Atelier découverte découpe vinyle (CCEP)

Atelier de découverte de la Découpe Vinyle (1re Session le Lundi 24 Octobre 2022, 13h15-16h30, PM09)

Lydie Boufflers, Assistante-Doctorante, lydie.boufflers@unige.ch

TEChnologie de la Formation et Apprentissage, Faculté de psychologie et des Sciences de l’Éducation, Université de Genève, Suisse

Introduction

Cet atelier est destiné aux étudiant-es du Certificat Complémentaire en Enseignement aux degrés Préscolaire et Primaire (CCEP) dans le cadre du cours Education numérique : usages pédagogiques, médias et science informatique (F4P10601) de l'Université de Genève.

Prérequis et installation logicielle

Prérequis

• Aucune compétence technique n'est requise pour participer à l'atelier.

Installation logicielle

• AVANT l'atelier,
  • Installez Inkscape (https://inkscape.org/release/inkscape-1.2.1/),
  • (MacOS) installez le navigateur Chrome
  • (en option) Installez l'extension Inkscape-Silhouette (https://github.com/fablabnbg/inkscape-silhouette/releases/tag/v1.27, dernière version stable en Octobre 2022). Pour l'installation selon votre OS, consultez la page inkscape-silhouette.
• En cas de question ou de problème d'installation, contactez-nous au moins 48 heures à l'avance par mail à lydie.boufflers@unige.ch.

Descriptif de l'atelier (5')

D'un point de vue théorique, cet atelier vous propose une introduction générale aux principes de la conception et fabrication numérique et discute de son intérêt dans et pour l'éducation.

D'un point de vue pratique, cet atelier vous permet de découvrir la technologie du Traceur de découpe (plus connue sous le nom de "découpe vinyle") via une démonstration de la technologie et des activités d'initiations. Ces activités pratiques seront pour vous l'occasion d'entrer en réflexion sur les applications possibles des technologies de conception et fabrication numérique dans le cadre de votre enseignement.

Objectifs de l'atelier

• Découvrir la conception et fabrication numérique au travers la technologie du Traceur de découpe (ou découpe vinyle),
• Se représenter les étapes de conception et de fabrication d'un objet,
• S'initier au dessin vectoriel avec le logiciel Inkscape,
• Appréhender l'intérêt de la conception et fabrication numérique dans et pour l'éducation.

Théorie : conception et fabrication numérique (10')

Définition

La conception et fabrication numérique (Angl. digital design and fabrication) était plus connue dans les années 70 sous le nom de conception et fabrication assistée par ordinateur (CFAO). CFAO est la contraction de CAO conception assistée par ordinateur et de FAO fabrication assistée par ordinateur (Wikipédia consulté le 16 Août 2022).

Dans ce cours, nous privilégions l’appellation "conception et fabrication numérique", celle-ci étant plus moderne et mettant l'accent sur les deux grandes étapes que requiert l'utilisation de ces technologies : la conception numérique et la fabrication numérique (VS fabrication digitale, fabrication numérique).

Machines à commande numérique

Il existe un grand nombre de machines à commandes numériques. Ci-dessous quelques exemples de ces machines.

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  Traceur de découpe Silhouette Cameo

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  Gravure-découpe laser Trotec Speedy 100R

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  Imprimante 3D Felix Tec 4

• 

  Brodeuse numérique Elna 8300 (mono-aiguille)

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  Brodeuse numérique Brother PR1050X (10 aiguilles)

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  Fraiseuse numérique (Collège Calvin)

Intérêt de la conception et fabrication numérique dans/pour l'éducation

Introduction de la conception et de la fabrication numérique dans l'éducation

La conception et fabrication numérique a été introduite dans l'éducation à la fin des années 90 par le professeur Neil Gershenfeld du Massachusetts Institute of Technology (MIT) avec son cours How to make (almost) anything?. Ce professeur est également à l'origine du concept de FabLab (FABrication LABoratory) qui se sont développés de manière exponentielle depuis le début des années 2000. A l'été 2022, on dénombre près de 2100 FabLabs à travers le monde (https://www.fablabs.io/labs, consulté le 19 Août 2022).

Intérêt dans l'éducation

L'enseignement de la conception et fabrication assistée permet d'acquérir ou d'approfondir des connaissances disciplinaires comme le dessin vectoriel, l'informatique, les sciences (mathématiques, physiques), l'ingénierie, le design ou encore l'art visuel (comme par exemple le cours de B. Emery et S.Lauper assistée par ordinateur, enseignants au Collège Calvin à Genève). Elle permet également d'acquérir des compétences techniques en informatique comme la manipulation de fichiers, l'installation de logiciels etc.

Certain-es auteur-es ont également mis en avant le fait que la conception et fabrication numérique permet de développer des compétences transversales (Angl. softs skills) comme la pensée critique, la résolution de problème, le travail en équipe et la collaboration, la créativité et l'innovation, la persévérance et contribue à changer son rapport à l'erreur. Voir le mémoire de L.Boufflers, 2019, p.8 pour un résumé de la contribution de ces auteur-es.

Intérêt pour l'éducation

Former les enseignant-es à la conception et fabrication numérique revêt un double intérêt :

1. Développer les compétences numériques,
2. Ouvrir une autre voie vers l'innovation pédagogique en créant des outils pédagogiques personnalisés. Par exemple, le cours Initiation à la 2D avec la gravure pour construire vos outils pédagogiques donné dans le cadre d'une recherche de mémoire a permis aux participant-es enseignant-es de réaliser des objets pédagogiques personnalisés pour la classe. Ces projets sont librement consultables et reproductibles sous DigiFabWiki.

Pratique : Atelier de prise en main de la technologie du traceur de découpe (100')

Dans cette activité de découverte, vous fabriquerez un sticker sur le thème des animaux pour décorer les cahiers des enfants. Cette activité vous permettra d'appréhender les différentes étapes de la conception et fabrication numérique et de vous familiariser avec la technologie pour vos projets futurs dans le cadre de votre enseignement.

Présentation de la technologie (5')

• Technologie : le Traceur de découpe (voir aussi en:Silhouette Cameo sur Edutech Wiki Anglais) permet de découper des matériaux fins (vinyle, transferts thermiques, textile (stabilisé), papier, cartons, papier aimants, etc.). Nous avons à disposition 3 machines : une à Tecfa, une prêtée par le collège Calvin et une prêtée par le SEMLab (sous réserve de disponibilité).
• Matériaux (Dimensions maximales : 30cm / 2mm de hauteur): papier, carton (adhésif), vinyle adhésif, tissu, matériel de transfert de chaleur (par exemple, des dessins que vous pourriez repasser sur un tissu), modèles de strass, papier de tatouage amovible, papier magnétique (il faut d'abord imprimer un dessin avec une imprimante à jet d'encre), plastique tendre, mousse etc.

Workflow de conception et fabrication d'un objet (5')

Participation à la recherche PRE (10')

La conception et fabrication numérique en éducation est un des domaines de recherche à TECFA. Nous serions donc intéressés de vous faire participer à cette recherche en recueillant vos contributions par le biais d'un questionnaire avant (10 minutes) et après les ateliers (10 minutes).

Merci de répondre au questionnaire sous https://fpse.qualtrics.com/jfe/form/SV_9G2S0Y55ErMX6MS

Activités hands-on (90')

Préambule (5')

• Images => Étant donné que nous disposons de peu de temps, nous allons prendre des images 'presque' prêtes pour la découpe (nettoyées). Pour vos projets, nous conseillons de prendre des images sur les banques libres de droit que vous trouverez dans la page Médias libres d'utilisation; nous conseillons particulièrement le site the noun project. Si vous choisissez de mener un projet avec le traceur de découpe lors de votre stage, nous serons à votre disposition pour vous aider si vous avez des questions sur le dessin, sur la machine, sur la mise en oeuvre dans la classe etc.
• Logiciel => Silhouette Cameo est fourni avec un logiciel propriétaire (Silhouette Studio Designer pour la Cameo1), voir Le tutoriel en:Silhouette Cameo sur Edutech Wiki anglais pour l'explication de la procédure avec le logiciel propriétaire. Cependant, comme nous l'avons vu plus précédemment, il est existe une solution Open Source pour piloter la machine avec l'extension Inkscape Silhouette téléchargeable sur Github: https://github.com/fablabnbg/inkscape-silhouette, c'est cette solution que nous avons choisi car elle est Open Source.

Choix d'une image (5')

Choisissez une image ci-dessous (attention, téléchargez les *.svg et non les *.png). Sur Mac, rendez vous sur Chrome, pour télécharger faites CTRL + clic droit.

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Modélisation de l'image (25')

• Ouvrir le fichier *.svg avec Inkscape
• Assurez-vous que l'unité de mesure du document est le mm (pas le px) sinon changez en mm dans File -> Document settings -> Page -> Custom -> Unit mm .
• Nettoyer l'objet : retirer les inscriptions concernant auteur-es.
• Redimensionner l'objet :
  • Grouper votre objet (s'il est dégroupé),
  • Sélectionner l'objet : dans la barre d'outils de gauche, cliquer sur le sélecteur d'objet pour sélectionner l'image.
  • Modifier la taille de votre image. Pour cela, déplacer une 'poignée' tout en appuyant sur CTRL pour maintenir ses proportions OU utiliser la largeur (L) et Hauteur (H) en prenant soin de 'fermer' le cadenas pour garder les proportions. Ajustez votre objet pour obtenir une taille allant de 6 à 8 cm.
• Ajouter une inscription (en option selon le temps à disposition):
  • Ajouter le nom de l'animal choisi en utilisant le lettrage
  • Redimensionner l'inscription pour obtenir une taille d'environ 5 ou 6 cm.
• Convertir tous les objets et textes en chemins dans Path -> object to path
• Tracer les contours de découpe
  • Ouvrez l'outil Fill & Stroke ,
  • Fond (fill) aucun
  • Contour (stroke): mettre un contour
  • Type de contour (stroke style) : choisissez une épaisseur de contour suffisante pour la voir,
• Sélectionnez les parties que vous voulez tracer.
• Ouvrir l'extension Extensions -> Export -> Send to Silhouette pour accéder aux paramétrages. Dans cet exemple, nous allons utiliser le même paramétrage pour toutes les lignes de découpe mais sachez que vous pouvez utiliser des paramètres différents avec Extensions -> Export -> Silhouette Multi Action .

Dépôt de vos fichiers modélisés sous https://drive.switch.ch/index.php/s/npAHBz9Y3PtRtq9.

Paramétrage du pilote (10')

Le pilote permet de contrôler de nombreux aspects (cf. ci-dessous). Pour cette initiation, nous allons utiliser les principaux:

• X-Offset, Y-Offset
• Tool Cut/Pen
• Media (matériaux)
• Speed
• Pressure

Paramètres essentiels dans l'onglet silhouette (nous ne traiterons pas les autres onglets)

• Réglez
  • X-Offset, Y-Offset : prévoir un décalage supplémentaire de votre dessin par rapport au coin supérieur gauche. La valeur par défaut est 0/0 (peut aussi être prévu dans Inskcape en réalisant des marges),
  • Tool Cut/Pen
  • Media  : sélectionner un matériaux prédéfini ou définissez des paramètres personnalisés.
  • Speed/Pressure/Blade depth : vitesse, pression, profondeur
• Faites un test de position avant découpe : onglet options -> Draft bounding box only

Découpe (45')

Une fois les paramètres et le test effectué, cliquez sur Apply.

NOTE sur l'organisation  :

• Pour cette phase, nous ferons en sorte que chacun-e reparte avec son objet découpé. Si le temps nous manque, vous pouvez rester à la fin du cours, venir à Tecfa pour finaliser (5e étage, bureau 509, sur RDV) ou simplement demander à le faire découper et venir le récupérer.
• D'autre part, cette phase de découpe va prendre du temps donc nous allons travailler par groupe de 4 (i.e 15 mn par groupe pour la découpe) pendant que les autres groupes réfléchiront sur les potentielles applications pédagogiques de la découpe vinyle (cf. Quelques exemples d'applications pédagogiques avec la découpe vinyle).

NOTE sur les exportations sur les exportations / importations de fichiers (si vous utilisez une autre machine avec logiciel propriétaire)

• Formats possibles : *.PDF, *.DXF (révision 13)
• Pour importer un *.DXF Dans Silhouette Studio : enregistrer une copie en format DXF (AutoCAD DXF R14) puis dans les options choisir uniquement ROBO-Master comme type de spline output et l'unité de base en mm (cf. image ci-contre)

Participation à la recherche POST (10')

La conception et fabrication numérique en éducation est un des domaines de recherche à TECFA. Nous serions donc intéressés de vous faire participer à cette recherche en recueillant vos contributions par le biais d'un questionnaire avant (10 minutes) et après les ateliers (10 minutes).

Merci de répondre au questionnaire sous https://fpse.qualtrics.com/jfe/form/SV_9G2S0Y55ErMX6MS

Quelques exemples d'applications pédagogiques avec la découpe vinyle (15')

Dans cette partie, vous allez réfléchir par groupe de 4 aux applications pédagogiques de la découpe vinyle. Vous restituerez ensuite les idées de votre groupe en plénière (15' soit 5' minutes par groupe).

Préparation

Consignes

Chaque groupe réfléchit à deux applications pédagogiques de la découpe vinyle en classe avec les élèves. Idéalement, vous devez trouver une activité à réaliser en classe en vous appuyant sur le Plan d'Etudes Romand.

La présentation (PPT ou autre support de votre choix) comprendra :

• Thématique et Domaines (PER),
• Descriptif et but de l'activité,
• Objectifs d'apprentissage : disciplinaires et éducation numérique (PER), voire compétences transversales le cas échéant,
• Un dessin ou toute autre représentation visuelle (photo, maquette etc.) pouvant appuyer votre présentation.

Ressources

Voici une liste d'idées pour vous aider à préparer votre idée de projet :

• Fabrication de carnet de voyages pour l'expression orale et écrite (domaine français et numérique),
• Découpe pour faire des pliages pour travailler les volumes,
• Créer des tableaux et supports pour l'école (exemple les mois en Anglais, Allemand etc.)
• Réaliser des puzzles, des mémorys etc. (il existe une extension Inkscape pour créer facilement des Puzzles)
• Réaliser un planning de la semaine
• Etc....

A vous d'en trouver d'autres !

Astuce: pour des idées originales, jetez un oeil sur les extensions Inkscape. Il existe des extensions qui vous permettent de réaliser un puzzle, des pliages etc.

Références

• Groupe FaceBook Cricut & Pédagogie. Inscrivez-vous, l'acceptation est quasi instantannée
• Site Web Je crée je cut

Restitution (billet de blog)

Sur la plateforme du cours Education numérique: usages pédagogiques, médias et science informatique, rédigez un billet de blog comprenant :

• Votre premier objet (fichier *.svg, photo)
• Votre fichier de présentation de l'application pédagogique (à poster par chaque membre du groupe)
• Votre première impression de la conception et fabrication numérique : avez-vous trouvé cela accessible ? vous imaginez vous mettre en place votre application pédagogique en classe ? si non, que vous manque t'il pour pouvoir la mettre en place ?

Réflexion sur l'activité proposée avec l'approche de la genèse instrumentale (10')

Appropriation de la technologie de conception et fabrication numérique avec l'approche de la genèse instrumentale (Rarbardel, 1995)

Présentation du modèle à l'aide de la page genèse instrumentale (site du cours)

Représentation de la genèse instrumentale selon Trouche (2007, p. 25), adaptée par Lydie Boufflers

Application du modèle à l'atelier

• Quels éléments d'instrumentation pourriez vous relever de l'activité que nous venons de faire?
• Quels éléments d'instrumentalisation pourriez vous relever de l'activité que nous venons de faire?
• Comment caractériser l'instrument construit ?

Références

Généralités sur la conception et fabrication numérique

• Design et fabrication numérique
• CFAO (page générique regroupant les entrées de plusieurs technologies)
• Conception assistée par ordinateur

Inkscape

• La page Inkscape centralise les informations sur ce logiciel avec notamment des liens vers des tutoriels (cf. Introduction de cette page).
• La page Extensions Inkscape centralise les extensions disponibles pour Inkscape. Certaines d'entre elles peuvent vous permettre de créer des objets rapidement. N'hésitez pas à consulter cette page !

Traceur de découpe

• Traceur de découpe

Evénements, conférences et publications

• A retrouver sous la page CFAO.

Genèse instrumentale

• Rabardel, P. (1995). Les hommes et les technologies : approche cognitive des instruments contemporains. Armand Colin.
• Trouche, L. (2007). Environnements informatisés d’apprentissage : quelle assistance didactique pour la construction des instruments mathématiques? Dans R. Floris & F. Conne (dir.) Environnements informatiques, enjeux pour l’enseignement des mathématiques: intégrer des artefacts complexes, en faire des instruments au service de l’enseignement et de l’apprentissage (p. 20-38). Bruxelles: De Boeck.