Broderie machine

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Broderie machine
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à finaliser débutant
2021/05/10
Objectifs
  • identifier les étapes de design
  • distinguer entre différents types de brodeuses
  • décrire le fonctionnement d'une brodeuse
  • distinguer entre différents types de logiciels
Voir aussi
Catégorie: Broderie machine

Objectifs

  • identifier les étapes de design
  • distinguer entre différents types de brodeuses
  • décrire le fonctionnement d'une brodeuse
  • distinguer entre différents types de logiciels

Voir aussi/suites

  • Qualité: à finaliser
  • Difficulté: débutant

1 Introduction

La broderie machine, aussi appelée broderie numérique ou broderie assistée par ordinateur (BAO), est une technique de design et fabrication numérique. Elle trouve son origine au 19e siècle et représente donc une des premières formes de fabrication par ordinateur. On postule qu'il s'agit d'une technologie intéressante pour s'initier au dessin technique et à la création, deux éléments importants des "21st-century skills".

Selon Wikipedia (Angl.), «la broderie machine (ou broderie à la machine) est un processus de broderie par lequel une machine à coudre ou une machine à broder est utilisée pour créer des motifs sur les textiles. Elle est utilisée commercialement dans l'image de marque du produit, la publicité d'entreprise et la parure uniforme. Elle est également utilisée dans l'industrie de la mode pour décorer des tissus. La broderie à la machine est utilisée par les amateurs et les artisans pour décorer des cadeaux, des vêtements et la décoration intérieure.»

Toujours selon Wikipédia «La plupart des machines à broder modernes sont contrôlées par ordinateur et spécialement conçues pour la broderie. Les machines à broder industrielles et commerciales ainsi que les machines à coudre et à broder combinées possèdent un système de frettage qui maintient la zone de tissu tendue sous l'aiguille à coudre et la déplace automatiquement pour créer un motif à partir d'un motif de broderie numérique préprogrammé. En fonction de ses capacités, la machine aura besoin de différents niveaux d'entrée de l'utilisateur pour lire et coudre des motifs de broderie. Les machines à coudre-broder ont généralement une seule aiguille et demandent à l'utilisateur de changer les couleurs de fil pendant le processus de broderie. Les machines industrielles multiaiguilles sont généralement filetées avant la conception et ne nécessitent pas de ré-enfilage. Ces machines nécessitent que l'utilisateur saisisse la séquence de changement de couleur correcte avant de commencer à broder. Certains peuvent couper et changer les couleurs automatiquement. Une machine à plusieurs aiguilles peut être constituée de plusieurs têtes de couture, chacune d'elles pouvant être cousue de manière identique sur un vêtement séparé. Une telle machine pourrait avoir 20 têtes ou plus, chacune composée de 15 aiguilles ou plus. Une tête est généralement capable de produire de nombreux effets de tissu spéciaux, y compris la broderie au point de satin, la broderie de point de chaînette, les paillettes, les appliqués et les découpes.»

La broderie machine est le premier domaine de fabrication assistée par des programmes. Par exemple, Jacquard montre déjà en 1801 un métier à tissu configurable, ligne par ligne, par des cartes perforées. La technique des cartes a été d'abord reprise par Babbage pour son engin analytique (jamais construit) en 1837 et ensuite pour les machines à broder de type Schiffli en 1863. Le premier usage de ce système en dehors du domaine de la fabrication eut lieu en 1989 avec les machines à tabuler de Hollerith permettant de dépouiller les recensements populaires de façon rapide. La "Tabulating machine Co." deviendra IBM par la suite. Cette informatique "mécanique" a duré longtemps, puisque les cartes perforées seront utilisées jusque dans les années 1970. Selon Wikipédia, les machines à broder électroniques multiaiguilles ont fait leur apparition en 1964 (Tajima). Les premières machines à broder pilotées par informatique sont apparues dans les années 1980.

Les derniers développements technologiques dans le domaine sont l'intégration (par exemple, la conception de broderie, hotfix et paillettes dans un même logiciel) et l'intégration de circuits électroniques dans les points, donc la "e-broidery" (Post et al. 2000).

Voir aussi:

2 Le workflow pour créer un design brodeable

Un "workflow" (flux de travail) typique pour créer une broderie inclut les étapes suivantes.

  1. Réaliser un dessin (à la main ou avec un logiciel de dessin) ou télécharger une image
  2. Importer le dessin dans un logiciel de broderie. Convertir en format dessin vectoriel si le dessin est au format matriciel)
  3. Adapter le dessin aux contraintes de la broderie (éliminer les détails trop fins, réduire les couleurs)
  4. Transformer le dessin en "objets de broderie" par un processus de "numérisation" (Angl. digitizing, punching). Un objet de broderie définit une zone avec des points de broderie générés selon divers paramètres indiqués par le concepteur et/ou le système par défaut.
  5. (à option) ajouter du lettrage avec des fontes déjà numérisées
  6. Ajuster/reparamétrer ces objets de broderie (types de broderie, densité de points, motifs, ordre de broderie, bordures, etc.)
  7. Convertir en format exécutable pour une marque de machine (.pes, .art, .jef, .dst etc.)
  8. Réaliser la broderie

A chaque étape, on manipule un autre type de format. Les plus importants sont illustrés dans le tableau suivant :

Trois types de formats utilisés dans la broderie machine
Dessin vectoriel d'un arbre: trois objets vectoriels éditables
Dessin digitalisé en objets de broderie: Cinq objets paramétrables et éditables
Zoom sur un objet de broderie et ses éléments manipulables (fichier de conception broderie éditable)
Visualisation d'un fichier en format machine: on peut seulement éditer les points

Un bon logiciel de broderie devrait donc permettre de dessiner et/ou d'importer des dessins faits avec un logiciel de dessin standard comme Illustrator (format AI) ou Inkscape (format SVG) . Ensuite, il faut pouvoir traduire ("numériser") les objets du dessin en objets de broderie et définir leurs propriétés comme la densité, la couleur, le type de remplissage, etc. Par le biais de ces informations, des points de broderie sont générés, qu'il faut pouvoir éditer afin de faire des microajustements. Tous ces dessins et autres informations sont enregistrés dans un fichier propriétaire de design. La dernière étape consiste à traduire les objets de broderie (donc leurs points et instructions d'entrée/sortie) en un fichier exécutable par la brodeuse. Ce type de fichier est peu éditable, mais facile à convertir d'un format machine à un autre.

La figure suivante propose les possibles flux de travail de façon plus détaillée :

Workflow de la broderie machine (pratiquée à TECFA)

3 Types de machines

Une Brother PR1050X dans un bureau de TECFA

On peut distinguer quatre types de machines à broder, aussi appelées brodeuses.

  • La petite brodeuse pour usage personnel (coût entre 800 et 6000 euros).
  • Les machines à coudre et à broder (coût entre 2500 et 10000 euros). La broderie nécessite l'installation d'un mécanisme amovible de broderie.
  • Les machines multiaiguilles à broder semi-professionnelles (coût entre 4000 et 11000 euros). Ces machines ont entre 4 et 10 aiguilles et peuvent changer automatiquement de fils.
  • Les machines multiaiguilles professionnelles. Ces machines sont disponibles à partir 15000 euros, et ont 16 aiguilles ou plus. Certains modèles ont des têtes multiples.

Dans un contexte pédagogique, on conseille l'achat d'une machine semi-professionnelle multiaiguilles comme la Brother PR1050X, si les fonds le permettent. Il est possible de négocier les prix, notamment dans un contexte éducatif. Sinon, une simple brodeuse à bras libre comme la Elna 8300 ou moins cher, même d'occasion, peut aussi faire l'affaire. Il faut juste faire attention à créer des modèles qui trient les couleurs et utiliser moins de couleurs, car le changement de fil requis pour chaque changement de couleur prend du temps.

4 Principe de la broderie machine assistée par ordinateur

Ici nous reprenons en plus de détails quelques principes esquissés ci-dessus.

Alors que certaines machines professionnelles plus modernes exécutent des actions telles que la chute d'une paillette destinée à être directement cousue, la plupart des broderies modernes sont basées sur le point de verrouillage en boucle qui a été le pilier des machines à coudre depuis leur création. Les formats de broderie informatisés contiennent trois types instructions pour la machine à broder :

  • Se déplacer vers un nouvel emplacement dans deux directions différentes (broder un point),
  • se déplacer, mais bloquer la barre à aiguille (sauter),
  • couper le fil,
  • baisser l'aiguille,
  • passer au fil suivant (sur une machine multiaiguille).

Il s'agit de l'ensemble des actions qu'une machine à coudre peut accepter, généralement par incréments de 1 / 10e millimètre. Le but du logiciel de conception est alors de savoir comment modéliser ces points de manière utile pour la personne qui utilise le logiciel. Ces motifs résultent de nombreux concepts sous-jacents au logiciel de broderie. Les points tels que le zigzag, le satin, le remplissage à plat, le point en avant et d'autres sont simplement des points droits dans des motifs particuliers, et les méthodes utilisées pour les générer ne sont pas explicites pour le support.

Typiquement, un logiciel de broderie moderne utilise des objets de broderie, c'est-à-dire des formes vectorielles avec des définitions de remplissage. Cela permet aux utilisateurs d'éditer les objets, et ainsi de définir les remplissages des objets et de modifier leur densité, leur direction ou toute autre propriété utilisée pour générer les points résultants. L'avantage de cette façon de faire est que la broderie peut être faite rapidement. Les utilisateurs expérimentés peuvent créer rapidement un grand nombre de points dans des modèles reconnaissables, permettant d'atteindre les résultats qu'ils visent. Le logiciel stocke ensuite l'objet vectoriel et les propriétés de remplissage pour générer les points sous-jacents. Lorsque les points sous-jacents sont modifiés par l'utilisateur, la régénération des points perd ces modifications.

Alors que les vecteurs sont un aspect clé de ce paradigme, on ne peut cependant pas passer du dessin vectoriel à la broderie sans information supplémentaire concernant le type de remplissage appliqué à ces objets. Le logiciel considère en effet que le vecteur répond à la question remplir, mais pas comment remplir. En plus, une quantité considérable de choses sont techniquement permises avec une série de segments courts (et donc de broderies) mais ne sont pas facilement accomplies à travers le paradigme "objet" dominant. Pour finir, il existe aussi le problème de superposition et de la gestion d'effets de distorsion (pull/push).

Cela semble être la raison pour laquelle il existe tellement de formats différents pour chaque type de broderie, et différentes versions de ces formats pour chaque logiciel. Souvent, les suites logicielles développent des méthodes différentes pour remplir divers objets ou différentes fonctionnalités et celles-ci sont uniques à chaque marque. C'est aussi la raison pour laquelle, même lorsque certains formats contiennent des informations vectorielles (fichiers PES, par exemple), ceux-ci ne sont pas utilisés par d'autres logiciels (par exemple, Wilcom Trusizer) pour redimensionner au-delà de 10% sans perte. Certains logiciels qui peuvent charger un format ne chargeront souvent que les points eux-mêmes (puisque c'est cette information qui est utilisée pour broder), ce qui empêche toute modification des formes utilisées initialement pour générer les points. Une conséquence notable est que retravailler un design après sa conversion initiale n'est possible qu'à condition de posséder une copie de tous les objets de base. Ici comme ailleurs dans le numérique, il est important d'enregistrer et de stocker toutes les grandes étapes de ses productions.

Types de points

On peut distinguer entre cinq types de points de broderie principaux :

  • Points manuels, principalement utilisés pour corriger certains points générés à partir d'un objet de broderie (par exemple des petits yeux), pour "coder" manuellement de petits objets, ou pour créer des motifs répétables dans les remplissages.
  • Points droits, principalement utilisés pour coudre des lignes ou des contours (à ne pas confondre avec la notion "objet de ligne")
  • Points satin (appelés aussi point de damasse) , utilisés pour coudre des lignes plus larges, des colonnes ou des bordures. En règle générale, un point zigzag "Z" dense est utilisé.
  • Points de remplissage (appelés également remplissage tatami), utilisés pour remplir des zones plus grandes, à savoir des polygones pouvant comporter des trous.
  • Points programmables ou spéciaux. Ils permettent de définir toute sorte de stratégies de remplissage imaginables, par ex. points de croix, points radiaux, petites étoiles ...

L'image suivante donne un aperçu avec des images de simulation

L'article Points de broderie contient plus d'informations sur les objets et les points de broderie

Cette petite introduction aux principes de la broderie couvre la plupart des aspects conceptuels du logiciel de broderie. Certains outils populaires tels que Stitch Era et Wilcom Hatch ou E4 fonctionnent généralement en créant l'objet vectoriel et en remplissant les informations de direction et de remplissage en même temps. Ce qui n'est loin du paradigme de vecteur + remplissage -> broderie.

5 Logiciels et formats

Le monde de la broderie machine opère une distinction entre les gens qui créent des designs de A à Z et ceux qui ne font que modifier des détails (taille, position, rotation, couleurs). Il existe très peu de logiciels bon marché et de bon niveau en matière de design, et la très grande majorité ne tourne que sous Windows. Il est difficile d'obtenir des informations sur ces logiciels et nous n'avons trouvé aucune comparaison sérieuse à part celle-ci d'un fabricant, disparu de leur site.

Un bon logiciel devrait au moins disposer des modules suivants :

  • Un visualiseur/transformeur/convertisseur permettant d'importer et d'adapter un fichier de broderie. Il existe des logiciels gratuits qui font cela, par exemple WILCOM TrueSizer ou MyEditor
  • Un traceur (vectoriseur) permettant de traduire une image matricielle composé de pixels de couleur en vecteur (forme manipulable). Ce type de fonctionnalité est disponible dans presque tout logiciel de dessin, par exemple Inkscape. Cet outil doit aussi permettre de réduire des couleurs, d'éliminer de petites zones, etc. d'une image matricielle.
  • Un numériseur (digitaliseur) pour traduire un dessin vectoriel en objets de broderie paramétrables. Par exemple, un gros trait autour d'un cercle est un objet dessin, une bordure en satin autour d'un cercle est un objet de broderie.
  • Un éditeur de graphismes vectoriels pour créer et/ou adapter des dessins vectoriels importés. Un objet vectoriel comprend soit seulement un trait, seulement un remplissage ou les deux. L'éditeur doit permettre de régler les couleurs, la forme, la rotation, la position, la largeur du trait, etc. Il devrait aussi inclure des opérations de lissage et de géométrie additive.
  • Un éditeur d'objets de broderie, fonctionnant selon des principes similaires à l'éditeur vectoriel, permettant en plus de paramétrer en détail les points générés (densité, type de broderie, motif, sous-couches, couleur, bordures, etc.)
  • Un module de lettrage permettant de créer directement du lettrage, à partir de fontes déjà numérisées en objets de broderie.

Un bon logiciel intègre ces modules sans encombre et offre des fonctionnalités supplémentaires, par exemple la gestion de palettes de fils, de cerceaux, de compensation pull/push pour les tissus, transformation de photos, etc. Les seuls logiciels abordables dans cette catégorie sont Stitch Era et Embird. Stitch Era est disponible en location (une version de base à $36/2 mois, une version complète pour $192/année) et peut être obtenu gratuitement pour l'éducation sous certaines conditions.

La seule solution gratuite et open source intéressante pour le moment (mai 2018/février 2021) est l'extension Inkstitch pour Inkscape, pour laquelle nous avons écrit un tutoriel. Inkstitch est plus difficile à apprendre qu'un logiciel destiné au grand public puisqu'il faut apprendre pas mal de fonctionnalités du logiciel de dessin Inkscape. Dans un contexte de l'éducation aux outils informatiques, cela ne pose pas un problème, puisqu’apprendre un logiciel de dessin technique fait partie des savoirs TICE souhaités. La maîtrise de Inkscape sera aussi utile pour la découpe laser, la conception de logos, etc.

L'éditeur de logiciels broderie le plus connu est Wilcom. Ses produits semblent être populaires en éducation (aussi selon leur site), toutefois, nous ne l'avons pas testé, car un vendeur de Wilcom a décidé qu'on ne méritait pas d'être clients. Wilcom est aussi à l'origine de plusieurs logiciels vendus par les fabricants.

L'article :en:embroidery software (Angl.) présente en plus de détails les logiciels et donne aussi quelques recommandations.

6 Broderie machine dans le making et l'éducation

L'essor du "making" dans l'éducation générale n'inclut pour le moment pas la broderie machine. Par contre, tous les fab labs de qualité ont des machines pour travailler avec le textile : brodeuse, machine à coudre, surjeteuse, etc. La brodeuse occupe une place particulière, car le chemin de production d'une broderie est comparable à celui de l'impression 3D ou de la découpe laser : on crée un design partageable par ordinateur, puis un fichier avec du code machine, pour finalement le fabriquer avec la machine. Autrement dit, on retrouve la logique du partage, de adaptation et du remix caractéristique en design digital.

Nous estimons que la broderie machine pourrait occuper une place plus importante dans le domaine de l'éducation. Se référer à Broderie machine dans l'éducation pour une plus ample discussion à ce sujet.

7 Liens

Voir aussi / suite

Tutoriels en français

  • Blog de Lyogau (découverte de la broderie machine et des logiciels gratuits existants)
  • La bobine (sujets variés )

Groupes de soutien

  • Sur Facebook: "Broderie machine", "inkscape - inkstitch"

Modèles gratuits

Il n'existe pas de grand dépôt de modèles gratuits, par contre, certains vendeurs offrent quelques objets gratuits et certaines archives d'objets 3D comme Thingiverse autorisent le téléversement d'objets de broderie. Cherchez "free embroidery designs" dans un moteur de recherche.

  • Thingiverse (quelques exemples, aussi quelques objets 3D utiles à imprimer

Vendeurs de modèles offrant aussi des modèles gratuits. (choisis au hasard)

Modèles vectoriels gratuits

À partir de certains modèles vectoriels de type "clip art" ou "icône" il est assez facile de créer des broderies (voir le tutoriel Stitch Era - créer une broderie à partir d'un dessin vectoriel.

Pages avec des liens

8 Bibliographie

Il semble qu'il existe peu de livres en français, donc on inclut également des livres en Anglais.

Introductions à l'utilisation de la machine et de motifs

  • Beneytout, Christelle (2018). Guide de la machine à broder, Eyrolles.
  • Twigg, Jeanine (2001). Embroidery Machine Essentials: How to Stabilize, Hoop and Stitch Decorative Designs, Krause Publications, ISBN 9780873419994 (Useful for absolute beginners. There are several companion books from the same author).

Introductions à la numérisation

  • John Deer (2007). Digitizing Made Easy: Create Custom Embroidery Designs Like a Pro, Krause Publications. ISBN 0896894924 (Good introductory book to digitizing, a cheaper and simpler alternative to Nielsen)
  • Jones, Deborah. (2009). Machine Embroidery on Difficult Materials (Book & CD Rom), Krause Publications, ISBN 0896896544. (Explains how to embroider on silk, leather, lace, etc.)

Autres