CLES-FACIL utilise les jauges d'extensométrie de HBM à bord d'une fusée expérimentale

Chaque année, une équipe du club aéronautique lyonnais "CLES-FACIL" conçoit une fusée expérimentale afin d'étudier certains problèmes scientifiques. Dans le cadre d'un projet destiné à déterminer la force générée lors de l'ouverture d'un parachute sur la fusée, ils ont fait appel aux jauges d'extensométrie de HBM.

Toutes les questions concernant l'aéronautique et l'aérospatial sont bien loin d'être résolues. Des institutions et des clubs dans le monde entier s'engagent donc dans de nombreux projets pour étudier plus précisément certains problèmes scientifiques. Le Club Lyonnais d’Expérimentations Spatiales (CLES-FACIL) fondé en 1967 par Alain Juge est l'un des plus anciens clubs de recherche aéronautique de France. L'étroite relation du club avec la célèbre école d'ingénieurs INSA de Lyon permet de réaliser en continu des projets de recherche de haut niveau.

L'équipe de CLES-FACIL avec la fusée "Detrona"

Ainsi, 20 à 30 membres de CLES-FACIL travaillent continuellement sur divers projets de recherche, tels que la conception de fusées expérimentales, de ballons stratosphériques et de mini-fusées. Chaque année, CLES-FACIL développe également une fusée de recherche ("Fusex") afin d'étudier certains problèmes.

Projet Detrona: mesure de force sur un parachute

L'un des objectifs de la fusée "Detrona" développée en 2011 par CLES-FACIL était de déterminer les forces générées lors de l'ouverture d'un parachute sur des fusées. Cette valeur n'avait jusqu'à présent été estimée qu'approximativement à l'aide d'une formule, mais jamais réellement mesurée. La connaissance exacte de cette valeur est pourtant d'une grande importance pour les constructeurs de fusées. Lors de l'ouverture du parachute dans l'air, la fusée subit un "choc" qui peut, dans le pire des cas, causer des dommages irréparables à la construction globale de la fusée.

La fusée Fusex Detrona présente une longueur d'à peine 2 mètres pour un diamètre de 120 mm. Elle pèse 10 kilogrammes. Certaines parties de la fusée sont fabriquées en polycarbonate transparent, ce qui permet d'installer une caméra pouvant filmer à 360°. La Detrona était en outre équipée d'un parachute qui a fait l'objet de la mesure de force.

Fusex Detrona - CLES-FACIL 2010-2011von CLES-FACIL

Formule semi-analytique de détermination de la force

En règle générale, les forces générées lors de l'ouverture du parachute sont estimées à l'aide d'une formule semi-analytique : F = 0,65*S*V², où S représente la surface du parachute et V la vitesse à l'instant de l'ouverture. La vitesse V ne peut toutefois pas être évaluée. En outre, la valeur pour la surface du parachute dépend beaucoup de la forme selon laquelle il s'ouvre.

Il est donc nécessaire de disposer de données plus précises. Afin de déterminer la force sur la fusée Detrona, l'équipe du CLES-FACIL a opté pour les jauges d'extensométrie de HBM.

Les jauges de contraintes ont été montées en opposition sur l'attache du parachute, deux travaillant en traction et deux en compression. Cette disposition a permis de s’affranchir des efforts parasites de torsion et d'extension. Le dispositif a été complété par un amplificateur et un logiciel d'évaluation.

Application des jauges d'extensométrie sur l'attache du parachute de la Detrona

Vol d'essai réussi et acquisition des données de mesure

Le vol d'essai de la fusée Detrona équipée de jauges d'extensométrie et d'un système télémétrique s'est merveilleusement bien déroulé. La fusée a atteint une altitude de plus de 1000 mètres. L'ouverture du parachute a été fiable et précise. Grâce au système télémétrique, la fusée a transmis en continu toutes les données de mesure nécessaires, notamment la valeur maximale recherchée de la force générée à l'ouverture du parachute : 1210 newtons.

La figure montre l'évolution de la force mesurée pendant le vol de la fusée. Les différentes étapes depuis le décollage jusqu'au déploiement du parachute sont clairement identifiables.

La valeur ainsi mesurée aidera l'équipe du CLES-FACIL pour d'autres projets et a également été appréciée par les spécialistes du secteur. Avec le projet Detrona, CLES-FACIL a remporté pour la troisième fois consécutive le premier prix "Planète Sciences" lors du C’Space 2011 ainsi que le prix "Thalès Alenia Space" du concours GIFAS (Groupement des Industries Françaises Aéronautiques et Spatiales).

Le dossier de clôture du projet Detrona est disponible sous

Le projet suivant met en œuvre des jauges d'extensométrie de HBM

D'autres projets de mesure impliquant des jauges d'extensométrie sont prévus. Le projet qui suit Detrona concerne l'analyse des contraintes sur l'aileron d'une fusée. Ici aussi, L'équipe mise de nouveau sur le jauges de contraintes HBM.

Le Client

CLES-FACIL

HBM - Jauges de contrainte

Jauges de contrainte