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Marc Bizet - modélisation 3D - Sketchup - 1 - Modélisation 3D sous Sketchup Marc Bizet 1. Les programmes officiels École maternelle Se situer dans l'espace et situer les objets par rapport à soi. Se repérer dans l'espace d'une page. Comprendre et utiliser à bon escient le vocabulaire du repérage et des relations dans le temps et dans l'espace. CP-CE1 Enrichir ses connaissances en matière d'orientation et de repérage. Apprendre à reconnaître et à décrire des figures planes et des solides. CE2-CM1- CM2 Reconnaissance des solides usuels : cube, pavé droit, cylindre, prismes droits, pyramide. Étude de quelques patrons Vocabulaire spécifique relatif à ces solides : sommet, arête, face. 6ème Reconnaître et fabriquer un parallélépipède rectangle de dimensions données, à partir de la donnée du dessin de l’un de ses patrons ou d'une perspective cavalière. Reconnaître dans une représentation en perspective cavalière du parallélépipède rectangle les arêtes de même longueur, les angles droits, les arêtes, les faces parallèles ou perpendiculaires. Dessiner ou compléter un patron d’un parallélépipède rectangle. Déterminer le volume d’un parallélépipède rectangle en utilisant une formule. Connaître et utiliser les unités de volume et les relier aux unités de contenance. 5ème Fabriquer un prisme droit dont la base est un triangle ou un parallélogramme et dont les dimensions sont données, en particulier à partir d’un patron. Fabriquer un cylindre de révolution dont le rayon du cercle de base est donné. Dessiner à main levée une représentation en perspective cavalière de ces deux solides. Reconnaître dans une représentation en perspective cavalière d’un prisme droit les arêtes de même longueur, les angles droits, les arêtes. Calculer le volume d’un parallélépipède rectangle. Calculer le volume d’un prisme droit, d’un cylindre de révolution. Effectuer pour des volumes des changements d’unités de mesure. 4ème Réaliser le patron d’une pyramide de dimensions données. Agrandir ou réduire une figure en utilisant la conservation des angles et la proportionnalité entre les longueurs de la figure initiale et de celles de la figure à obtenir. Calculer le volume d’une pyramide et d’un cône de révolution à l’aide d'une formule 3ème Connaître et utiliser la nature des sections du cube, du parallélépipède rectangle par un plan parallèle à une face, à une arête. Connaître et utiliser la nature des sections du cylindre de révolution par un plan parallèle ou perpendiculaire à son axe. Connaître et utiliser les sections d’un cône de révolution et d’une pyramide par un plan parallèle à la base. Connaître la nature de la section d’une sphère par un plan. Calculer le rayon du cercle intersection connaissant le rayon de la sphère et la distance du plan au centre de la sphère. Représenter la sphère et certains de ses grands cercles. Calculer l’aire d’une sphère de rayon donné. Calculer le volume d’une boule de rayon donné. - Connaître et utiliser les rapports d'agrandissement ou de réduction.

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Marc Bizet - modélisation 3D - Sketchup

- 1 -

Modélisation 3D sous Sketchup Marc Bizet

1. Les programmes officiels

École maternelle

Se situer dans l'espace et situer les objets par rapport à soi. Se repérer dans l'espace d'une page. Comprendre et utiliser à bon escient le vocabulaire du repérage et des relations dans le temps et dans l'espace.

CP-CE1

Enrichir ses connaissances en matière d'orientation et de repérage. Apprendre à reconnaître et à décrire des figures planes et des solides.

CE2-CM1-CM2

Reconnaissance des solides usuels : cube, pavé droit, cylindre, prismes droits, pyramide. Étude de quelques patrons Vocabulaire spécifique relatif à ces solides : sommet, arête, face.

6ème

Reconnaître et fabriquer un parallélépipède rectangle de dimensions données, à partir de la donnée du dessin de l’un de ses patrons ou d'une perspective cavalière. Reconnaître dans une représentation en perspective cavalière du parallélépipède rectangle les arêtes de même longueur, les angles droits, les arêtes, les faces parallèles ou perpendiculaires. Dessiner ou compléter un patron d’un parallélépipède rectangle. Déterminer le volume d’un parallélépipède rectangle en utilisant une formule. Connaître et utiliser les unités de volume et les relier aux unités de contenance.

5ème

Fabriquer un prisme droit dont la base est un triangle ou un parallélogramme et dont les dimensions sont données, en particulier à partir d’un patron. Fabriquer un cylindre de révolution dont le rayon du cercle de base est donné. Dessiner à main levée une représentation en perspective cavalière de ces deux solides. Reconnaître dans une représentation en perspective cavalière d’un prisme droit les arêtes de même longueur, les angles droits, les arêtes. Calculer le volume d’un parallélépipède rectangle. Calculer le volume d’un prisme droit, d’un cylindre de révolution. Effectuer pour des volumes des changements d’unités de mesure.

4ème

Réaliser le patron d’une pyramide de dimensions données. Agrandir ou réduire une figure en utilisant la conservation des angles et la proportionnalité entre les longueurs de la figure initiale et de celles de la figure à obtenir. Calculer le volume d’une pyramide et d’un cône de révolution à l’aide d'une formule

3ème

Connaître et utiliser la nature des sections du cube, du parallélépipède rectangle par un plan parallèle à une face, à une arête. Connaître et utiliser la nature des sections du cylindre de révolution par un plan parallèle ou perpendiculaire à son axe. Connaître et utiliser les sections d’un cône de révolution et d’une pyramide par un plan parallèle à la base. Connaître la nature de la section d’une sphère par un plan. Calculer le rayon du cercle intersection connaissant le rayon de la sphère et la distance du plan au centre de la sphère. Représenter la sphère et certains de ses grands cercles. Calculer l’aire d’une sphère de rayon donné. Calculer le volume d’une boule de rayon donné. - Connaître et utiliser les rapports d'agrandissement ou de réduction.

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Marc Bizet - modélisation 3D - Sketchup

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2. Le logiciel Google sketchup est un logiciel dont la prise en main est particulièrement intuitive. Il repose sur le tracé plan de figures, que l'on "tire" ou "repousse". Ainsi, l'utilisateur élève certains volumes, et en abaisse d'autres, en modifiant l'orientation de manière panoramique et zoomant grâce à la molette. C'est un logiciel de type architectural, donc privilégiant la représentation en perspective aérienne (3 points de fuites).

Le téléchargement peut s'effectuer sur différents sites, vous saisissez le mot-clé "sketchup". Astuce : préférez les sites "commentçamarche" ou "clubic" pour éviter certains désagréments. Vous pourrez ensuite accéder à différents documents, vidéos, constructions diverses sur le site :

http://bizet.marc.perso.sfr.fr/

3. la mise en place de l'environnement Lors de la première utilisation, il vous sera demandé de choisir un modèle-type, optez pour "mètre". Vous pourrez tenter l'expérience : "conception architecturale - millimètres", qui offre d'autres qualités visuelles. Une fois l'environnement lancé, vous irez dans le menu affichage/barres d'outils/ et sélectionnerez "Grand jeu d'outils". Vous aurez accès ainsi à la barre latérale gauche des icônes d'outils les plus précieux du logiciel.

4. Les premières séances Elles sont fondamentales et doivent permettre aux élèves d'appréhender, au fur et à mesure, les différents outils proposés par Sketchup. Je propose 8 constructions (vidéos disponibles sur le site http://bizet.marc.perso.sfr.fr/) à mes élèves de sixième/cinquième.

Le cube

"Rectangle" : Tracé d'un rectangle avec dimensions saisies au pavé numérique.

"Pousser/Tirer" : on élève une figure plane pour générer le volume.

"Orbite" et "Panoramique" : deux outils à maîtriser pour faciliter la navigation autour du volume.

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Marc Bizet - modélisation 3D - Sketchup

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La pyramide (1)

"Ligne" : Tracé d'un segment, entre deux points ou de longueur saisie au pavé numérique.

"Effacer" ou utilisation de la touche "Suppr" pour supprimer des éléments indésirables, ou épurer une figure.

La pyramide (2)

2 versions, avec utilisation d'outils différents.

"Pousser/Tirer" : on abaisse une figure plane pour supprimer un volume.

Le cylindre (1)

"Cercle" : on trace un cercle de rayon saisi au pavé numérique.

"Pousser/Tirer" : on élève une figure plane pour générer le volume.

Le cylindre (2)

2 versions, avec utilisation d'outils différents.

"Rectangle" : Tracé d'un rectangle avec dimensions saisies au pavé numérique.

"Cercle" : on trace un cercle qui servira de guide.

"Suivez-moi" : on fait suivre au rectangle le contour du cercle, on fait donc apparaître le cylindre par révolution d'un rectangle autour d'un axe.

Le cône de révolution

"Rectangle" : Tracé d'un rectangle avec dimensions saisies au pavé numérique.

"Ligne" : Tracé d'un segment, sur la diagonale du rectangle.

"Effacer" ou "suppr": on supprime certains traits pour faire apparaître un triangle rectangle.

"Cercle" : on trace un cercle qui servira de guide.

"Suivez-moi" : on fait suivre au triangle rectangle le contour du cercle, on fait donc apparaître le cône par révolution d'un triangle rectangle autour d'un axe.

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Marc Bizet - modélisation 3D - Sketchup

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La sphère

"Rectangle" : Tracé d'un rectangle.

"Arc" : on trace un demi-cercle sur le rectangle.

"Effacer" ou "suppr": on efface 3 côtés du rectangle, pour faire apparaître un demi-disque.

"Cercle" : on trace un cercle qui servira de guide.

"Suivez-moi" : on fait suivre au demi-disque le contour du cercle, on fait donc apparaître la sphère par révolution d'un demi-disque autour de son diamètre.

L'aimant

Combinaison de tous les outils précédents pour faire apparaître un "aimant".

Outils complémentaires :

"Colorier" : appliquer des couleurs ou textures.

"Plan de section" : très utile pour appréhender un volume. Clic droit + "Inverser les faces" : Sketchup est loin d'être parfait, et il oriente les faces selon le principe "dessus/dessous", il faudra parfois ré-orienter les faces.

"Cotation" : permet de faire apparaître une double flèche, et la mesure d'un segment.

5. Constructions avancées Après avoir découvert les éléments fondamentaux, je propose à mes élèves une activité de conception de pièces plus complexes, selon plans ou par manipulation d'objets 3D en bois, dont ils doivent prendre les mesures. En effet, il faut absolument que l'élève comprenne qu'au delà du côté ludique du logiciel, le passage au grandeurs réelles, et au respect des proportion est seul garant d'un travail de qualité. Il faut éviter qu'il n'utilise cet outil que comme un modélisateur de maisons simplissimes. Ils s'en lasseraient vite, et se contenterait rapidement de les meubler avec des objets trouvés sur internet. Ils doivent donc devenir utilisateurs avertis, et concepteurs, et non consommateurs.

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Marc Bizet - modélisation 3D - Sketchup

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Je propose 5 constructions, qui me permettent d'introduire des outils plus complexes :

L'escalier

Construction de pavés droits. Sélection multiple, et copier/coller de volumes.

"Faire pivoter" : rotation de volumes

"Déplacer" : déplacer un volume et le positionner selon son envie.

Le cube percé (1)

Construction de pavé droit. Clic droit + "Diviser" sur un segment pour le partager de manière régulière

"Pousser/Tirer" : on abaisse une figure plane pour supprimer un volume.

Le cube percé (2)

Construction de pavé droit.

"Outil mètre" : permet de tracer des parallèles de cotation à distance précise de segments existants.

La pièce courbe

Construction de pavé droit. Utilisation des outils : diviser, pousser/tirer, arc.

Le casse-tête

Construction de sphère, cylindre et pavés droits, utilisation de l'ensemble des outils proposés. Construction rendue ardue par l'emboîtement précis des pavés droits et cylindre au travers de la sphère.

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Marc Bizet - modélisation 3D - Sketchup

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6. Essaie si tu l'oses... Toujours sur le site, en autonomie rendue possible par des captures d'écrans détaillées indiquant chaque mesure, et chaque action, je propose des constructions beaucoup plus délicates, qui nécessitent d'avoir au moins la maîtrise des volumes élémentaires du chapitre 4 détaillé ci-dessus.

Château fort n° 1 : plan de

construction et réalisation

Chalutier

Maison : plan de

construction et réalisation

Château fort n°2 : plan de

construction et réalisation

Opéra Garnier : plan de

construction et réalisation

7. Conclusion Ce logiciel ne saurait en aucun cas présenter les volumes à nos élèves de manière exhaustive, mais contribue à une bonne appréhension des volumes. Un élève par ordinateur, une séance bien préparée, avec mesures précises, sont autant d'éléments de réussite pour une expérimentation en classe.