LA PROPULSION CHIMIQUE

Cette fois, je vais vous parler d'aérospatial en commençant par les différents types de propulsion; c'est la premiere partie d'une, si possible, longue série.

I-Définition

Sur la Terre, il n'y a qu'un seul moyen de sortir de l'attraction terrestre (gravité), la fameuse propulsion chimique : elle consiste à éjecter une partie de sa masse (ergol solide/liquide) et faire appelle au principe d'action réaction de notre cher Isaac Newton. Par ce rejet de matière, la fusée décolle. Pour faire simple, c'est ce même principe qui fait que votre tuyau d'arrosage par en cacahuète quand vous le lâchez.

II-Histoire

C'est un instituteur russe nommé Constantin Tsiolkovski au tout début du XXieme siècle qui imagine pour la première fois qu'un engin à réaction chimique pourrait se placer en orbite, avant cela, les composés chimiques (ergol) n'étaient pas assez puissants pour permettre à une telle idée de naître. Cependant, l'option de l'ergol liquide est vite choisie car il peut bruler dans l'espace. Jusqu'a la Seconde Guerre mondiale, aucun projet ne voit le jour et personne ne s'intéresse au « fusée ». Puis, les nazis arrivent au pouvoir en 1933 et lancent des recherche sur la propulsion chimique et le programme Agrégat nait avec le célèbre ingénieur Wernher Von Braun. Ce programme est le premier à faire rentrer un objet humain dans l'espace (l'A4 ou V2 pour les intimes en 1934). Toutes les fusées dans les décennies à venir seront des développements des fusées de ce programme.

III-Fonctionnement

Dans une fusée à propulsion chimique, il y a deux types de carburants : l'ergol solide, en poudre et l'ergol liquide :

-ergol solide : ce sont ces ergols qui présentent les fonctionnements les plus simples. De nombreux composants peuvent être utilisés dans ce type ergol, cela va de la simple poudre à canon au mélange très complexe des propulseurs d'appoints de la navette spatial (secret). Il a la particularité de regrouper les deux réactifs chimiques nécessaires la réaction : l'oxidant et le réducteur dans le même réservoir, ils restent inertes jusqu'à qu'une flamme vienne déclencher la réaction. Les avantages sont : un coût peu élevé, une conception simple et une poussée élevé.

-ergol liquide : ce sont ces ergols les plus utilisé dans les grosses fusées, car les moteurs à ergol liquide sont à la fois plus complexes que les moteurs à ergol solide mais aussi beaucoup plus efficaces. L'oxidant et le réducteur sont stockés dans des réservoirs différents, il sont mélangés dans une chambre de combustion. Les produits de cette combustion vont dans la tuyère pour être éjectés. L'astuce pour décoller plus vite est d'envoyer plus de carburant, le système est le même que dans les turbos des voitures : injecter sous pression le carburant pour accélérer la réaction. Le principe est le même mais avec des dimension plus intéressantes, les turbopompes de la navette spatial étaient capable d'injecter 4 tonnes d'ergol par seconde dans la chambre à combustion.

Les moteurs à ergol liquide sont certes beaucoup plus compliqués que les moteurs à ergol solide, mais il sont plus efficaces, c'est a dire qu'ils utilisent moins de carburant pour produire une poussée donné. Les moteurs à ergols liquide présentent bien d'autre avantages, comme la capacité d'être rallumés ou bien de gérer la puissance du moteur, ce que on ne peut pas faire avec un moteur à ergol solide.

Certain ergols sont en vérité des mono-ergols, comme l'hydrazine. Un mono-ergol est simplement un ergol qui s'auto-suffit : il regroupe à la fois réducteur et oxydant dans un même liquide. La réaction n'en est que plus simple : il se décompose en quelque millisecondes en produisant de grande quantité de gaz. La réaction n'est cependant pas suffisante pour faire décoller une fusée. Vous le voyez dans les films sous la forme d'un petit jet blanc.

IV-Maintenant

La technologie est aboutie et il ne faut pas s'attendre à de grand bond de performance dans ce domaine. Mais ce n'est pas une raison pour arrêter la recherche car elle reste la seule à pouvoir envoyer une charge dans l'espace.

By urbain