1/4, 1/3, 1/2 rempli — lequel va le plus haut ?
✨ Mesurez la hauteur atteinte avec un inclinomètre et la trigonométrie
✨ Ajoutez une caméra légère (type keychain camera) pour filmer depuis la fusée !
📜 La petite histoire
Le 16 mars 1926, à Auburn dans le Massachusetts, l'Américain Robert Goddard lance la première fusée à ergols liquides de l'histoire. Le vol dure 2,5 secondes, culmine à environ 12 mètres et se termine dans un champ de choux : des performances comparables à celles de votre bouteille ! La presse s'était pourtant moquée de lui : en 1920, le New York Times affirmait qu'une fusée ne pouvait pas fonctionner dans le vide, faute d'air sur lequel s'appuyer. Le journal a publié son rectificatif en juillet 1969, pendant que Apollo 11 volait vers la Lune.
💡 Bon à savoir : Le plus difficile reste de fabriquer un système de lancement parfaitement étanche. Il arrive souvent que l'air s'échappe avant d'avoir atteint la pression nécessaire, demandant quelques ajustements sur le bouchon.
🔬
🎁 Envie d’aller plus loin ?
Tu as adoré cette expérience ? Explore l'astronomie avec nos kits dédiés !
✅ Dès 8 ans 📦 Livraison rapide ⭐ 4.1/5 (7 avis)
❓ Questions fréquentes
Pourquoi faut-il mettre de l'eau et pas seulement de l'air ?
L'eau est beaucoup plus dense et lourde que l'air. En étant expulsée, elle crée une force de réaction bien plus puissante, ce qui permet à la fusée de monter beaucoup plus haut.
Quelle quantité d'eau faut-il mettre dans la bouteille ?
Le remplissage idéal se situe entre le tiers et la moitié de la bouteille. Cela laisse assez de place pour comprimer suffisamment d'air tout en gardant assez de carburant pour la poussée.
Est-ce que l'expérience présente un danger ?
La pression peut être forte, il faut donc impérativement rester à 5 mètres lors du décollage. Un adulte doit toujours superviser l'utilisation de la pompe à vélo.
Jusqu'à quelle hauteur la fusée peut-elle monter ?
Avec une bouteille de 1,5 litre bien pressurisée, la fusée atteint facilement 10 à 15 mètres. Les records amateurs dépassent parfois les 30 mètres avec un aérodynamisme parfait !
🧭 Expériences similaires
🧪 Envie d’essayer autre chose ? Il reste 84 expériences à découvrir.
Tu as maintenant toutes les clés pour transformer ton jardin en véritable base de lancement spatiale ! Ces décollages impressionnants montrent que la physique est une force incroyable quand on sait la maîtriser. Pour aller encore plus loin dans tes découvertes astronomiques, explore nos kits d'astronomie sur science-labs.com.
