script_352cvmn_352.py

🔷 INFORMATIONS GÉNÉRALES

Champ Détail

Nom du script script_352cvmn_352.py

Version 1.0.0

Date de création 11/03/2026

Auteur / Demandeur IA Générée (Gemini)

Objectif principal Simuler et visualiser la trajectoire 2D d’une fusée en tenant compte de la poussée, de la gravité et de la traînée aérodynamique.

🎯 DESCRIPTION FONCTIONNELLE

📌 Que fait ce script ?

Ce script modélise le vol d’une fusée de type Tsiolkovski. Il calcule en temps réel la position, la vitesse et l’accélération d’un lanceur soumis à des forces physiques (poussée moteur, poids, frottements de l’air). Il génère ensuite un tableau de bord complet de 6 graphiques statistiques et propose une fonction d’animation pour visualiser le décollage et le virage gravitationnel.

📌 Problème résolu

Il permet d’étudier l’impact de la consommation de carburant (variation de masse) et de la densité de l’atmosphère sur les performances d’un lanceur spatial sans nécessiter de logiciel de CAO complexe.

⚙️ SPÉCIFICATIONS TECHNIQUES

🐍 Environnement

Élément Valeur

Version Python 3.x

OS cible Tous (Windows / Linux / MacOS)

Mode d’exécution CLI / Script interactif

📦 Dépendances / Librairies

Librairies standard (built-in) :

math (via numpy)

Librairies externes (pip install) :

numpy (Calculs vectoriels et matrices)

matplotlib (Génération des graphiques et animations)

📥 ENTRÉES (INPUTS)

📂 Paramètres physiques internes (Classe Fusee)

# Nom Type Obligatoire Description Exemple

1 m_structure int ✅ Oui Masse à vide 1000 kg

2 m_carburant int ✅ Oui Masse de carburant 4000 kg

3 vitesse_ejection int ✅ Oui Performance moteur (Isp​) 2500 m/s

📤 SORTIES (OUTPUTS)

📂 Fichiers / Données en sortie

Type Chemin / Format Description

Image simulation_fusee.png Graphique haute résolution (300 DPI) regroupant les 6 analyses.

Console Flux texte Affichage des statistiques finales (Altitude max, Vitesse max).

Animation Fenêtre interactive Visualisation dynamique du vol (si activé).

🧱 STRUCTURE DU SCRIPT

script_352cvmn_352.py

📌 IMPORTS (numpy, matplotlib)

📌 CLASSE Fusee : Contient la logique physique et l’état du système.

📌 FONCTIONS DE CALCUL :

masse_totale() → Somme structure + carburant.

trainee() → Calcul de la résistance de l’air selon l’altitude.

update() → Intégration numérique (Méthode d’Euler).

📌 SIMULATION : simuler_vol() (Boucle temporelle et pilotage).

📌 VISUALISATION : visualiser_simulation() et creer_animation().

🔄 LOGIQUE / ALGORITHME

Initialisation : Masse, carburant et vecteur position à (0,0).

Boucle de temps (dt=0.1s) :

Calcul de la Poussée (si moteur ON).

Calcul de la Traînée (proportionnelle au carré de la vitesse et densité de l’air).

Calcul de la Masse (diminue selon le débit).

Mise à jour de la Vitesse et de la Position via l’accélération (F=m⋅a).

Pilotage : Inclinaison programmée à t=10s pour simuler un virage gravitationnel.

Arrêt : La simulation s’arrête au contact du sol (y≤0) après le décollage.

🚨 GESTION DES ERREURS

Consommation : max(0, self.m_carburant – …) empêche une masse de carburant négative.

Sol : Blocage de la coordonnée y à 0 pour éviter que la fusée ne s’enfonce sous terre.

Division par zéro : Vérification de la norme de la vitesse avant de calculer le vecteur unitaire de traînée.

✅ CONTRAINTES & RÈGLES MÉTIER

Règle 1 : La densité de l’air décroît exponentiellement avec l’altitude (modèle simplifié : e−alt/8500).

Règle 2 : La poussée est nulle si le carburant est épuisé.

Règle 3 : L’angle de poussée change durant le vol pour obtenir une distance horizontale.

🧪 TESTS ATTENDUS

# Cas de test Entrée Résultat attendu

1 Vol Vertical Angle fixe π/2 Altitude maximale atteinte, distance nulle.

2 Panne Carburant Carburant = 0 Aucune accélération positive, la fusée reste au sol.

3 Traînée Haute Altitude Altitude > 50km Force de traînée tendant vers 0.

📝 EXEMPLE D’UTILISATION

▶️ Lancement en ligne de commande

Bash

python script_352cvmn_352.py

📋 Sortie console type

Plaintext

🚀 Simulation de lancement de fusée

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Début de la simulation…

✅ Simulation terminée!

Altitude maximale atteinte: 28.45 km

Vitesse maximale: 842.1 m/s

Distance parcourue: 15.32 km