IM_18
Comment rendre cohérent le dessin 2 des annales (IM_10)

Animation en boucle 

Description de la fenêtre 

A l’ouverture, la fenêtre présente :
- à gauche, un dessin analogue au dessin IM_10 dont les incohérences ont été amplifiées
- à droite en haut, une vue de côté – réduite – de l’objet de l’espace
- à droite en bas, des indications accompagnant l’animation.

Déroulement de l’animation

1. Lecture du dessin

1.1 Les objets

La vue de côté complète le dessin initial  et permet d'en suivre la lecture : le triangle et les deux ellipses clignotent successivement pendant que se dessinent les segments qui les représentent sur la vue de côté.

1.2 Analyse et interprétation 

a. Pour analyser et interpréter ce dessin, on considère que le dessin est obtenu par une projection sur un plan frontal.

Les deux ellipses bleues représentent deux cercles de la sphère, l’équateur et le parallèle. Dans l'espace, les plans de ces cercles sont parallèles - également inclinés - ni horizontaux, ni frontaux.

Une première incohérence apparaît immédiatement : la petite ellipse, qui représente un cercle de la sphère, n'est pas contenue dans le cercle noir, dessin du contour apparent de la sphère.

b. Les ellipses qui représentent les cercles dans des plans parallèles sont de même forme : on doit donc supposer qu'elles sont obtenues par une projection parallèle.

Or le contour apparent de la sphère est un cercle.

Donc cette projection parallèle est une projection orthogonale, ce qui est confirmé par le fait que les deux ellipses ont leur grand axe horizontal.

L'un des sommets du triangle est sur le cercle noir (contour apparent), donc le triangle est dans le plan frontal, plan du contour apparent de la sphère.

D'où la deuxième incohérence : le plan du triangle est vertical et ne peut donc être perpendiculaire aux plans des deux cercles qui ne sont pas horizontaux.

Les deux incohérences précédentes sont liées.

Dernière incohérence : 
Le parallélogramme vert est censé représenter un rectangle ou un carré du plan parallèle au plan de l'équateur. Mais comme le parallélogramme a deux côtés parallèles au grand axe de l'ellipse, les deux autres devraient être parallèles au petit axe de cette ellipse ; il devrait être rectangle (voir IM_ 16). 

2. Rectification

La vue de côté permet de suivre la rectification par étapes successives pour obtenir un dessin cohérent en projection orthogonale sur un plan frontal.

La rectification met en évidence le lien de dépendance des deux premières incohérences : la rectification  est simultanée.

a. On choisit de dissocier le plan du triangle du plan frontal pour lever les deux premières incohérences.

- On conserve la direction des plans des deux cercles « équateur » et « parallèle », direction qui n’est pas perpendiculaire au plan frontal ; les ellipses, dessins de ces cercles, ne changent donc ni de taille ni d'orientation.

- On bascule le plan du triangle jusqu’à le rendre perpendiculaire à la direction des plans des deux cercles. Lors de ce basculement, le dessin du parallèle se déplace, entraîné par celui du triangle, alors que le dessin de l’équateur ne bouge pas. A la fin du basculement, l’ellipse - dessin du « parallèle » - est contenue à l'intérieur du cercle noir représentant le contour apparent ; l’ellipse et ce cercle sont tangents. Le grand cercle, intersection de la sphère avec le plan du triangle, apparaît en rouge.

b. Pour lever la dernière incohérence, le parallélogramme est rectifié en rectangle comme dans le dessin IM_16, projection n°1.

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