Magie et Equilibre, Oliver Gibson, Clement Raveyre
Coordonnées :
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Noms : Oliver Gibson, Clément Raveyre
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Adresse e-mail : oliver.gibson@sorbonne-universite.fr, clement.raveyre@sorbonne-universite.fr
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Cursus / Labo : Sorbonne Université - Portail Science de la Matière (L1, S2), Math 3, Math 2, Mécanique-Physique
Introduction :
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Date de début : 5/03/2025
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Date de fin estimée : 2/04/2025
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Objectifs : Concevoir et fabriquer des objets interactifs illustrant des illusions perceptuelles, en explorant les mécanismes cognitifs et sensoriels sous-jacents.
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Contexte : Ce projet s'inscrit dans l'ARE Magie, visant à expliquer la magie à l'aide de la science. Nous explorons comment les principes physiques et cognitifs influencent la perception humaine et peuvent être exploités pour créer des illusions surprenantes.
Matériaux / Outils / Machines :
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Modélisation : Blender, Boxes.py, Inkscape
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Impression 3D : Prusa MK4S (PLA)
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Découpe laser : Speedy 360 et Speedy 100 Trotec (MDF 3 mm et plexiglass)
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Assemblage : Colle à bois, poids de plongée en plomb (1,2 kg)
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Slicer : PrusaSlicer
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Fluide : Miel ou huile, eau
Étapes de Réalisation :
Chaque illusion a été développée en plusieurs versions si nécessaire afin d'optimiser son effet. L'évolution de ces prototypes est expliquée en détail pour chaque objet, en mettant en avant les erreurs rencontrées et les solutions apportées.
Tour n°1 : Les 3 Boîtes
Effet :
Trois boîtes sont soulevées simultanément, dont une est lestée. La boîte lestée semble plus lourde que les trois ensemble, provoquant une illusion perceptive intrigante.
Historique :
Ce phénomène psychologique, documenté depuis 1930, repose sur l'effet taille-poids. Celui-ci indique que les objets plus petits paraissent plus lourds que des objets plus grands de même poids. Cette illusion met en évidence comment notre cerveau interprète les signaux sensoriels.
Explication :
La perception du poids est influencée par l'intégration des signaux sensoriels (vision, toucher, proprioception). L'illusion naît lorsque l'effort musculaire perçu ne correspond pas aux attentes créées par la taille des objets.
Schéma : petite boite.svg
Construction :
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Modélisation : Boxes.py puis Inkscape
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Matériaux : MDF 3 mm
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Outils : Speedy 360 Trotec du Fablab
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Lest : Poids de plongée en plomb de 1,2 kg
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Assemblage : Colle à bois si nécessaire (ici c'était pas le cas)
Journal de Bord :
Mercredi 12 février :
- Notre professeur nous suggère l'idée du tour.
Mercredi 19 février :
- On modélise une boîte sur Boxes.py de 3cm de haut, 9 cm de long et 7,5 cm de large.
- mercredi 5 mars:
- On récupère notre 1ère planche de MDF et on découpe les pièces de la boîte sur la Speedy 360 Trotec du Fablab.
- On assemble les pièces ensemble et on insère le plomb pour vérifier que la boîte est bien solide.
- La boîte semble idéale et on en découpe 2 autres identiques sur la même machine.
Images :
Tour n°2 : La Planche
Effet :
Une planche en équilibre sur le bord d'une table ne tombe pas, même lorsqu'elle est retournée.
Explication :
Un lest mobile modifie le centre de masse, permettant de contrôler l'équilibre. Le centre de masse est calculé par la formule :
Avec un lest de 1,2 kg, la position optimale du centre de masse est déterminée à 47,3 cm.
Schéma :
ClosedBox grand.svg ClosedBox grande boite + plexi.svg
Journal de Bord :
Mercredi 12 mars :
- On calcule la taille idéale de la boîte et la masse du plomb à insérer.
- On modélise une boîte sur Boxes.py de 3cm de haut, 9 cm de large et 50 cm de long.
Mercredi 19/03 :
- On récupère notre 2ère planche de MDF et on découpe les pièces de la boîte sur la Speedy 100 Trotec du Fablab mais malheureusement la machine a été réglé pour découper 6mm au lieu de 3 et les crénelures pour assembler la boîte sont légèrement brulées.
- On assemble les pièces ensemble et on insère le plomb pour vérifier que la boîte est bien solide mais suite à notre erreur les pièces s'emboîtent mal.
- On décide de coller les pièces avec de la colle à bois.
- Afin de faire glisser la masse de manières plus discrète on attache un fil de fer au plomb mais il se casse sans cesse et est bien trop visible.
Mercredi 26/03 :
- On récupère du fil de pêche mais cela ne résout pas le problème le fil se rompt une nouvelle fois et on décide de chercher une autre solution car en voulant rendre la manipulation discrète, nous l'avons rendue bruyante et difficile.
Mercredi 02/04 :
- Découpage difficile d'une autre planche en MDF car le laser n'a pas été suffisamment intense. On arrive malgré tout à assembler les pièces au maillet. On découpe également une planche de plexiglass avec la même machine pour faciliter le glissage du poids.
Construction :
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Modélisation : Boxes.py puis Inkscape
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Matériaux : MDF 3 mm
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Outils : Speedy 100 Trotec du Fablab
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Lest : 1,2 kg
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Assemblage : Colle à bois et maillet
Version d'Exposition :
Améliorations :
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Utilisation de plexiglass et de plastique à la place du MDF
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Plus silencieux pour être plus discret
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Plus élégant
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Images :
Tour n°3 : Le Sablier
Effet :
Un cube posé sur une table bascule soudainement, sans intervention extérieure.
Explication :
Le cube contient un fluide qui se déplace lentement, décalant progressivement le centre de gravité jusqu'à basculer.
Construction :
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Modélisation : Blender
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Slicer : PrusaSlicer
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Outil : Imprimante 3D Prusa
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Matériaux : PLA bleu transparent (V1) / PLA gris opaque (V2)
- dans les deux modèles on enlève les support intérieurs pour faciliter la circulation de l'eau.
Version 1 :
Journal de Bord :
Mercredi 12/02 :
Découverte du tour dans un document qui utilise un sablier.
Mercredi 26/03 :
Le sablier étant trop léger on décide de modéliser un sablier à eau dans un cube sur Blender
On lance l'impression sur une imprimante 3D Prusa avec du PLA bleu transparent pour voir les défauts à travers le cube.
En pleine impression, on se rend compte que le trou n'a pas été fait et on le perfore nous même directement à l’aide d’une tige en métal chauffée.
On ajoute de l'eau mais le test est un échec total. Le cube fuit et l'eau reste coincée dans le compartiment du bas.
Construction :
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Modélisation : Blender
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Slicer : PrusaSlicer
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Outil : Imprimante 3D Prusa
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Matériaux : PLA bleu transparent
- creation d'un petit trous a l'aide d'un file de fer chauffé
Schéma : sablierV1.stl
Problèmes :
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Fuites d'eau
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Blocage de l'écoulement
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Temps de basculement imprévisible
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Effet trop faible
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Image :
Version 2 :
Journal de Bord :
Mercredi 26/03 :
- Prise de conscience des défauts de la V1 et on s'imagines des solutions aux problèmes
Jeudi 27/03 :
- Amélioration du model 3D en Agrandissement du trou d'écoulement, ajoutant d'un trou d'aération, et en repositionnant les réservoirs pour un meilleur contrôle du basculement (vous pouvez voir le schéma ci-dessous)
- Lancement de l'impression 3d sur une Prusa MK4S (PLA)
Construction:
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Modélisation : Blender
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Slicer : PrusaSlicer
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Outil : Imprimante 3D Prusa
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Matériaux : PLA gris opaque
Schéma :
Améliorations :
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Utilisation d'un fluide plus visqueux (miel ou huile)
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Agrandissement du trou d'écoulement
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Ajout d'un trou d'aération
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Réservoirs repositionnés pour un meilleur contrôle du basculement
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Image : ????????
Version 3 :
Journal de Bord :
Mercredi 02/04 :
- Amélioration du model 3D en ajoutant pendant l'impression le liquide plus visqueux
- Lancement de l'impression 3d sur une Prusa MK4S (PET) mais le modèle se décolle en pleine impression et les trous ne se formaient pas à cause du choix de matériaux (PET)
Jeudi 03/04 :
- Fac fermé, impossible de relancer une impression
Vendredi 04/04 :
- Fablab fermé, impossible de relancer une impression
Construction:
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Modélisation : Blender
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Slicer : PrusaSlicer
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Outil : Imprimante 3D Prusa MK4S
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Matériaux : PET blanc
Schéma :
Améliorations :
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Suppression du trou pour insérer le liquide
- Plus d'étanchéité
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Plus de discrétion
- Ajout d'une marque afin de positionner efficacement l'objet
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Tour n°4 : L'Équilibre Impossible
Effet :
Un objet peut être placé en équilibre par le magicien, mais pas par un volontaire.
Explication :
Le centre de masse est déplacé discrètement à l'intérieur de l'objet en déplaçant de l'eau dans des compartiment spécifiques, permettant de maintenir l'équilibre uniquement sous certaines conditions. L'illusion fonctionne grâce à un poids interne mobile (l'eau).
Journal de Bord :
Mercredi 26/03 :
- Découverte du tour et explications du professeur
Jeudi 27/03 :
- Conception sur blender de l'objet et impression sur une imprimante 3D Prusa MK4S (PLA vert)
Schéma : equilibre.stl
Construction :
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Modélisation : Blender
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Slicer : PrusaSlicer
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Outil : Imprimante 3D Prusa
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Matériaux : PLA vert
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Assemblage : Peinture et finition au vernis protecteur
Images :
(Insérer les images du prototype)
Contact :
oliver.gibson@sorbonne-universite.fr
clement.raveyre@sorbonne-universite.fr
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