Études aérospatiales, spécialité propulsion des fusées
Poussée, Isp, équation de la fusée, tuyères et cycles moteurs, puis les moteurs d’aujourd’hui, 30 ans d’images de lancements et où étudier.
🤖 Traduction rédigée par machine, à relire.
⚙️ Les bases
- 🚀 Poussée
Éjecter de la masse vers l’arrière très vite pousse la fusée vers l’avant (3e loi de Newton). Cela marche dans le vide.
F = ṁ·vₑ + (pₑ − pₐ)·AₑUnité du cours 7 · 🧮 Calculateur - ⏱️ Impulsion spécifique (Isp)
Poussée par poids d’ergols brûlé chaque seconde. Isp plus élevée = plus de poussée avec le même carburant.
Isp = F / (ṁ·g₀)Unité du cours 7 - 📈 L’équation de la fusée
Le gain de vitesse (Δv) selon la vitesse d’éjection et le rapport masse pleine/vide. D’où les étages.
Δv = vₑ · ln(m₀ / m_f)Unité du cours 9 · 🧮 Calculateur - 🔔 Tuyères
Une cloche convergente-divergente transforme le gaz chaud sous pression en jet supersonique. Grandes cloches pour le vide, plus courtes au sol.
Unité du cours 8
Cycles moteurs : comment les pompes sont entraînées
- Générateur de gaz
Un petit brûleur entraîne la turbine ; ses gaz sont rejetés. Simple. Exemple : Merlin (SpaceX).
- Combustion étagée
Le gaz du pré-brûleur passe ensuite dans la chambre principale : rien n’est perdu. Exemple : RS-25 (navette, SLS).
- Combustion étagée à flux complet
Deux pré-brûleurs, l’un riche en carburant, l’autre en oxygène : tous les ergols traversent les turbines. Raptor a été le premier à voler (Starhopper, juillet 2019).
- Expandeur
Le carburant réchauffé dans les parois entraîne la turbine. Propre et fiable pour les étages supérieurs. Exemple : RL10.
- Électrique (ionique, Hall)
Des champs électriques accélèrent des ions. Poussée infime, Isp très élevée, pour des poussées de plusieurs mois.
Unité du cours 8 · AIAA Aerospace America, 2020 year in review · Spaceflight Now, Jul 26, 2019 (Starhopper hop)
🔥 Le plus récent : Raptor de SpaceX
Raptor brûle du méthane et de l’oxygène liquides (méthalox) en cycle à combustion étagée à flux complet. Chiffres de SpaceX, avec leur date de publication.
| Version | Poussée, niveau mer | Poussée, version vide | Masse du moteur | Statut | Source |
|---|---|---|---|---|---|
| Raptor 1 | 185 tf | — | 2,080 kg | A volé | Teslarati, Oct 26, 2026 (quotes Elon Musk on X, Oct 26, 2026) |
| Raptor 2 | 230 tf (507,000 lbf) | 258 tf (568,000 lbf) | 1,630 kg | A volé | SpaceX, “Introducing Starship V3”, May 12, 2026 |
| Raptor 3 | 250 tf (551,000 lbf) | 275 tf (606,000 lbf) | 1,525 kg | En vol (Starship V3) | SpaceX, “Introducing Starship V3”, May 12, 2026 · SpaceX, Starship / Raptor page (read Oct 28, 2026) |
| Raptor 4 | 300 tf | — | « à peu près la même masse, on l’espère » que Raptor 3 | Annoncé / prévu | Teslarati, Oct 26, 2026 (quotes Elon Musk on X, Oct 26, 2026) |
Ce qui a changé, et ce qui reste un projet
- Raptor 3 intègre capteurs et contrôleurs dans le moteur, sous sa protection thermique : plus de carénages ; nouveau système d’allumage pour toutes les versions ; selon SpaceX, la simplification fait gagner environ 1 tonne par moteur au niveau du véhicule (12 mai 2026). SpaceX, “Introducing Starship V3”, May 12, 2026
- Les sources divergent sur la poussée de Raptor 3 : l’objectif SpaceX de 2024 était 280 tf ; le chiffre officiel le plus récent pour les moteurs de vol est 250 tf (12 mai 2026), retenu ici. Le 26 oct. 2026, Elon Musk a écrit ne pouvoir atteindre « de façon fiable qu’environ 230 t-F avec Raptor 3 ». SpaceX, “Introducing Starship V3”, May 12, 2026 · Teslarati, Oct 26, 2026 (quotes Elon Musk on X, Oct 26, 2026)
- Raptor 4 est annoncé, ni construit ni montré : le 26 oct. 2026, Elon Musk a écrit « Raptor 4 will be 300 tons of thrust at sea level and hopefully about the same mass ». SpaceX n’a publié ni fiche technique, ni date, ni pression de chambre, ni Isp. Teslarati, Oct 26, 2026 (quotes Elon Musk on X, Oct 26, 2026)
📽️ 30 ans de puissance brute
De vraies images de lancements et d’essais, du plus ancien au plus récent. Les vidéos ne se chargent que si vous lancez la lecture.
Navette Discovery, STS-133 (dernier lancement)
2011-02-24images.nasa.gov · Video: NASA (public domain)Vol d’essai de Falcon Heavy (27 moteurs Merlin)
2018-02-06YouTube · SpaceX · Video: SpaceXFalcon 9, mission Crew-1 NASA-SpaceX (9 moteurs Merlin)
2020-11-15images.nasa.gov · Video: NASA (public domain)SLS, Artemis I (4 RS-25 + 2 propulseurs à poudre)
2022-11-16images.nasa.gov · Video: NASA (public domain)Starship vol 5, première capture du booster (33 Raptor 2)
2024-10-13YouTube · SpaceX · Video: SpaceXEssai à feu du RS-25 n° 2063, NASA Stennis
2026-01-22images.nasa.gov · Video: NASA (public domain)Starship vol 12, premier vol de Starship V3 et de Raptor 3
2026-05-22Voir sur SpaceX.com ↗ · Video: SpaceX
| Lanceur / essai | Date | Moteur | Poussée par moteur | Poussée totale au décollage | Pression de chambre | Isp | Ergols | Source |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Space Shuttle (STS-133) | 2011-02-24 | RS-25 ×3 | ≈491,000 lbf (104.5%, vac) | — | — | — | LH₂ / LOX | NASA, SLS RS-25 Core Stage Engine fact sheet (MSFC, Dec 2025) |
| Falcon Heavy | 2018-02-06 | Merlin ×27 | 845 kN / 190,000 lbf | > 5 million lbf | — | — | LOX / RP-1 | SpaceX, Falcon Heavy page (read Oct 28, 2026) |
| Falcon 9 (Crew-1) | 2020-11-15 | Merlin ×9 | 845 kN / 190,000 lbf | — | — | — | LOX / RP-1 | SpaceX, Falcon Heavy page (read Oct 28, 2026) |
| SLS (Artemis I) | 2022-11-16 | RS-25 ×4 + 2 SRB | ≈512,000 lbf (109%, vac) | 8.8 million lbf | — | — | LH₂ / LOX + solid | NASA, SLS RS-25 Core Stage Engine fact sheet (MSFC, Dec 2025) · NASA Image and Video Library, Artemis I launch recap, Nov 16, 2022 |
| Starship V3 Super Heavy | 2026-05-22 | Raptor 3 ×33 | 250 tf / 551,000 lbf | 8,240 tf / 18.1 million lbf | 350 bar (test, 2023) | — | CH₄ / LOX (subcooled) | SpaceX, “Introducing Starship V3”, May 12, 2026 · SpaceX, Starship / Raptor page (read Oct 28, 2026) · Elon Musk on X, May 13, 2023 (archived) |
Pression de chambre et Isp restent vides quand le fabricant n’a pas publié de chiffre actuel. Seule valeur sourcée pour Raptor : 350 bar atteints lors d’un essai au sol de Raptor 3 (Elon Musk, 13 mai 2023), un résultat d’essai, pas une valeur nominale.
Poussée par moteur au fil du temps (kN)
Poussée au niveau de la mer sauf mention « vide » (la NASA donne le RS-25 dans le vide). Barre en pointillés = objectif annoncé, pas encore volé. Conversions : 1 tf = 9,80665 kN, 1 lbf = 4,448 N.
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Cours gratuits, grands programmes et vrais débouchés. Aucune affiliation ni recommandation ; liens vérifiés le 28 oct. 2026.
Cours gratuits
- MIT OpenCourseWare 16.512 Rocket Propulsion ↗Le cours de propulsion des fusées de master du MIT, gratuit : notes et exercices.
- MIT OpenCourseWare 16.50 Introduction to Propulsion Systems ↗Le cours de licence du MIT sur réacteurs et moteurs-fusées, gratuit.
- edX: Aerospace engineering courses ↗Cours universitaires d’aérospatial en ligne ; beaucoup sont gratuits en auditeur libre.
Universités et laboratoires
- MIT AeroAstro ↗Le département d’aéronautique et d’astronautique du MIT (Course 16), qui donne les cours ci-dessus.
- Purdue University, Maurice J. Zucrow Laboratories ↗Les labos de propulsion de Purdue, fondés en 1948, qui se présentent comme le plus grand labo universitaire de propulsion au monde.
- Caltech GALCIT (Graduate Aerospace Laboratories) ↗Les labos aérospatiaux de Caltech, dont les premiers travaux sur les fusées ont mené au JPL de la NASA.
- Georgia Tech, Daniel Guggenheim School of Aerospace Engineering ↗L’école d’aérospatial de Georgia Tech, avec recherche en propulsion et combustion.
- Stanford Aeronautics & Astronautics ↗Le département aéro/astro de Stanford, avec recherche en propulsion spatiale et combustion.
- University of Michigan Aerospace Engineering ↗Le département d’aérospatial du Michigan, qui abrite le Plasmadynamics and Electric Propulsion Laboratory.
NASA
- NASA Glenn: Beginner’s Guide to Rockets ↗Les pages simples de la NASA sur la poussée, les tuyères et le vol des fusées, avec simulateurs.
- NASA Glenn Research Center ↗Le centre de la NASA pour la recherche en propulsion, dont la propulsion électrique.
- NASA STEM learning resources ↗Leçons et activités gratuites de la NASA pour élèves et enseignants.
Carrières et stages
- NASA Internships ↗Stages rémunérés à la NASA pour étudiants.
- NASA Pathways ↗Le programme étudiant de la NASA qui peut mener à un poste permanent.
- SpaceX Careers ↗Emplois et stages chez le fabricant de Merlin et Raptor.
- Blue Origin Careers ↗Emplois chez le fabricant du moteur BE-4.
- L3Harris Careers (Aerojet Rocketdyne) ↗Aerojet Rocketdyne, fabricant du RS-25 et du RL10, fait partie de L3Harris.
🌍 En quoi ce parcours aide la planète
Chaque solution de Saving Planets aide les humains et la nature. Des moteurs efficaces réduisent consommation et émissions ; les lanceurs placent les satellites qui surveillent océans, forêts et glaces.
- Année 1: La chimie et l’analyse sont la langue de la combustion et de l’air lui-même : la base pour juger plus tard des carburants plus propres. Voir Aviation durable.
- Année 2: La thermodynamique et les fluides déterminent combien de carburant un moteur brûle pour chaque unité de poussée : c’est ici que commencent l’efficacité et la baisse des émissions.
- Année 3: La propulsion et les orbites permettent aux satellites d’observation de la Terre d’atteindre l’orbite pour surveiller les océans, les forêts et les glaces. Voir Observation de la Terre et Prochains lancements.
- Année 4: La dernière année transforme tout cela en conception : moteurs plus silencieux et moins émetteurs, carburants alternatifs (Aviation durable), engins pour les solutions spatiales et missions de défense planétaire.
🧮 Calculateur intégré
Matière
Calculateur
- Calculateur de l’équation de portance
- Calculateur de vitesse de décrochage (inclinaison et altitude)
- Calculateur du nombre de Mach et de la vitesse du son (atmosphère type)
- Calculateur du rapport poussée/poids
- Calculateur de puissance de rotor en vol stationnaire (théorie de Froude)
- Calculateur de période orbitale
- Calculateur de vitesse orbitale et de libération
- Calculateur de transfert de Hohmann
- Calculateur de delta-v (équation de Tsiolkovski)
- Calculateur de mouvement de projectile avec résistance de l’air
- Calculateur de période du pendule (petits et grands angles)
🔥 Plutôt réacteurs ? Voir le parcours propulsion par réaction · Propulsion · 🔎
Choisir un thème
- ✈️ Génie aéronautique
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Données de SpaceX, de la NASA et des médias cités, au 28 oct. 2026. Vidéos : NASA (domaine public) et SpaceX (lecteurs officiels). Guide d’étude indépendant : aucune affiliation, aucun crédit, aucune recommandation.