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Introduction

Fin 2022 et début 2023, j’ai eu l’opportunité de me lancer dans un projet passionnant : la conception et le lancement d’une micro-fusée amateur. Ce projet, bien que d’initiation, a été une formidable occasion d’explorer les principes fondamentaux de l’aéronautique et de la fabrication additive, tout en mettant en pratique des outils de modélisation et de simulation.

Conception et Modélisation

La phase de conception est cruciale pour tout projet de fusée. Elle permet de définir les caractéristiques physiques de l’engin et d’anticiper son comportement en vol. Pour ce projet de micro-fusée, d’une longueur d’environ 60 cm, plusieurs outils ont été mobilisés pour assurer une conception robuste et conforme aux exigences de sécurité.

Outils de Modélisation 3D

La coiffe de la micro-fusée a été entièrement modélisée en 3D à l’aide du logiciel de CAO Fusion 360 d’Autodesk. Ce choix a permis une grande précision dans la conception des formes aérodynamiques et l’intégration des différents composants. La modélisation 3D est essentielle pour visualiser l’assemblage final et anticiper les contraintes de fabrication, notamment pour l’impression 3D.

Dimensionnement Aérodynamique avec OpenRocket

Pour le dimensionnement et la simulation des performances en vol, le simulateur OpenRocket a été un outil indispensable. Ce logiciel open-source permet de modéliser la fusée, d’y intégrer les caractéristiques des propulseurs, et de simuler sa trajectoire, son apogée, sa vitesse maximale, et sa stabilité. avec un visualisation en temps réel des positions du centre de gravité (CG) et du centre de pression (CP), ainsi que des informations sur l’altitude, la vitesse et l’accélération en vol 7 8 9 10.

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Analyse de Stabilité et Trajectoire avec StabTraj

En complément d’OpenRocket, l’outil StabTraj, développé par Planète Sciences, a été utilisé pour une analyse approfondie de la stabilité et de la trajectoire de la fusée 1 2 3 4 5. Cet outil, souvent sous forme de feuille de calcul Excel, permet de vérifier la conformité de la fusée au cahier des charges des campagnes de lancement. Il calcule des paramètres clés tels que la finesse, la portance, la marge statique et le couple, qui sont essentiels pour garantir un vol stable et sécurisé.

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Fabrication et Assemblage

La fabrication de la micro-fusée a été réalisée avec des matériaux accessibles, tout en respectant les contraintes de légèreté et de robustesse nécessaires à un vol réussi. Chaque composant a été choisi et assemblé avec soin.

Coiffe en PLA (Impression 3D)

La coiffe, élément clé pour la pénétration aérodynamique, a été imprimée en 3D en PLA (Acide Polylactique). L’impression 3D a offert une grande liberté de conception, permettant de réaliser une forme optimisée pour la réduction de la traînée et d’intégrer des points de fixation pour le système de récupération. Le choix du PLA a été motivé par sa facilité d’impression, sa rigidité et son poids relativement faible.

Corps de la Fusée

Le corps principal de la fusée a été construit à partir d’un rouleau en carton renforcé. Ce matériau, léger et facile à travailler, a été choisi pour sa capacité à maintenir la structure tout en étant économique. Un renforcement interne a été mis en place pour garantir l’intégrité structurelle lors des phases de poussée et de vol.

Ailerons

Quatre ailerons en bois fin ont été fixés à la base du corps de la fusée. Leur rôle est crucial pour la stabilité directionnelle de la fusée pendant le vol. Leur forme et leur positionnement ont été déterminés grâce aux simulations OpenRocket et aux analyses StabTraj pour assurer une marge statique positive et éviter toute instabilité.

Système de Récupération (Parachute)

Un parachute d’environ 15 cm de diamètre a été intégré comme système de récupération. Ce parachute, une fois déployé à l’apogée, permet de ramener la fusée au sol en toute sécurité, minimisant ainsi les risques de dommages à l’atterrissage. Le dimensionnement du parachute a été calculé pour assurer une vitesse de descente acceptable et éviter la dérive excessive due au vent.

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Cahier des Charges et Normes de Sécurité

La fusée a été validée en suivant scrupuleusement le cahier des charges des campagnes de lancement, notamment celles encadrées par des organisations comme Planète Sciences 11 12 13. Ce document détaille les exigences techniques, les normes de sécurité, et les procédures à respecter pour la conception, la fabrication et le lancement des fusées amateurs. Il couvre des aspects tels que la stabilité aérodynamique, la résistance structurelle, le système de récupération, et la sécurité des propulseurs. La conformité à ce cahier des charges est une étape obligatoire pour obtenir l’autorisation de lancement et assurer la sécurité de tous les participants.

Résultats et Analyse Post-Vol

Le 4 février 2023 a marqué l’aboutissement de ce projet avec le lancement de la micro-fusée à l’aérodrome de Bourg Saint Bernard. Les conditions météorologiques étaient favorables, et toutes les vérifications pré-lancement ont été effectuées avec succès. Le décollage s’est déroulé sans encombre, la fusée s’élevant avec puissance et stabilité, conformément aux prévisions des simulations. La micro-fusée a atteint une apogée de 200 mètres, réalisant un vol balistique parfait. Le système de récupération par parachute s’est déclenché comme prévu, assurant un atterrissage en douceur. L’analyse post-vol a confirmé la validité des choix de conception et des calculs effectués avec OpenRocket et StabTraj. Ce succès a démontré la faisabilité de construire et de lancer une micro-fusée amateur avec des outils et des méthodes accessibles, tout en respectant les normes de sécurité.

Remerciements

Je tiens à remercier toutes les personnes qui ont contribué de près ou de loin à la réalisation de ce projet, notamment les organisateurs des campagnes de lancement pour leur encadrement et leurs précieux conseils, ainsi que la communauté des makers pour l’inspiration et le partage de connaissances.

Références

1. 1 Planète Sciences. (s.d.). StabTraj - Stabilité, trajectographie et contrôles de fusées - SPOCK. Consulté le 15 février 2026, à l’adresse https://www.planete-sciences.org/espace/spock/
2. 2 Planète Sciences. (2017, 9 juin). Mini-Fusée : structuration interne et communication sans fil à longue distance. Consulté le 15 février 2026, à l’adresse https://www.planete-sciences.org/espace/IMG/pdf/pe_31 telemetrie.pdf
3. 3 AéroIPSA. (s.d.). Docs Technique. Consulté le 15 février 2026, à l’adresse https://www.aeroipsa.com/docs
4. 4 SPOCK. (s.d.). Stabtraj - v3 4.2 2. Consulté le 15 février 2026, à l’adresse https://fr.scribd.com/document/492093071/ stabtraj-v3-4-2-2
5. 5 YouTube. (2020, 7 octobre). Stabilité des micro-fusées. Consulté le 15 février 2026, à l’adresse https://www.youtube.com/watch?v=1XS6q_AbjtI
6. 6 YouTube. (2019, 7 avril). Projet mini fusée : Episode 2 - Etude préliminaire sur la stabilité. Consulté le 15 février 2026, à l’adresse https://www.youtube.com/watch?v=iSOzSZocfbU
7. 7 OpenRocket. (s.d.). OpenRocket Simulator. Consulté le 15 février 2026, à l’adresse https://openrocket.info/
8. 8 OpenRocket. (s.d.). Features and screenshots. Consulté le 15 février 2026, à l’adresse https://openrocket.info/features.html
9. 9 OpenRocket. (s.d.). Basic Rocket Design — OpenRocket 23.09 documentation. Consulté le 15 février 2026, à l’adresse https://openrocket.readthedocs.io /en/latest/user_guide/basic_rocke _design.html
10. 10 OpenRocket Wiki. (2023, 26 janvier). Advanced Rocket Design. Consulté le 15 février 2026, à l’adresse https://wiki.openrocket.info/Advanced_Rocket _Design
11. 11 Planète Sciences. (2019, 23 novembre). Cahier des Charges Minifusées campagnes national de lancement. Consulté le 15 février 2026, à l’adresse https://www.planete-sciences.org/espace/IMG/pdf/cdc_minif.pdf
12. 12 C’SPACE. (s.d.). C’Space 2025. Consulté le 15 février 2026, à l’adresse https://cnes-edu-cspace.com/
13. 13 Planète Sciences. (2025, 2 octobre). Minifusée — Présentation. Consulté le 15 février 2026, à l’adresse https://www.planete-sciences.org/espace/Minifusee/Presentation
14. 14 Berry Rocket. (s.d.). Micro Mystic. Consulté le 15 février 2026, à l’adresse https://berryrocket.com/micro_mystic.html

Annexes

StabTraj., Simu2D OpenRocket., Doc OpenRocket.

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