Projet INNOVATION semestriel "Binôme élèves Grande Ecole ou Université" 2014 - 2015
Du rêve à la réalité - "Maker-Faire" avec imprimante 3D - De la statue en bronze à la maquette en plastique ABS

 

1 - CONSTATS

11 - En août 2014, la disponibilité "grand-public" d'un scanner, d'une imprimante et de gratuiciels 3D permet de fabriquer avec un bon rapport coût - efficacité, en 16h06mn avec 142g de plastique ABS blanc, soit 47m de fil (diam├Ętre 1,75mm), une maquette (10cm x 11cm x 14cm) d'un monument dessiné en 2008 avec le gratuiciel 3D "SketchUp".
Le gratuiciel "MeshLab" effectue les changements de format fichier entre les logiciels; le gratuiciel "UP!" contrôle globalement la fermeture des volumes avant impression et localise en rouge les problèmes; la version essais 90 jours de "Rhinoceros" indique exactement la partie mal fermée; la version "Pro" du logiciel "Skanect" permet de choisir le nombre de facettes de la maquette adapté à sa taille et à la résolution de l'imprimante utilisée.

12 - Les photos d'archives disponibles sur le web suite à des révolutions récentes montrent que les monuments naissent, vivent et disparaîssent au rythme des civilisations et des régimes politiques; il est donc intéressant de les étudier.

13 - Les pays ayant été le théâtre de la 1ère guerre mondiale ou y ayant participé font appel à leurs plus gands sculpteurs pour honorer leurs morts par des monuments sur le sol national et également sur les autres fronts dont le front des Balkans dans le cas de la France, de la Grande-Bretagne, de la Serbie, de l'Italie et de la Grèce en ce qui concerne les Armées Alliées en Orient. Ces monuments sont visibles en photos sur les sites web des villes où ils se trouvent et en 3D, pour certains d'entre eux, sur GOOGLE EARTH (option "Bâtiments 3D"). Autant de motifs de préparer ses voyages sur GOOGLE EARTH.
La recherche d'informations complémentaires sur le web et dans des archives privées peut réserver des surprises. En effet, ces sculpteurs utilisent parfois pour leurs statues un modèle homme, femme, enfant et cheval ayant également une "petite" histoire le plus souvent inconnue du public. Ainsi Real del Sarte utilise le même cheval, "Gantelet", un pur sang appartenant à un capitaine de cavalerie, comme modèle pour ses 2 statues équestres parisiennes - Roi Alexandre (Place de Colombie, 1936), maréchal Joffre (Place Joffre, 1939) - et la femme de "l'homme canon" du "Cirque d'hiver" à Paris comme modèle féminin pour la femme serbe aux côtés du roi Alexandre.

 

2 - CONCEPT hm2 - Un thème historique, une série de monuments, une collection de maquettes

Faire découvrir aux enfants et à leurs parents, un petit bout d'histoire sur fond d'images satellites en l'associant à une série de monuments historiques visibles sur GOOGLE EARTH, disponibles en maquettes à monter et localisables via un GPS à configurer pour s'y rendre à pied, en bicyclette, en voiture ou en ULM.

Thème "Armées Alliées en Orient 1915 - 1918" (AAO) - Série de 6 monuments dans 3 pays - Collection de 6 maquettes
- France : 1 monument (Real del Sarte) - Paris (1)
- Grèce : 4 monuments - Polykastro (1), Thessalonique (3 au carré français de la nécropole de Zeitenlick)
- Serbie : 1 monument en bronze - "Reconnaissance à la France éternelle 1918" - Belgrade: parc Kalemegdan en face de l'ambassade de France; maquette sculpteur à trouver ou photos stéréoscopiques à faire

Thème "Maréchaux de la Grande Guerre" (Polytechnique : 4; Saint-Cyr : 4) - Série de 8 monuments - Collection de 8 maquettes

 

3 - BASE de départ


Place de Colombie 75016 - Monument des Rois Alexandre de Yougoslavie et Pierre Ier de Serbie


Monument dessiné en 3D avec "SketchUp" en 2008 et géolocalisé place de Colombie sur GOOGLE EARTH

Commencer la collection de maquettes par le thème AAO et le monument des "Rois Alexandre de Yougoslavie et Pierre Ier de Serbie" (Place de Colombie, Porte de la Muette, 75016 Paris):


"STATUE" pleine (3h12mn, 21g plastique ABS soit 7m de fil; L 3.2cm x P 4.7cm x H 6.6cm) posée sur
"EMBASE-SOCLE" creux (12h54mn, 121g plastique ABS soit 40m de fil; ; L 10cm x P 11cm x H 8cm) fabriqués sur imprimante "PP3D-UP" de "BREIZH 3D 56"

31 - Utiliser la maquette sculpteur "Statue équestre" (70kg; L 32cm x P 47cm x H 66cm) pour réaliser, via un scan 3D, une maquette "STATUE" au 1/10ème à placer sur maquette "EMBASE-SOCLE";

32 - Utiliser "EMBASE-SOCLE" du monument de la place de Colombie disponible au format .skp sur "Warehouse SketchUp" (partie modèles "Christian": France, Grèce, Maroc, Mexique, Tchéquie) et visible sur GOOGLE EARTH avec option "Bâtiment 3D":
https://3dwarehouse.sketchup.com/model.html?id=7fc5d1c8e5caff7e3cf2021955c196ec

33 - Analyser les problèmes de création de maquette 3D au niveau du rapport coût-efficacité des logiciels (gratuiciels, logiciels avec licence) et du matériel:
- gratuiciels ("SketchUp" pour création, "MeshLab" pour changer format fichiers, "UP!" pour visualiser fermeture volume); logiciels ("Rhino" en vs essais 90 jours pour localiser les défauts de fermeture volume (surface, maillage); Skanect vs "Pro" pour adapter le nombre de facettes à la taille de la maquette et à la résolution de l'imprimante);
- imprimante "PP3D-UP" avec volume de travail de 12cm x 12cm x 12cm (www.pp3d.com) ; rechercher volume de 60cm x 60cm x 60cm avec vitesse de sortie du fil multipliée par 3 (120mm/seconde soit environ 7m/heure);
- scanner 3D "Kinect" (périphérique console de jeux X Box 360) avec logiciel "Skanect" ; nombre de 6.753.348 facettes ramené à 150.000 pour l'adapter à la taille choisie pour la "Statue" fonction de la résolution de l'imprimante utilisée;
- tablette pivotante "porte plat" pour faire tourner "maquette sculpteur" devant scanner 3D;
- 2 projecteurs 400w encadrant scanner 3D placé à 1/2 hauteur statue à 9h; étudier utilisation d'écrans réflecteurs;
- 2 projecteurs 200w (1 à la verticale au-dessus, 1en latéral à 2/3 hauteur statue et à 5h) pour diminuer les ombres.

34 - Améliorer la précision des détails:
- retravailler "EMBASE-SOCLE" à partir photos monument et fichiers déjà réalisés avec SketchUp (skb,dae);


Sortie "STATUE" 3D (6.753.348 facettes) avec scanner "Kinect" et logiciel "Skanect" de "BREIZH 3D 56"

- retravailler le maillage de la "STATUE" au niveau des 9 têtes avec logiciel "Rhino";


Imprimante "PP3D-UP" - Essai police ARIAL hauteur 4mm, extrusion 1mm - 1ère ligne "Plaque de bronze droite" (100mm x 8mm)
LA SERBIE N'EST PLUS
Lettre B modifiée en 3D


"Plaque de bronze droite" vue en 3D avec "MeshLab"

- sortir les 3 "plaques de bronze" et la "plaque en sable jaune" sur imprimante 3D et, si nécessaire, modifier en 3D les caractères illisibles des citations;
- remplacer, sur la "plaque de bronze arrière", la photo de l'effigie du roi Pierre sortant de la Loire, après l'avoir traversée à la nage pour échapper aux Prussiens en 1871, par une image 3D obtenue via plateforme web "123 Desk" à partir de 3 couples de photos stéréoscopiques 2D (espacement 7.5cm) prises à 1/4, 1/2 et 3/4 hauteur de la plaque.

 

4 - OBJECTIFS

Binôme GRANDE ECOLE (GE) avec moyens CAO de GE (logiciels, scanner et imprimante 3D):

41 - Réaliser une maquette en plusieurs morceaux dont la taille sera fonction de la résolution disponible pour le scanner et l'imprimante 3D:
- 65 cm de haut (imprimante "Fab Lab 3D" en construction avec volume travail L 60cm x P 60cm x H 60cm), "plaques de bronze et de sable jaune " en ABS couleur "bronze" ou "sable jaune" à fixer par ergots sur "SOCLE";
- 32 cm de haut (imprimante "MakerBot 2"; volume travail L 60cm x P 42cm x H 25cm à vérifier); maquette à peindre, collage de décalcomanies obtenues à partir de photos à l'emplacement des 3 "plaques de bronze", de la "plaque de sable jaune" et des "plates-bandes";


Maquette 14 cm de haut peinte à la bombe (STATUE) et aux pinceaux ronds pour aquarelle (nª2 et 8; EMBASE-SOCLE)
"STATUE bronze" (bombe aérosol "TAMIYA COLOR Field Gray")
posée sur "EMBASE-SOCLE sable jaune" (Peinture polyuréthane "MINI COLOR Blanc mat" avec 10% "Colorant UNIVERSEL Oxyde jaune"; nettoyage à l'eau )
(voir inscriptions et effigie)

- 14 cm de haut (imprimante "PP3D-UP"; volume travail L 12cm x P 12cm x H 12cm); maquette à peindre, collage au scotch double-face de bandes de papier 100g/m2 avec inscriptions, effigie et couleurs de fond recréés aux dimensions ad-hoc, à l'emplacement des 3 "plaques de bronze", de la "plaque de sable jaune" et des plates-bandes; 2 morceaux: EMBASE-SOCLE (L 10cm x P 11cm x H 8cm); STATUE (L 3.2cm x P 4.7cm x H 6.6cm);

42 - Obtenir une bonne lisibilité des caractères sur "plaques de bronze ou sable jaune"; police et taille caractères sont des points critiques sur une imprimante 3D; police ARIAL, à bâtons droits, donne de bons résultats avec "SketchUp" (hauteur 4mm, extrusion 1mm); le "B" et le "Q" sont à redessiner;

43 - Améliorer la finesse des détails de la "Statue équestre" (huit personnages, un cheval): trouver le nombre de facettes adapté à chaque taille de maquette et à la résolution de l'imprimante utilisée; remailler à hauteur des 9 têtes et des 2 hampes de drapeaux; utiliser stylo "3Doodler" qui crache de la résine ABS à sculpter à la main avec une fraise pour terminer les oreilles du cheval et les bouts de hampe;

44 - Etudier commercialisation (boite maquette à construire ou maquette construite ou fichiers .stl à distribuer sur internet) entre 2014 et 2018 à l'occasion du centenaire de la Grande Guerre via constructeurs ("maquettes"; "figurines") ou "Fab-Lab 3D" la plus proche (université, club, auto-entrepreneur);

45 - Mettre à niveau fichier .skp sur "3D warehouse sketchup" pour remplacer le "médaillon 2D" par la "statue 3D" afin d'offrir aux internautes la première vue "scannée 3D" d'une "grande" statue en bronze;

46 - Rédiger la notice sur le monument, le sculpteur et la "petite" histoire des modèles;

47 - Retrouver "maquette sculpteur" (Real del Sarte) de la Statue équestre du maréchal Joffre située devant l'Ecole militaire à Paris qui pourrait être la 1ère maquette à réaliser du thème "Maréchaux de la Grande Guerre";

48 - Voir, à Rivesaltes, la 1ère statue équestre de Joffre érigé après sa mort en 1931 (sculpteur A. Maillard), visiter sa maison natale et goûter "Le canon du maréchal" (rosé 2013 de 12.5°) provenant d'un vignoble biologique et biodynamique.

49 - Etudier les possibilités offertes par
- le logiciel PhotoModeler et la photogrammétrie rapprochée par CED (acquisition de données 3D sur des monuments en extérieur avec appareil photo numérique "Canon" monté sur pied au sol ou utilisé en nacelle pour photos au-dessus statue);
- les drones Mikrokopter;
- la société GB Air Photo de prises de vues pour PHOTOGRAMMÉTRIE, TOPOGRAPHIE, 3D, GÉNIE CIVIL;
- la société Replica 3D de numérisation 3D d'oeuvres d'art;
- la société SIOEN Industries de "COLORANT universel" pour peintures polyuréthane ou acrylique;
- les actes du forum PPMD organisé par les élèves ENSG avec des formations "flash";
en liaison avec projet CDG (Mars 2015) de "Photogrammétrie à partir du sol, de nacelle, d'hélicoptère ULM ou de drone" du monument Joffre, réalisable sans "maquette sculpteur" (dans les deux derniers cas, prévoir demandes autorisation DGAC);

 

5 - MODE D'EMPLOI DU CONCEPT hm2

Monument historique
- à étudier au niveau historique via liens hypertextes;
- à retrouver sur SketchupWarehouse - BD Christian;
- à visualiser avec gratuiciel "SketchUp" et, in situ, avec gratuiciel "Google Earth" option "Bâtiments 3D" à l'adresse "place de Colombie, 75016".

Maquette
- à monter et à peindre éventuellement, si les bonnes couleurs et textures du fil ABS n'existent pas encore.

 

6 - CAHIER DES CHARGES

61- Hauteur totale de la maquette - par exemple 65cm - doit permettre la lecture des inscriptions se trouvant sur le monument et indiquant QUI, QUOI, OU, QUAND, COMMENT.

62 - Scanner 3D d'une résolution suffisante au niveau du rendu des détails (rênes du cheval, visages, mains), facilement transportable (Kinect; GO SCAN 3D de CREAFORM) pour éviter déplacement "maquette sculpteur"; disposer d'un moyen de saisie 3D pouvant être utilisé à l'étranger (Grèce, Serbie) facilement et sans formalités particulières: appareil photo numérique associé à un logiciel de photogrammétrie.

63- Imprimante 3D d'une résolution suffisante pour que les formes soient nettes, si possible sans retouches, au niveau des caractères (taille, séparation, hauteur d'extrusion), des têtes (oreilles du cheval, képi et nez des hommes), du bout de la hampe des drapeaux.

64 - Assemblage de 2 ou 3 blocs (fonction de la hauteur), de bas en haut, pouvant être montés et démontés pour le rangement dans une boite repliable:

a) EMBASE rectangulaire :
- 1 bloc EMBASE en "sable jaune",
- 3 bandes "herbe verte" dans bloc EMBASE ;

b) SOCLE statue :
- 1 bloc SOCLE en "sable jaune" à insérer dans bloc EMBASE,
- Plaques gauche, droite et arrière en "bronze" avec inscriptions et effigie 3D: 3 plaques à fixer (ergots ou scotch double-face) sur g., d. et ar. bloc SOCLE,
- Plaque avant en "sable jaune"avec inscriptions de différentes hauteurs: plaque à fixer (ergots ou scotch double-face)s sur av. bloc SOCLE;

c) STATUE équestre "bronze" :
- 1 bloc STATUE en "bronze" à fixer (ergots ou scotch double-face) sur haut bloc SOCLE;
- doit pouvoir tenir, si possible, dans bloc SOCLE.

NB : Si des imprimantes pouvant sortir du "sable jaune" ou du "bronze" au niveau des textures peuvent exister à un moment donné, prévoir de les utiliser pour améliorer la maquette.

_________

 

PS: Merci de donner remarques, idées ou le bonjour encliquant ci-dessous:

christian.degastines@orange.fr

Retour à SOMMAIRE