LE PHÉNAKISTISCOPE Un regard sur l'histoire du cinéma Stéphanie Belhumeur Conseillère pédagogique, CSTL Pascal Vaillancourt Conseiller pédagogique, CSDHR

PLAN DE LA PRÉSENTATION Présentation des animateurs et du contexte de réalisation Informations générales sur la situation d’apprentissage Mise en situation Déroulement de la situation d’apprentissage Fabrication d’un thaumatrope Conception d’une animation pour le phénakistiscope Évaluation de l’atelier

d’ATS par le recours aux objets techniques. CONTEXTE DE RÉALISATION Cette situation d’apprentissage fut réalisée dans le cadre d’un projet de développement de la table de concertation Montérégienne en science et technologie. L’objectif global de ce projet était de rendre concret le traitement de concepts prescrits au programme d’ATS par le recours aux objets techniques.

INFORMATIONS GÉNÉRALES Clientèle visée: ATS de secondaire 3 Compétence ciblée: Résoudre un problème en faisant appel à une démarche technologique de conception Concepts touchés: Univers matériel: Déviation des ondes lumineuses Foyer d’une lentille Univers vivant: Récepteurs sensoriels (œil) Univers techno.: Fonctions, composantes et utilisation des systèmes de transmission du mouvement Changement de vitesse

INFORMATIONS GÉNÉRALES Techniques et stratégies: Techniques Langage graphique Techniques de schématisation   Fabrication Techniques d’utilisation sécuritaire des machines et des outils Stratégies Stratégies d’exploration Élaborer divers scénarios possibles

MISE EN SITUATION Le cinéma est aujourd’hui une technologie connue de tous, mais ce ne fut pas toujours le cas. Il est né à la suite des découvertes de la photographie et du dessin animé. Le premier appareil cinématographique fut inventé en 1894 par les frères Lumière et se nommait le cinématographe.   C’est en 1894 qu’a débuté l’aventure du cinématographe. Un jour, Antoine Lumière demanda à ses fils Louis et Auguste de trouver un système pour produire des images animées. L’idée était dans l’air, mais aucun inventeur n’avait encore trouvé la solution. Ce défi paternel fut le point de départ de l’aventure qui mena à l’invention du cinématographe Lumière. Auguste fut le premier à travailler sur ce problème, mais c’est Louis, son frère, qui trouva la solution.

MISE EN SITUATION Afin de permettre de visionner un film, les frères Lumière se sont basés sur un phénomène biologique et naturel, la persistance rétinienne. Les frères Lumière ont ainsi donné naissance au cinématographe, qui provient du mot « kinêma », qui signifie mouvement en grec, et de « graphien », qui signifie écrire.   En effet, les images que nous recevons de l’extérieur se forment au fond de notre œil sur une couche sensible appelée la rétine. La rétine envoie le message visuel à notre cerveau par l’intermédiaire du nerf optique. Elle possède une substance, le pourpre rétinien, qui est décomposé par la lumière, mais se reforme extrêmement vite, à environ un douzième de seconde. Il suffit donc de regarder des images qui défilent afin d’avoir l’impression qu’elles se suivent sans rupture.

MISE EN SITUATION Charles Moisson, chef mécanicien de l'usine Lumière, fut chargé de construire le prototype de l’appareil. Incontestablement pratique, il était léger, peu encombrant et servait aussi bien à la prise de vues, au tirage des films, qu’à leur projection. L'invention fut brevetée en 1895, alors que Louis Lumière avait à peine trente ans.   Leur premier film avait pour but de divertir le public à l’aide d’une belle histoire avec des images animées. Celui-ci s’appelait La sortie des usines Lumière. Il fut le premier film de l’histoire du cinéma. Ce fut le 22 mars 1895 que Louis effectua à Lyon la première projection publique de ce film.

MISE EN SITUATION Louis et Auguste Lumière étaient des hommes inventifs, curieux et décidés. Ils ont vécu une grande aventure scientifique et ont lancé définitivement l’aventure des images animées. Pour inventer leur cinématographe, ils durent résoudre cinq problèmes scientifiques: la formation d’une image photographique sur une pellicule, la projection lumineuse d’images, l’analyse du mouvement en images fixes, sa synthèse et enfin, la synchronisation de tous ces facteurs à travers un support. On doit donc aux frères Lumière, deux hommes exceptionnels, l’invention du cinéma, un divertissement apprécié de tous.

DÉROULEMENT DE LA SITUATION Préalables : Mécanismes de transmission du mouvement (annexe 6) Fonctions, composantes et utilisations du mécanisme de transmission du mouvement : changements de vitesse Schématisation : croquis et schéma de principe

DÉROULEMENT DE LA SITUATION Période 1 : Présentation de la situation Visionnement du film des frères Lumière Présentation d’un diaporama portant sur les illusions d’optique Distribution du cahier de l’élève et lecture de la mise en situation Fabrication d’un thaumatrope Démonstration de différents modèles de phénakistiscopes (voir webographie) et discussion portant sur les animations Travail à donner aux élèves Compléter la section 3.B du cahier de l’élève Dessiner les douze images qui serviront à l’animation (sur le canevas du disque fourni à l’annexe 3) Planifier les étapes de production de la roue du phénakistiscope

DÉROULEMENT DE LA SITUATION Période 2 : Anatomie de l’œil Notes de cours et/ou fiches concepts portant sur l’œil et les ondes (Une attention particulière sera portée sur la persistance rétinienne)

DÉROULEMENT DE LA SITUATION Période 3 : Dissection de l’œil Finalisation des fiches concepts de l’œil

DÉROULEMENT DE LA SITUATION Périodes 4, 5, 6 et 7 : Travail en atelier Lecture des mandats et des contraintes du cahier des charges Représentation de la situation dans le cahier de l’élève (section 1) Consignation des étapes de la démarche Croquis du mécanisme de transmission du mouvement avec explications (section 2) Planification des étapes de la fabrication (section 3.A) Fabrication et assemblage des divers composants sur le support fourni par l’enseignant Mise à l’essai du prototype avec consignations dans le cahier de l’élève (sections 4 et 5)

DÉROULEMENT DE LA SITUATION Période 8 : Intégration Représentation du mécanisme de transmission du mouvement par un schéma de principe Discussion sur la manière d’améliorer la qualité de l’image au cours de l’animation

Fabrication d'un thaumatrope Matériel    Une paille Une paire de ciseaux De la colle Réalisation Découper les 2 cercles (voir l’annexe). Appliquer de la colle sur les surfaces non dessinées. Coller les 2 images, dos à dos, à l'extrémité de la paille. Les dessins doivent être centrés l'un par rapport à l’autre. Faire tourner la paille entre les mains et répondre aux questions ci-dessous.

Fabrication d'un thaumatrope Questions   Que se passe-t-il lorsque tu fais tourner ton thaumatrope lentement ? Que vois-tu ? Que se passe-t-il lorsque tu le fais tourner rapidement ? Que vois-tu? Explique, dans tes mots, le phénomène que tu as observé. Comment appelle-t-on ce phénomène?

MANDATS Mandat 1 Concevoir un phénakistiscope donnant l’illusion d’un mouvement fondé sur la persistance rétinienne  

MANDATS Mandat 2 Présenter une animation illustrant un mouvement observé dans un organe ou un système biologique  

CAHIER DES CHARGES Fonction globale : Votre phénakistiscope devra donner l’illusion d’un mouvement fondé sur la persistance rétinienne.   Au regard du milieu humain, votre phénakistiscope devra : Être compact, ne dépassant pas outre mesure le banc d’essai; Être stable et facile d’utilisation.  

CAHIER DES CHARGES Au regard du milieu physique, le phénakistiscope devra : Être fabriqué de matériaux mis à votre disposition en classe ou provenant de la récupération et adapté aux conditions normales d’utilisation.  

CAHIER DES CHARGES Au regard du milieu technique, le phénakistiscope devra: Être composé d’un disque de 10 cm de rayon présentant, d’un côté une suite de 12 images illustrant l’animation d’un mouvement observé dans un organe ou un système biologique, l’autre côté du disque devra être noirci; Être muni d’un mécanisme de transmission du mouvement; Être démontable; Produire, pour un minimum d’effort de l’utilisateur, une image la plus fluide possible.  

CAHIER DES CHARGES Au regard du milieu industriel, le phénakistiscope devra : Être conçu dans le cadre de 4 périodes de 75 minutes; Être totalement réalisé en classe (sauf l’animation). La date de remise du dispositif est le : ______________________  

MATÉRIAUX Bandes élastiques Rondelles Bois Trombones Bouchons de liège Tube flexible en vinyle s'adaptant au diamètre des goujons Boulons et écrous Carton Carton mousse Vis Colle à bois Autres matériaux disponibles en classe ou provenant de la récupération Colle chaude Corde ou ficelle Coroplast© Goujons de bois Poulies (à fabriquer) et courroies

OUTILS Bloc à poncer Pinces Ciseaux Pistolet à colle chaude Compas Rapporteur d’angle Coupe-cercle Règle Couteau à lame rétractable Scie à main et/ou à ruban Forets Tapis de coupe Lunettes Tournevis Papier sablé Perceuse à main et/ou à colonne