Animer un atelier, un espace de bricolage … Animer un atelier, un espace de bricolage avec des jeunes :
https://yakamedia.cemea.asso.fr/univers/agir/activites-manuelles-et-dexpression-techniques-plastiques-et-scientifiques/activites-damenagement/mettre-en-place-un-atelier-bois
https://yakamedia.cemea.asso.fr/univers/comprendre/comp-pedagogues-et-pedagogies/pratiques-pedagogiques/latelier-bois-plus-accessible-quil-ny-parait
Mettre en scène l’activité :
Un visuel utilisé lors d’une formation d’animateurs et animatrices d’ACM en Corse du sud est disponible dans les fichiers. Ce visuel utilisant les lettres C.S.T.I. a été utilisé pour floquer des tee-shirts et des badges, pour agrémenter les supports et attestations de la formation.
Voici une présentation du type d’activité qui peuvent être réalisées avec cette base: « Water Rocket Workshop » https://www.niklasroy.com/workshop/205/RocketScience
* Réaliser et lancer des engins
Fusée (libre ou captive (ajout piton sur le haut de base et tension d’une corde le long de laquelle un engin équipé d’un guide pourra glisser)
Autres engins : voiture et bateau (inclinaison 0°)
* Mener une démarche d’investigation
Modifier la pression appliquée
Modifier la quantité d’eau utilisée
Modifier l’angle de tir (trajectoire, influence du vent de face)
Modifier la compression du bouchon.
Mesurer et noter ces paramètres
Les engins lancés peuvent aussi faire l’objet d’une démarche d’investigation (ogive, ailerons, forme, mesure de la hauteur, parachute…)
Il est également possible de réaliser des augmentations électro-numériques sur ces engins (capteurs embarqués, leds...)umériques sur ces engins (capteurs embarqués, leds...) +
Les principes de propulsion par réaction p … Les principes de propulsion par réaction peuvent être appliqués à d'autres dispositifs, comme des systèmes de nettoyage à haute pression ou des jouets motorisés.
Les jets skis et flyboard utilisent un hydrojet qui expulse de l’eau à haute vitesse pour avancer.lse de l’eau à haute vitesse pour avancer. +
Il pourrait y avoir des fuites au niveau d … Il pourrait y avoir des fuites au niveau des raccords (tuyau, valve, tube). Il faudra resserre les colliers.
La compression du bouchon peut être mal réglée (trop ou pas assez)
L’axe de blocage de l’inclinaison, les articulations peuvent ne pas être assez serrés ou trop (levier trop souple ou trop dur, angle qui saute).
L’ancrage au sol n’est pas bon (glissement, basculement)
La pompe n’a pas d’indication de pression (manomètre)
Les consignes de sécurité ne sont pas respectées.signes de sécurité ne sont pas respectées. +
Une fusée à eau utilise l'eau comme masse … Une fusée à eau utilise l'eau comme masse de réaction . L'eau est expulsée par de l'air comprimé . Comme tous les moteurs de fusée, elle fonctionne selon la troisième loi du mouvement de Newton, le principe d'action-réaction . Une base de lancement, plus ou moins élaborée, est nécessaire pour tirer ces fusées. Cette page propose des ressources pour réaliser différents modèles de bases et détaille la fabrication d'une base utilisant un système de compression de bouchon et les ressources d'un fablab.
La fabrication de fusées à eau, ou roquettes hydropneumatiques, à l'aide de plusieurs bouteilles de boisson gazeuse en plastique comme réservoir sous pression est présentée sur une autre page.pression est présentée sur une autre page. +
Énoncé de la troisième loi de Newton :
«T … Énoncé de la troisième loi de Newton :
«Tout corps A exerçant une force sur un corps B subit une force d'intensité égale, de même direction mais de sens opposé, exercée par le corps B». Ici le mouvement exercé par l'eau qui s'échappe violemment de la bouteille vers le bas provoque un mouvement de la bouteille dans le sens opposé, et donc vers le haut.
Le principe de l’action et de la réaction en vidéo, CEA : https://culturesciencesphysique.ens-lyon.fr/actualites/veille-scientifique/le-principe-de-l2019action-et-de-la-reaction-en-video
Qu'est-ce que le principe d'action / réaction ?, http://www.lumni.fr/video/decollage-d-une-fusee-principe-d-action-et-reaction-d-une-fusee-principe-d-action-et-reaction +
A l’initiative d’étudiants d’écoles d’ingé … A l’initiative d’étudiants d’écoles d’ingénieurs, de facultés de sciences et du Centre National d’Études Spatiales (CNES), des clubs aérospatiaux, « tribu des lanceurs de fusée » voient le jour dans les années 1960. Ils développaient des fusées à eau, micro-fusée et mini-fusée.
Cette pratique est toujours d’actualité, car elle permet de pratiquer des démarches scientifiques, de s’approprier des outils et méthodes, de pratiquer l’oral et l’écrit, de concevoir et réaliser des objets techniques… à l’aide d’un support attractif. Et bien souvent ces tribus de lanceurs de fusées ont participé à la naissance à des mouvements associatifs comme les Petits Débrouillards.
Concernant les fusées à eau, il existe différentes bases et techniques de maintient (bouchon sans maintien, goupille sur la collerette du goulot, compression de bouchon, raccord automatique ...). Nous allons ici utiliser celle de la compression d’un bouchon, qui permet de contrôler le déclenchement et ne nécessite pas l’ajout de raccord sur la fusée. Mais vous trouverez dans les fichiers des bases réalisables avec des outils conventionnels, ainsi que des conseils pour l’animation, et dans les liens d’autres types de bases.
La base proposée s’inspire de nombreuses autres, et notamment de la [http://fusees.free.fr/base%20bouchon%20compressible.htm#BBC24 BBC24] de Papyjo.
Objectifs de cette base :
• Utilisation des machines et outils d’un fablab, d’un atelier de bricolage.
• Une base compacte et facilement transportable, avec un réglage de l’inclinaison qui permet de jouer sur ce paramètre, mais aussi d’installer les fusées sans perdre trop d’eau ou encore de lancer d’autres véhicules roulants, flottants, à l’horizontale. Une base qui peut s’installer sur différents types de sols.
• Réaliser des activités fusées à eau en sécurité.
• Identifier les possibilités de réemploi et de choix dans la sélection du matériel nécessaire. dans la sélection du matériel nécessaire. +
Pour découvrir d’autres types de bases de … Pour découvrir d’autres types de bases de lancement et bien plus, avec ses passionnés et experts des fusées à eau :
http://fusees.free.fr/base%20de%20lancement.htm
http://fuzeao.free.fr/base.php
https://fuseao.wordpress.com/bricolage-les-explications/la-base-de-lancement/
Voir la chaîne Youtube « Fusées à eau et autres projets Astu'Ciel »
http://www.wra2.org/
https://www1.grc.nasa.gov/beginners-guide-to-aeronautics/water-rocket/
Pour découvrir l’utilisation de cette activité dans l’enseignement :
https://tpe-fusee-a-eau.webnode.fr/les-bases/
http://propulsionaeau.free.fr/assets/rapport-fusee-a-eau_propulsionaeau.pdf
https://www.imt-atlantique.fr/sites/default/files/formations/innovations-pedagogiques/MERITE/APOLLEAU/DOSSIER%20DE%20FABRICATION%20V2%20.pdf
Et aussi du coté de Planète Sciences : une autre association qui propose des activités scientifiques :
https://www.planete-sciences.org/espace/Fusee-a-eau/Presentationiences.org/espace/Fusee-a-eau/Presentation +
* Utiliser des outils
* Utiliser des machines de fabrication numérique
* Choisir son matériel (réemploi, achat, débrouillardise)
* Fabriquer un objet technique
* Effectuer des réglages
* Entretenir et réparer une base de lancement
+
Lorsque le levier est remonté, la tige se … Lorsque le levier est remonté, la tige se déplace de quelques centimètres et le bouchon est comprimé. Le bouchon écrasé occupe plus de place. Il est plaqué à l’intérieur du goulot. Ceci créé une étanchéité et maintien la bouteille sur la base.
On peut ensuite s’éloigner à 5 mètres pour aller pomper jusqu’à la pression voulue.
Lorsque que l’on tire sur la cordelette, le levier se baisse, le bouchon revient à son diamètre nominal et la fusée décolle.
Il est nécessaire de procéder à l’ancrage et/ou au lestage (sardine, fixation sur une plaque plus grande, lests) pour maintenir la base en place.
Il faut mettre en place une zone et des consignes de sécurité sur le pas de tir, car les fusées peuvent blesser les personnes et impacter les éléments matériels.sonnes et impacter les éléments matériels. +
Fabriquer des fusées à eau : à venir
Une … Fabriquer des fusées à eau : à venir
Une fusée à air comprimé, pression faible: [[Fusée à air|https://www.wikidebrouillard.org/wiki/Fus%C3%A9e_%C3%A0_air]]
Une fusée avec du bicarbonate et du vinaigre: [[Fusée Bicarbonate-Vinaigre|https://www.wikidebrouillard.org/wiki/Fus%C3%A9e_Bicarbonate-Vinaigre]]
Une base et des fusées à air comprimé, pression élevée : à venir
Quelques expériences et fabrications :
Voiture ballon [[Voiture propulsée par un ballon|https://www.wikidebrouillard.org/wiki/Voiture_propuls%C3%A9e_par_un_ballon]]
Aéroglisseur [[Aéroglisseur|https://www.wikidebrouillard.org/wiki/A%C3%A9roglisseur]]
Ballon à réaction sur un fil https://phymain.unisciel.fr/un-ballon-a-reaction/index.html
Comprimer de l’air et de l’eau : https://phymain.unisciel.fr/compressibilites-comparees-de-lair-et-de-leau/index.html
La propulsion par réaction: https://phymain.unisciel.fr/la-fusee-a-air/index.html
Visualisation de l’air : https://medias.debrouillonet.org/w/7zCjRZAWjNoEhYPcyoKBJqdebrouillonet.org/w/7zCjRZAWjNoEhYPcyoKBJq +
En complément des outils listés précédemme … En complément des outils listés précédemment, il vous faudra du matériel pour réaliser la base. La liste de matériel commentée est a votre disposition dans les fichiers. Il est préférable de consulter l'ensemble de ce tutoriel avant de choisir son matériel, car il présente différentes alternatives. car il présente différentes alternatives. +, Après la découpe, même si elle est numériq … Après la découpe, même si elle est numérique, un peu de ponçage sera nécessaire. Si vous souhaitez protéger le bois (vernis, lasure) faites le avant le ponçage.
Il faut poncer les champs, tranches, des pièces et si nécessaires les zones d’emboîtements.
Vous pouvez également réalisez une gorge dans un des éléments cylindrique qui font partie de la poignée. Cela facilitera le maintient en place de la cordelette.ra le maintient en place de la cordelette. +, Il est possible d’utiliser différent types … Il est possible d’utiliser différent types d’écrous : à embase crantée, écrou frein ou « nylstop », double écrou, écrou et rondelle à denture ou grower) peuvent être utilisés. Il s’agit d’empêcher le desserrage des assemblages. Il faudra tenir compte de votre choix pour définir la longueur des boulons et tiges filetées utilisées. Dans le cas d’un double écrou : l’écrou en plus nécessite 6mm de filetage supplémentaire et donc un boulon plus long. Cela gênera le fonctionnement à l’endroit ou la bielle en bois passe au dessus d’une autre. Il faudra utiliser un écrou frein ou cranté à cet endroit.
Il est possible d’utiliser différents types de boulons, de formes de têtes : jappy ou collet carré, poêlier... Mais les têtes hexagonales permettent de serrer à l’aide des clés aux deux extrémités. Les têtes fraisées sont a éviter car l’appui sera mauvais. Certes, il est possible de fraiser les perçages, mais il y a aura une perte sur l’épaisseur de serrage.
Il faudra découper différents morceaux dans une tige filetée. Que l’on utilise une scie à métaux ou une meuleuse, il est utile d’installer un écrou avant la découpe. Il permettra de refaire le filetage en complément des coups de lime qui permettront de peaufiner la découpe et d’enlever tout reste de métal pouvant blesser.lever tout reste de métal pouvant blesser. +, Vous trouverez dans les fablabs des person … Vous trouverez dans les fablabs des personnes pour vous accompagner sur les différentes machines. Pour trouver un fablab, vous pouvez regarder du côté du Réseau Français des Fablabs et des Communautés du Faire : https://www.rfflabs.fr/. Voici un exemple de parc machines dans un Fablab : https://lesusines.fr/fablab/les-machines-du-fablab/
*Usinage du contre-plaqué à l’aide d’une fraiseuse numérique ou CNC.
Une vidéo de présentation de ce type de machine et disponible sur la chaîne Youtube « Les Usines La Filature / Ligugé », « Initiation fraiseuse à commande numérique au Fablab des Usines ».
Vous trouverez le fichier DXF dans les fichiers de cette page.
*Réalisation des pièces à l’aide d’une imprimante 3D :
Un tutoriel : [[Impression 3D (Webographie)|https://www.wikidebrouillard.org/wiki/Impression_3D_(Webographie)]]
Il est possible de remplacer ces éléments en utilisant par exemple des écrous à oreilles, en récupérant ou réemployant des objets (poignées diverses, bouchons…)
Différents fichiers de poignées sont proposés, certains sont modifiables (voir dans fichiers) en utilisant https://openscad.org/ avec lequel vous pourrez changer les paramètres qui définissent la pièce.
Poignée de cerf-volant : https://www.thingiverse.com/thing:4626025
Poignée pour le réglage de l’angle de rotation : https://www.thingiverse.com/thing:2385925
Poignée modifiable : https://www.thingiverse.com/thing:1562501
*Découpe de vinyle pour réaliser les autocollants : consignes de sécurité, décoration…
Une vidéo de présentation de ce type de machine et disponible sur la chaîne Youtube du LabFab, « [MAKER] Utiliser une découpeuse vinyle - Tutoriel de A à Z »
Cette machine peut découper différentes matières : vinyle pour réaliser des autocollants mais aussi du « flex », ou film thermocollant, pour personnaliser les tee-shirts des lanceurs de fusées et encore des matières fines pour réaliser des ailerons, des gabarits...s matières fines pour réaliser des ailerons, des gabarits... +, Là encore, différents bouchons sont possib … Là encore, différents bouchons sont possibles :
Un adaptateur pour douille de lampe, extensible 22 à 24 mm, que l’on trouve au rayon luminaire des magasins de bricolage.
Un bouchon de chimie conique de 23-29 mm de diamètre , 1 trou. Ils se vendent souvent par lots de 10.
Certains bouchons de pied de chaise en matière plastique souple pourraient également convenir.
Les goulots des bouteilles ont un diamètre intérieur compris en 21, 4 et 21,8 mm en général. Il va donc falloir poncer le bouchon pour en réduire le diamètre à 21 mm environ et lui donner une forme légèrement conique qui facilitera l’insertion du goulot.ique qui facilitera l’insertion du goulot. +, Une notice, jointe, vous permettra d’assem … Une notice, jointe, vous permettra d’assembler les éléments en bois. Quelques photos vous permettrons également d’y voir plus clair.
Les serrages doivent permettre une rotation des éléments sans trop de jeu, mais sans trop d’efforts. Par exemple, avec des boulons de 40 mm de longueur et des écrous freins, il faut que le filetage dépasse à peine de l’écrou. Au bout de quelques utilisations, il faudra peut-être revoir le serrage des éléments. peut-être revoir le serrage des éléments. +, Une fois les 2 barres, extension pour un m … Une fois les 2 barres, extension pour un meilleur ancrage ou lestage, assemblés (vissage des cylindres aux extrémités). Il faudra réaliser un perçage en biais avec un foret de diamètre 6 mm au niveau des trous d’ancrage au sol. Une sardine, piquet, planté en biais résistera mieux aux efforts de traction sur la cordelette et évitera le basculement de la base vers les opérateurs !sculement de la base vers les opérateurs ! +, Ces étapes sont également détaillées dans … Ces étapes sont également détaillées dans la notice.
Il faut monter la rondelle large et 2 écrous sur la tubulure avant de l’insérer par la partie basse du levier. Le tuyau doit être amené jusqu’à la tubulure précédemment installée et le collier de serrage placé sur le tuyau.
Il faut maintenant monter le tuyau sur la tubulure. Il peut être nécessaire de chauffer, à l’aide d’un briquet pas exemple, le tuyau pour l’assouplir. Le serrage du collier peut se faire au tournevis, mais aussi avec un clés plate de 6 pour finir le serrage.
A l’extrémité supérieure de la tubulure, placer 2 rondelles étroites, puis le bouchon et enfin un écrou.
A l’autre extrémité du tuyau, il faut installer la valve et la fixer à l’aide d’un collier. La valve doit être au bout du tuyau de 5 m, afin de pouvoir décompresser à cette distance en cas de problème. Et ainsi éviter les risques en s’approchant (départ inattendu, explosion...).
En remontant le levier, le bouchon se comprime et s’élargit. En serrant et desserrant les écrous, on règle la compression. Si l’espace entre les écrous est trop petit, le levier sera impossible à monter. Si l’espace est trop grand, le bouchon ne sera ps suffisamment comprimé. Un bon réglage doit permettre se soulever la base en la tenant par une bouteille installée sur le bouchon et le levier en position haute.
Ce réglage devra être vérifié avant les premiers lancements et modifié, si les fusées partent trop tôt ou difficilement. Les 2 écrous placés en bas et l’écrou plus le tube de poussée en haut font contre-écrou et limitent les desserrages, mais ils restent possibles.s desserrages, mais ils restent possibles. +, Pour lancer la fusée, il faut baisser le l … Pour lancer la fusée, il faut baisser le levier afin de décomprimer le bouchon et libérer la fusée. Mais pour pratiquer en sécurité, il faut se trouver à 5 mètres de la base. Un cordelette est donc installée pour actionner le levier à distance.
On peut tirer sur la ficelle nue, ou y attacher un morceau de bois. Mais une poignée de cerf-volant permet de tirer et de ranger la cordelette.
La poignée peut être récupérée ou imprimée. Et sur une poignée de récupération vous trouverez peut-être une ficelle, qui pourrait être assez résistante.
Pour fixer la cordelette aux 2 extrémités faites un nœud coulant bloqué par un nœud d’arrêt.n nœud coulant bloqué par un nœud d’arrêt. +, On y est presque !
Il reste à assembler e … On y est presque !
Il reste à assembler et monter le tube de poussée. Ce tube sera vissé à l’extrémité de la tubulure contre l’écrou. Il dépassera du niveau d’eau et empêchera un retour d’eau dans le circuit, la valve, la pompe. Il va également guider la fusée au début de la trajectoire, un gain supplémentaire de sécurité.
Il existe différentes tailles de bouteilles. Il vaut donc mieux prévoir différentes longueurs de tubes . Il faut couper 2 morceaux de 175mm (petites bouteilles) et de 260mm (grandes bouteilles)
Il faut créer le filetage dans la pièce imprimée. Pour cela il faut y visser en force un morceau du tubulure. Cette pièce maintenant filetée, il faut la coller dans le tube à l’aide d’une colle qui convient aux 2 matériaux (PVC et la matière imprimée). La colle pour PVC (plomberie) semble convenir pour l’association de PVC et PETG.onvenir pour l’association de PVC et PETG. +, Il s’agit maintenant de coller les autocol … Il s’agit maintenant de coller les autocollants indiquant la pression maximum, sur la base et pourquoi pas sur une étiquette fixée à proximité de la valve et donc de la personne qui va manipuler la pompe.
'''Vous trouverez dans les fichiers un document qui récapitule ces règles de sécurité.'''
Pourquoi 8 bar maximum ?
Les bouteilles de boissons gazeuses non abîmées explosent au dessus de 10 bar. Mais nous utilisons des bouteilles qui ont déjà vécues.
Les tuyaux même si ils sont renforcés ont aussi une limite de résistance à la pression. Elle débute parfois à 7 bar.
Ce n’est pas forcément une plus grande pression qui donnera les meilleurs résultats. Lors des championnat de France de fusées à eau, la pression était limitée à 6 bar.''' Cette pression de 6 bar semble un bonne limite pour la pratique.'''
Pour pouvoir mesurer la pression, il faut utiliser une pompe équipée d’un manomètre.
Pourquoi 5 mètres de distance pour les opérateurs ?
Une fusée de 1,5 litres remplie avec 1/3 d’eau à 6 bar part à environ 150 km/h. La trajectoire peut parfois imprévisible.
Lors de l’explosion d’une bouteille, les morceaux peuvent être projetés à plus de 5 mètres.
Que faire si la fusée ne part pas, si l’on veut annuler le décollage ?
'''Au moindre incident : décompressez la fusée''' en débranchant la pompe et en actionnant la valve. Ne jamais intervenir sur la fusée sous pression, rappelez-vous ce gros morceau de plastique dur peut partir à 150 km/h.
Où lancer les fusées et comment aménager la zone de tir ?
Choisissez un espace dégagé, loin des arbres, des lignes électriques, des voitures, des maisons et même des animaux. Il faut avoir l’autorisation du propriétaire du site et une surface équivalent à un terrain de football. Le domaine aérien est soumis à réglementations à certains endroits.
Le vent doit être nul ou faible (< 5 m/s ou 18 km/h). Il faut tirer face au vent.
Le public doit se tenir au moins à 10 m et hors de la trajectoire prévue (ou imprévue) donc de préférence à l’arrière et sur les côtés de l’axe de tir.
La base doit être ancrée, lestée de manière à ce qu’elle ne puisse pas basculer, se déplacer lorsque l’on tire sur la cordelette.
Ces zones peuvent être matérialisées à l’aide de barrières, de ruban de signalisation.
Un responsable des lancements, qui gérera la zone, la base et les lancements peut être désigné.
Le déroulement du lancement
Assurez vous que la zone de tir est dégagée et avertissez avant la mise sous pression.
Annoncez clairement et à haute voix l'instant du déclenchement (Un compte à rebours retient particulièrement l'attention).
Ne quittez pas la fusée des yeux, autant que se faire se peut. Les spectateurs également doivent se tenir debout et suivre des yeux la fusée afin de pouvoir faire le pas de côté qui leur permettra d’éviter l’impact éventuel.
yeux la fusée afin de pouvoir faire le pas de côté qui leur permettra d’éviter l’impact éventuel.
<br/> et Bon, on l’essaye cette base ?
Installez … Bon, on l’essaye cette base ?
Installez la base comme indiqué précédemment (ancrage, lest si nécessaire) et vérifiez qu’elle ne bouge pas quand vous actionnez le levier à l’aide de la ficelle.
Le test peut se faire sans eau, avec une bouteille ne contenant que de l’air. Elle ira moins loin.
La bouteille ne rentre pas bien dans le bouchon. Il faut re-poncer le bouchon.
La bouteille ne tient pas lorsque le bouchon est comprimé. Il faut serrer d’avantage les écrous sur la tubulure.
La bouteille reste coincée. Il faut dépressuriser en appuyant sur la valve. Enlever la bouteille et desserrer les écrous.ever la bouteille et desserrer les écrous. +
Rassembler le matériel nécessaire. +, Découpes et impressions au Fablab. +, Préparer les éléments en bois, la finition. +, Choix et préparation des éléments de serrage. +, Choisir et préparer le bouchon. +, Assembler les éléments. +, Assembler les éléments, la suite. +, Assembler la conduite d’air. +, Assembler le déclencheur. +, Assembler le tube de poussée. +, Règles de sécurité sur le pas de tir. + et Premier essai ! +
fusée +, Eau +, fabrication numérique +, bricolage +, base + et lancement +
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