Projet en cours · Physique
Zero-G
Nous concevons des expériences à mener en apesanteur, pendant des vols paraboliques.
- d’apesanteur à chaque parabole
- 8 s
- le pic, en entrant et en sortant de la parabole
- 1,8 g
- expériences en vol, le 19 novembre 2025
- 2
- le module CanSat, pour un vol sur fusée
- 66 × 115 mm
Pour celles et ceux qui viennent de physique, ingénierie, biologie
Le vol parabolique
Un avion en vol horizontal cabre le nez et monte : pendant quelques secondes, ceux qui sont à bord pèsent 1,8 fois la normale. Puis le pilote coupe la poussée et l’avion suit la parabole d’une pierre lancée. Avion, personnes et expériences tombent ensemble, et dans la cabine le poids disparaît. À la fin, l’avion revient en vol horizontal, en repassant par 1,8 g.
Sur l’Airbus A310 ZERO-G, qui vole pour les agences spatiales européennes, l’apesanteur dure de 20 à 22 secondes, sur 31 paraboles par vol. Sur un petit avion d’aviation générale elle dure environ 8 secondes, avec 4 à 6 paraboles par vol, mais cela coûte beaucoup moins cher. Notre vol, le 19 novembre 2025, nous a été offert par RINA et QBT.
- Montée à 1,8 g l’avion cabre le nez
- 8 secondes sans poids avion et expériences tombent ensemble
- Sortie à 1,8 g l’avion revient en vol horizontal
Les chiffres du graphique
| Temps (s) | Gravité à bord (g) |
|---|---|
| 0 | 1 |
| 5 | 1 |
| 6,5 | 1,8 |
| 11 | 1,8 |
| 12 | 0 |
| 20 | 0 |
| 21 | 1,8 |
| 25,5 | 1,8 |
| 27 | 1 |
| 32 | 1 |
Les chiffres du graphique
| Avion | Durée à chaque parabole |
|---|---|
| Airbus A310 ZERO-G (avion pour vols paraboliques) | de 20 à 22 s |
| Petit avion (comme dans notre vol) | environ 8 s |
Les cellules de Hele-Shaw
Une cellule de Hele-Shaw, ce sont deux plaques de verre très rapprochées. Le fluide qui s’écoule entre les plaques se déplace comme l’eau dans une roche poreuse : la cellule est donc un petit laboratoire pour les matériaux poreux, pour les microréacteurs chimiques et pour les dispositifs lab-on-chip.
Nos cellules sont pleines d’eau distillée et éclairées par-derrière. Une pompe à seringue souffle des bulles d’air à débit constant et un téléphone filme tout le vol. Au sol les bulles montent, poussées par la flottabilité ; à 1,8 g elles montent plus vite ; sans poids la flottabilité disparaît, et seules comptent la tension superficielle et la viscosité.
Les expériences déjà publiées montrent combien la gravité pèse : quand un fluide en pousse un autre dans une cellule de Hele-Shaw, le front s’ouvre en doigts. Sur des vols paraboliques, la distance entre les doigts est environ 3 fois l’épaisseur de la cellule sans poids, contre environ 5 fois au sol.
| Cellules | verre, très fines | pleines d’eau distillée |
|---|---|---|
| Bulles | air | soufflé à débit constant |
| Pompe | à seringue | à perfusion |
| Lumière | par-derrière | pour voir le contour des bulles |
| Support | en bois | fixé à l’avion |
| Prise de vue | téléphone | pendant tout le vol, aussi à 1,8 g |
La loi de Jurin
Dans un tube fin, un liquide monte tout seul : les forces entre le liquide et le verre le tirent vers le haut, jusqu’à ce que le poids de la colonne les équilibre. La hauteur de la colonne est donnée par la loi de Jurin.
h = 2 · γ · cos θ / (ρ · g · r)
h hauteur de la colonne
γ tension superficielle du liquide
θ angle entre le liquide et le verre
ρ densité du liquide
g accélération de la gravité
r rayon intérieur du tubeÀ 1,8 g la colonne se raccourcit de 1,8 fois. À 0 g il n’existe plus de hauteur d’équilibre : le liquide continue à monter tant qu’il trouve du tube.
Dans la formule, la viscosité n’apparaît pas : elle décide du temps qu’il faut pour arriver, pas d’où l’on arrive. C’est pourquoi nous avons choisi trois liquides très différents : l’eau comme référence, le diméthyléther, peu visqueux, et la glycérine, environ 1400 fois plus visqueuse que l’eau. Le diméthyléther à température ambiante n’est liquide que sous pression, à environ 5 bar.
Les chiffres du graphique
| Liquide | Hauteur de la colonne |
|---|---|
| Eau (à 1 g) | 29,7 mm |
| Eau (à 1,8 g) | 16,5 mm |
| Glycérine (à 1 g) | 20,5 mm |
| Glycérine (à 1,8 g) | 11,4 mm |
La prochaine étape : une expérience sur une fusée
Sur une fusée, la poussée au décollage devient un laboratoire : pendant quelques secondes, l’accélération atteint plusieurs fois celle de la gravité. Nous concevons une expérience de biophysique pour Colombo 3, la fusée de notre équipe Rocket.
Les sujets sont deux. Cellules vivantes : comment l’accélération déforme le cytosquelette et les organites, et si cela change la façon dont la cellule utilise ses gènes. Cristaux de protéines : ceux qui ont grandi en orbite sont plus grands et plus réguliers, mais au retour sur Terre ils subissent des chocs jusqu’à 67 g et s’abîment. Reproduire ces chocs aide à comprendre comment les protéger.
La charge utile suit le règlement de la European Rocketry Challenge : au moins 1 kg, dans un format standard. Notre module est un CanSat : un cylindre de 66 mm de diamètre et 115 de hauteur, entre 300 et 350 g, complètement indépendant de la fusée.
| Charge utile minimale | 1 kg | sans limite supérieure |
|---|---|---|
| Format CanSat | 66 × 115 mm | de 300 à 350 g par module |
| Format CubeSat | 100 × 100 × 100 mm | de 1000 à 1330 g |
| Format PocketSat | 50 × 50 × 50 mm | de 200 à 250 g |
| Lest | doit pouvoir remplacer la charge utile | sans changer le vol de la fusée |
Où nous en sommes
- Été 2025Nous avons choisi les deux expériences : la loi de Jurin et les bulles dans les cellules de Hele-Shaw.
- 19 novembre 2025Nous avons emmené les deux expériences sur un vol parabolique, avec RINA et QBT, et filmé tout le vol.
- Après le volNous avons présenté les premiers résultats lors d’une conférence à Physique, à l’Université de Gênes, la première d’un cycle avec RINA.
- Aujourd’huiNous traitons les données pour une publication et concevons une expérience à emporter sur une fusée, au format CanSat.
Photos
Vidéos
Avec qui nous le faisons
Sources
- Présentation du Deep-Tech Showcase, Palazzo della Borsa, 21 avril 2026.
- Présentation de Zero-G lors de l’événement du 11 décembre 2025.
- ESA, European Users Guide to Low Gravity Platforms, chapitre Parabolic Flights.
- QBT, service de vols paraboliques G0Flight : g0flight.ch.
- Miscible viscous fingering in microgravity, Physics of Fluids 21, 054107, 2009.
- McPherson et DeLucas, npj Microgravity, 2015, sur les cristaux de protéines en orbite.
- European Rocketry Challenge, Rules and Requirements, version 5, 2024.
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