🤖 L'imprimante 3D, l'IA qui apprend, et le cahier des charges de mon projet¶

Objectifs pédagogiques¶

Décrire les composants et le principe de fonctionnement d'une imprimante 3D à filament (FDM).
Entraîner un petit modèle de reconnaissance d'images et en observer les limites.
Rédiger le cahier des charges de son projet personnel, en respectant le volume maximal et le temps d'impression disponibles.

Contexte¶

Trois choses t'attendent aujourd'hui. D'abord comprendre comment fonctionne réellement l'imprimante 3D de la salle : ce n'est pas une boîte magique, c'est une machine dont chaque pièce a un rôle précis. Ensuite, découvrir concrètement comment une intelligence artificielle « apprend », en entraînant toi-même un petit modèle. Enfin, lancer officiellement ton projet personnel : à partir du croquis coté que tu as réalisé, tu vas fixer un cahier des charges réaliste, compatible avec la machine et le temps disponible.

Problématique

Comment fonctionne une imprimante 3D, comment une IA apprend-elle à reconnaître quelque chose, et quelles limites dois-je respecter pour que mon objet soit imprimable dans le temps disponible ?

Mission¶

A — Comprendre l'imprimante 3D (en binôme)¶

Observer le schéma commenté et relier chaque composant à sa fonction.

En binôme, relier chaque composant de la machine (buse, plateau chauffant, moteurs, bobine de filament) à sa fonction, et identifier la famille de matériau du filament utilisé (lien avec la séance sur les matériaux).
Formuler en une phrase le principe général de l'impression FDM.

🆘 Binôme absent ? Travaille seul à partir du schéma affiché ; compare avec un camarade dès que possible.

B — Entraîner un modèle d'intelligence artificielle (en petit groupe)¶

Découvrir concrètement l'apprentissage d'une IA.

Sur Vittascience (module IA), choisir avec ton groupe un thème lié au tri des déchets ou des matériaux, et constituer un petit jeu d'exemples pour chaque catégorie à reconnaître.
Entraîner le modèle, le tester sur des exemples nouveaux, et noter au moins un cas d'erreur en essayant de comprendre pourquoi.

C — Cahier des charges de mon objet (individuel)¶

Fixer les contraintes réelles de mon projet personnel, à partir de mon croquis coté.

À partir de ton croquis coté, vérifie que les dimensions prévues respectent le volume maximum de la machine (250 × 250 × 400 mm) et la limite de temps d'impression fixée pour l'exercice (≈ 3 heures par pièce, une seule imprimante pour tout le groupe) — simplifie ou réduis ton objet si besoin.
Rédige un cahier des charges court : fonction, dimensions prévues, temps d'impression, matériau envisagé.

Questions de synthèse¶

Pourquoi une imprimante 3D FDM construit-elle un objet couche par couche plutôt que d'un seul coup ?
Donne un exemple concret de la limite observée sur le modèle d'IA entraîné par ton groupe.

Vérifier mes réponses

Le filament ne peut être déposé que là où la buse se trouve à un instant donné ; en superposant des couches fines successives, la machine construit progressivement un volume qu'elle ne pourrait pas produire en une seule opération.
La réponse dépend du modèle réellement entraîné par ton groupe : une confusion fréquente est un exemple trop proche visuellement d'une autre catégorie, ou un nombre insuffisant d'exemples fournis pour une catégorie.

Où répondre ?

Dépose ton cahier des charges dans ton bloc-notes OneNote, section EPI STM — Mon projet, et des captures de ton modèle entraîné (résultats, cas d'erreur observés) dans la section EPI STM — Impression 3D et IA.

Ressources et outils¶

Vittascience — module Intelligence artificielle : entraînement d'un modèle de reconnaissance directement dans le navigateur, sans installation — ouvrir Vittascience IA
Schéma commenté de la Creality Ender 6 : support présenté en classe — activité intrinsèquement collective ; si tu es absent, demande à ton professeur le schéma étudié pour compléter ta fiche à ton retour.
Ton croquis coté (séance précédente) : base de ton cahier des charges.

CRCN / Pix¶

CRCN 1.2 — Gérer des données

Ce qu'il faut retenir¶

Relier chaque composant de l'imprimante 3D FDM à sa fonction et formuler le principe général de l'impression couche par couche.
Entraîner un petit modèle d'IA sur Vittascience, le tester et analyser un cas d'erreur concret.
Rédiger un cahier des charges personnel réaliste, respectant le volume maximal de la machine et le temps d'impression disponible.

Grille d'évaluation¶

Imprimante 3D, IA et cahier des charges

Critère	Indicateurs observables	Niveau
Fonctionnement imprimante (obj. 2)	Chaque composant est relié à sa fonction, filament rattaché à sa famille de matériau	-- / - / + / ++
Entraînement du modèle IA	Un modèle est effectivement entraîné, testé, avec au moins un cas d'erreur analysé	-- / - / + / ++
Cahier des charges (obj. 5)	Dimensions et temps d'impression respectent les contraintes de la machine et du groupe	-- / - / + / ++