De Python
à l’objet réel.

01 / DÉCOUVRIR

Une machine qui dessine en volume.

Notre Bambu Lab P1S utilise le procédé FDM/FFF : elle dépose du filament thermoplastique ramolli par la chaleur, qui se solidifie en refroidissant.

02 / ALIMENTER

🎨 AMS — Automatic Material System

P1S = imprimante. AMS = gestion de plusieurs bobines. L’AMS à quatre emplacements peut alimenter l’imprimante et changer automatiquement de filament pour des impressions multicolores ou des changements de matériaux compatibles.

Plusieurs AMS peuvent être combinés dans certaines configurations avec les accessoires adaptés. Ici, quatre bobines suffisent à comprendre le principe.

03 / RELIER

De l’idée à l’objet : qui fait quoi ?

Clique sur une étape pour suivre le voyage.

Le slicer (« trancheur ») découpe virtuellement le modèle en couches et prépare les instructions de déplacement et de dépôt destinées à l’imprimante.

04 / COMPRENDRE LES FORMATS

Quatre extensions, quatre rôles.

Le .py calcule les dimensions et génère une description. Le .scad décrit la géométrie avec des paramètres. Le .3mf peut conserver des objets, des unités, des couleurs, des matériaux ou des paramètres de projet : cela dépend du logiciel et du workflow, pas seulement de l’extension.

05 / PRÉPARER

Bambu Studio : de la forme aux couches.

1. Importer et placer le STL ou le 3MF, vérifier les dimensions, orienter et répartir les pièces sur le plateau.
2. Choisir les réglages : profil P1S et buse installée, filament, couleurs, température du profil, hauteur de couche, parois et remplissage intérieur.
3. Prévoir les supports pour les parties en surplomb si nécessaire ; une meilleure orientation peut en réduire le besoin.
4. Trancher puis inspecter l’aperçu couche par couche, le temps estimé et la quantité de filament. Faire valider avant tout envoi à l’imprimante, selon l’environnement de l’établissement.

06 / MODÉLISER

OpenSCAD : le code prend forme.

OpenSCAD est un logiciel gratuit et open source de modélisation 3D par le code. Dans cet atelier, nos dimensions sont en millimètres. Crée un fichier, saisis le code et lance l’aperçu (F5).

cube([30, 30, 10]);

difference() conserve la première forme, puis lui soustrait les suivantes. Un cylindre retiré d’un autre crée un trou. Ces schémas sont simplifiés : le navigateur n’exécute pas OpenSCAD.

07 / EXPÉRIMENTER

Ton premier objet : un disque percé.

Modifie les trois paramètres. Observe la forme et le code évoluer ensemble.

08 / LE DÉCLIC

Et si Python écrivait le modèle pour toi ?

Python peut fabriquer automatiquement le fichier OpenSCAD.

diametre = 50
epaisseur = 6
trou = 10

code_scad = f'''
difference() {{
    cylinder(h={epaisseur}, d={diametre});
    translate([0, 0, -1])
        cylinder(h={epaisseur + 2}, d={trou});
}}
'''

with open("disque.scad", "w", encoding="utf-8") as fichier:
    fichier.write(code_scad)

1. Python stocke les dimensions dans des variables.
2. La chaîne f'''…''' insère leurs valeurs. Les doubles accolades {{ et }} produisent des accolades littérales dans le code OpenSCAD.
3. with open écrit puis ferme disque.scad dans le dossier de travail (un fichier du même nom serait remplacé).
4. Ouvre ce fichier dans OpenSCAD.
5. Lance l’aperçu : ton modèle apparaît.

Enregistre ce programme dans disque.py et exécute-le avec Python 3 sur le poste de travail. Ici, les visualisations tournent en JavaScript ; elles n’exécutent pas Python.

09 / PROGRAMMER

Une boucle. Toute une série de disques.

Complète ce programme pour produire hanoi.scad. Les disques doivent rester séparés.

nb_disques = 5
diametre_min = 30
pas = 8
epaisseur = 6
trou = 10
espacement = 10

for i in range(nb_disques):
    diametre = diametre_min + i * pas
    # TODO : calculer la position du disque
    # TODO : générer son code OpenSCAD

10 / GÉNÉRALISER

Paramétrique : change la règle, pas le dessin.

Un modèle est paramétrique lorsque sa géométrie dépend de paramètres modifiables sans reconstruire manuellement l’objet.

11 / AUTOMATISER

Python peut aussi demander l’export.

import subprocess

try:
    subprocess.run([
        "openscad",
        "-o",
        "hanoi.stl",
        "hanoi.scad"
    ], check=True)
except FileNotFoundError:
    print("OpenSCAD n'est pas accessible depuis la ligne de commande.")
except subprocess.CalledProcessError as erreur:
    print("L'export a échoué : vérifier le fichier SCAD.", erreur)

Python ne fabrique pas lui-même le maillage. Il lance OpenSCAD, qui calcule le rendu et l’export. OpenSCAD doit être installé ; le nom de la commande ou le chemin de l’exécutable dépend de l’installation. Demande le chemin configuré sur les PC de l’établissement. check=True signale un code de sortie en erreur.

Le fichier source doit exister dans le dossier de travail ; on peut aussi employer des chemins explicites. L’option -o choisit la sortie, et l’extension choisit le format : .stl ou .3mf, notamment. Un 3MF exporté par OpenSCAD n’est pas automatiquement un projet Bambu Studio configuré.

12 / PASSER AU RÉEL

Tu connais maintenant toute la chaîne.

Dans Bambu Studio, vérifie l’échelle, sélectionne le profil adapté, organise les pièces, tranche et inspecte l’aperçu. L’enseignant valide les réglages et autorise l’impression. L’envoi dépend du réseau et de la configuration de l’établissement.

PASSERELLE TERMINALE / S01 · STRUCTURES DE DONNÉES

Des piles et des files que tu peux manipuler.

Les disques que tu programmes deviennent le matériel de ton cours.

Dans le chapitre S01, une pile suit l’ordre LIFO (dernier entré, premier sorti) ; une file suit l’ordre FIFO (premier entré, premier sorti). L’impression fabrique les pièces ; les structures de données organisent les valeurs et les actions de notre programme.

Du vocabulaire du cours au code Python

Nous fixons une convention pour tous les exemples ci-dessous : sommet de pile à droite ; sortie de file à gauche. Une autre orientation de dessin est possible : c’est l’ordre des opérations qui définit LIFO ou FIFO.

On choisit une liste Python pour une pile et collections.deque pour une file, comme dans les activités 7 et 8. Les noms abstraits ne sont pas tous des fonctions Python prédéfinies. Avant de retirer un élément, il faut vérifier que la structure n’est pas vide.

🗼 Hanoï : trois tiges, trois piles

Un entier représente le rang d’un disque : 1 est le plus petit. On peut seulement retirer le sommet d’une tige. Hanoï ajoute une contrainte : aucun grand disque sur un plus petit. Cette contrainte n’appartient pas à la définition générale d’une pile.

A = [5, 4, 3, 2, 1]  # sommet à droite
B = []
C = []

def deplacer(source, destination):
    if source is destination or not source:
        return False
    if destination and source[-1] > destination[-1]:
        return False
    disque = source.pop()
    destination.append(disque)
    return True

🧵 Une file d’attente pour l’atelier

Modélisons des travaux validés qui attendent leur tour : le plus ancien sort le premier. C’est une simulation FIFO choisie pour le cours, pas une description du fonctionnement interne de Bambu Studio ou de l’AMS. Aucun bouton ne commande l’imprimante.

from collections import deque
F = deque()

from collections import deque

F = deque()
F.append("test")       # enqueue(F, "test")
F.append("disques")
if F:                  # pas de retrait sur une file vide
    prochain = F.popleft()  # dequeue(F) renvoie "test"

🥞 Tes disques deviennent les crêpes de l’exercice 6

Retire les disques des tiges et pose-les sur la table. Dans cet exercice, les entiers représentent les diamètres : on retourne un bloc de disques du sommet. On peut poser un grand sur un petit pendant le tri : les règles de Hanoï ne s’appliquent plus.

1. hauteur_pile(P) : compter avec une pile auxiliaire puis restaurer P. La hauteur abstraite est un nombre de disques ; la hauteur physique vaut ce nombre × l’épaisseur.
2. max_pile(P, i) : chercher la position du maximum parmi les i disques du sommet, en comptant le sommet comme position 1, puis restaurer P.
3. retourner(P, j) : inverser les j disques du sommet avec deux piles auxiliaires, comme demandé dans la fiche.
4. tri_crepes(P) : placer le plus grand disque restant au sommet, puis le retourner jusqu’au bas de la partie non triée.

Pour fabriquer l’exemple, choisis par exemple diametre_mm = 10 * valeur : 5 devient 50 mm. Cette conversion garde l’ordre des tailles. Ici, la simulation reprend les valeurs du document ; les diamètres réels restent des paramètres de fabrication.

🧩 Et le labyrinthe ?

En prolongement, DFS itératif utilise une pile de cases à explorer ; BFS utilise une file. Pour un labyrinthe où chaque déplacement a le même coût, BFS trouve un chemin avec un nombre minimal de déplacements. DFS ne garantit pas ce minimum. Dans les deux cas, marque les cases déjà découvertes pour éviter les cycles. La matrice produit les murs imprimés ; la pile ou la file organise l’exploration.

14 / CONFRONTER AU RÉEL

🧪 Le petit test qui évite un grand raté.

Crée une barrette avec quatre trous de diamètres tige + 0,1 ; + 0,2 ; + 0,3 ; + 0,4 mm. Ce sont des écarts de diamètre à expérimenter, pas des recommandations universelles.

diametre_tige = 8;
jeux = [0.1, 0.2, 0.3, 0.4];
difference() {
    cube([60, 20, 4]);
    for (i = [0:3])
        translate([9 + i * 14, 10, -1])
            cylinder(h=6, d=diametre_tige + jeux[i], $fn=80);
}

Pour cette barrette d’exemple, conserve la tige de 8 mm ; si tu changes son diamètre, adapte aussi les distances et les marges. Repère les trous de gauche à droite. Fais valider puis imprimer le test dans des conditions proches du projet (matière, orientation et réglages).

15 / BONUS AVANCÉ · FACULTATIF

🧩 Une matrice, un labyrinthe en 3D.

labyrinthe = [
    "#########",
    "#S......#",
    "#.###.#.#",
    "#...#.#E#",
    "#########"
]

for ligne in range(len(labyrinthe)):
    for colonne in range(len(labyrinthe[ligne])):
        if labyrinthe[ligne][colonne] == "#":
            # TODO : générer un mur
            pass

La même matrice peut afficher le labyrinthe, le résoudre avec BFS/DFS, générer son modèle 3D puis permettre de l’imprimer. Pour un mur, place un cube en [colonne * taille, ligne * taille, hauteur_base] et ajoute un socle sous l’ensemble.

16 / FABRIQUER RESPONSABLEMENT

Avant d’appuyer sur « imprimer ».

• Ne touche ni la buse chaude ni le plateau chaud.
• N’interviens pas sur une impression sans autorisation.
• Fais valider le modèle et les réglages par l’enseignant.
• Vérifie les dimensions, l’orientation et les supports nécessaires.
• Limite le gaspillage de filament et les supports inutiles.
• Teste une petite pièce avant une très longue impression.
• Respecte les consignes de l’établissement, notamment de supervision et de ventilation.

17 / VÉRIFIER LE DÉCLIC

Ton programme peut-il devenir un objet ?

Huit questions pour vérifier que tu maîtrises la chaîne. Choisis une réponse par question.