{"id":78,"date":"2015-06-18T14:22:43","date_gmt":"2015-06-18T13:22:43","guid":{"rendered":"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/istiaprojetsei2\/?p=78"},"modified":"2015-06-25T18:47:41","modified_gmt":"2015-06-25T17:47:41","slug":"projet-de-creation-dune-pascaline","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/polytech_2A\/2015\/06\/18\/projet-de-creation-dune-pascaline\/","title":{"rendered":"Projet de cr\u00e9ation d&#8217;une Pascaline"},"content":{"rendered":"<p><span style=\"line-height: 1.5\">Nous sommes un groupe de quatre \u00e9tudiants, en 2\u00e8me ann\u00e9e du cycle pr\u00e9paratoire, \u00e0 l&#8217;ISTIA\u00a0(Institut des Sciences et Techniques de l&#8217;Ing\u00e9nieur d&#8217;Angers) ayant pris part, dans le cadre de nos \u00e9tudes \u00e0 un projet tutor\u00e9. Ce dernier a pour but de mettre en<\/span><span style=\"line-height: 1.5\">\u00a0 pratique nos comp\u00e9tences et de d\u00e9velopper nos capacit\u00e9s \u00e0 travailler en \u00e9quipe<\/span><span style=\"line-height: 1.5\">.<\/span><span style=\"line-height: 1.5\"> Dans le panel de sujets propos\u00e9s, un en particulier a retenu notre attention\u00a0: la Pascaline. Cet article a pour objectif d&#8217;exposer et de partager\u00a0<\/span><span style=\"line-height: 1.5\"> les diff\u00e9rentes \u00e9tapes par lesquelles nous sommes pass\u00e9s pendant la r\u00e9alisation de notre projet.<\/span> Blaise Pascal (1623-1662), c\u00e9l\u00e8bre philosophe, scientifique et th\u00e9ologien du 17<sup>\u00e8me<\/sup> si\u00e8cle, a, en son temps, r\u00e9volutionn\u00e9 les m\u00e9thodes de calcul, via l\u2019invention de plusieurs machines \u00e0 calculer, appel\u00e9es\u00a0: \u00ab\u00a0Pascalines\u00a0\u00bb. En effet, \u00e0 cette \u00e9poque,\u00a0 le calcul\u00a0 se pratique \u00e0 l&#8217;\u00e9crit ou bien gr\u00e2ce \u00e0 la disposition de multiples jetons, d\u2019o\u00f9 d\u00e9rivent les divers bouliers.Les machines \u00e0 calculer de Blaise Pascal vont alors introduire une nouvelle m\u00e9thode de calcul, automatique et \u00e9liminant les possibles erreurs de comptage : le calcul m\u00e9canique. Les Pascalines, capables d&#8217;effectuer des additions et des soustractions, garantissaient ainsi des calculs simplifi\u00e9s et sans risque d\u2019erreur, ce qui repr\u00e9sentait une innovation sans pr\u00e9c\u00e9dent pour le si\u00e8cle des lumi\u00e8res. N\u00e9anmoins ces derni\u00e8res n\u2019ont pas rencontr\u00e9 un franc succ\u00e8s et il faudra attendre le 20<sup>\u00e8me<\/sup> si\u00e8cle avant que ces appareils ne soient diffus\u00e9s et utilis\u00e9s par la plupart des caissiers. Notre projet avait donc pour but d&#8217;\u00e9tudier le m\u00e9canisme des Pascalines puis , \u00e0 terme, de r\u00e9aliser notre propre mod\u00e8le du genre. La premi\u00e8re \u00e9tape fut donc la compr\u00e9hension du syst\u00e8me permettant aux Pascalines d&#8217;effectuer des calculs. Tout d&#8217;abord, une Pascaline est en r\u00e9alit\u00e9 compos\u00e9e de plusieurs \u00ab\u00a0blocs\u00a0\u00bb. (source:\u00a0<em>https:\/\/upload.wikimedia.org\/wikipedia\/commons\/3\/3d\/Pascaline_-_top_view_and_mechanism.jpg<\/em>).<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/upload.wikimedia.org\/wikipedia\/commons\/3\/3d\/Pascaline_-_top_view_and_mechanism.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter\" id=\"il_fi\" alt=\"\" src=\"http:\/\/upload.wikimedia.org\/wikipedia\/commons\/3\/3d\/Pascaline_-_top_view_and_mechanism.jpg\" width=\"605\" height=\"507\" \/><\/a> Chacun de ces \u00ab\u00a0blocs\u00a0\u00bb \u00a0poss\u00e8de un arbre reliant une roue d\u2019entr\u00e9e, permettant la s\u00e9lection d\u2019un chiffre, \u00e0 un rouleau affichant des chiffres de 0 \u00e0 9, ainsi que d\u2019un syst\u00e8me de transmission de retenue. On peut les sch\u00e9matiser ainsi: <a href=\"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/istiaprojetsei2\/files\/2015\/06\/sf1.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-102\" alt=\"Sch\u00e9ma d'un bloc d'une Pascaline\" src=\"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/istiaprojetsei2\/files\/2015\/06\/sf1.jpg\" width=\"521\" height=\"349\" srcset=\"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/polytech_2A\/files\/2015\/06\/sf1.jpg 521w, https:\/\/blog.univ-angers.fr\/polytech_2A\/files\/2015\/06\/sf1-300x200.jpg 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 521px) 100vw, 521px\" \/><\/a> <span style=\"line-height: 1.5\">\u00a0<\/span><\/p>\n<p><span style=\"line-height: 1.5\">Ces derniers \u00e9taient ensuite dispos\u00e9s c\u00f4te \u00e0 c\u00f4te afin de pouvoir afficher un nombre. On peut alors imaginer la Pascaline effectuer\u00a0 des op\u00e9rations avec des nombres infiniment grands, pour peu qu&#8217;elle poss\u00e8de un nombre de ces blocs suffisant<\/span>. Gr\u00e2ce \u00e0 un syst\u00e8me d&#8217;engrenages, l&#8217;utilisateur pouvait tourner les diff\u00e9rentes roues d&#8217;entr\u00e9e, afin d&#8217;afficher sur le rouleau le nombre de son choix. Les chiffres de 0 \u00e0 9 grav\u00e9s sur les roues d&#8217;entr\u00e9e autorisaient la saisie d\u2019un nombre de fa\u00e7on rapide simple. La rotation du rouleau ne s\u2019effectuait que dans le sens horaire, ainsi on pouvait faire d\u00e9filer les chiffres de 0 vers 9 mais pas l&#8217;inverse. Ceci est primordial dans la r\u00e9alisation d\u2019op\u00e9rations math\u00e9matiques via cette machine. Mais tout le g\u00e9nie de Blaise Pascal repose dans le syst\u00e8me de transmission de la retenue. En effet, chaque bloc pouvait transmettre une retenue au bloc en amont. Ainsi lorsqu&#8217;un rouleau effectuait un tour complet, il provoquait la rotation d\u2019un cran du rouleau en amont, traduisant ainsi le passage d\u2019une retenue. Voici une vid\u00e9o (en anglais) permettant de mieux comprendre ce syst\u00e8me.<\/p>\n<p><iframe loading=\"lazy\" title=\"How the Pascaline Works\" width=\"584\" height=\"329\" src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/3h71HAJWnVU?feature=oembed\" frameborder=\"0\" allow=\"accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share\" referrerpolicy=\"strict-origin-when-cross-origin\" allowfullscreen><\/iframe><\/p>\n<p>Effectuer des additions \u00e9tait plut\u00f4t simple. Il suffisait \u00e0 l&#8217;utilisateur d&#8217;entrer le premier nombre, puis d&#8217;entrer tous les nombres qu&#8217;il souhaitait lui additionner, un par un. Les retenues, alors transmises en cascade, permettaient \u00e0 la machine d&#8217;afficher le r\u00e9sultat de l&#8217;addition de tous les nombres pr\u00e9c\u00e9demment entr\u00e9s dans la Pascaline. Ceci dit, il \u00e9tait n\u00e9cessaire de \u00ab remettre la Pascaline \u00e0 z\u00e9ro\u00bb avant d\u2019effectuer une nouvelle op\u00e9ration, afin de ne pas tronquer le r\u00e9sultat avec le nombre \u00ab\u00a0mis en m\u00e9moire\u00a0\u00bb dans l&#8217;appareil. Pour parvenir \u00e0 cela, il suffisait de tourner chaque rouleau, en partant de celui le plus en aval puis en se d\u00e9calant d&#8217;un \u00e9tage \u00e0 la fois, afin qu&#8217;il affiche 9. En tournant le rouleau le plus en aval d&#8217;un cran le chiffre 9999 se transforme alors en 0000 et la machine \u00e9tait \u00ab\u00a0remise \u00e0 z\u00e9ro\u00a0\u00bb. La r\u00e9alisation de soustraction \u00e9tait l\u00e9g\u00e8rement plus complexe. Avant de se concentrer sur la d\u00e9monstration math\u00e9matique, il est important de pr\u00e9ciser que les rouleaux pr\u00e9sentaient en r\u00e9alit\u00e9 deux s\u00e9ries de chiffres\u00a0: une s\u00e9rie allant de 0 \u00e0 9 et une autre correspondant \u00e0 leur compl\u00e9ment \u00e0 9 (compl\u00e9ment choisi en fonction de la base de la Pascaline ici en base 10)\u00a0 soit des chiffres allant de 9 \u00e0 0. Le compl\u00e9ment \u00e0 9 d&#8217;un nombre N s&#8217;\u00e9crit ainsi:<a href=\"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/istiaprojetsei2\/files\/2015\/06\/Complement-\u00e0-9.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"size-full wp-image-103 aligncenter\" alt=\"Complement \u00e0 9\" src=\"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/istiaprojetsei2\/files\/2015\/06\/Complement-\u00e0-9.png\" width=\"120\" height=\"22\" \/><\/a>Les instructions de Pascal \u00e9taient alors les suivantes\u00a0: pour faire une soustraction il suffisait de rentrer le compl\u00e9ment \u00e0 9 du nombre auquel on souhaite soustraire quelque chose,\u00a0 puis le\u00a0 nombre que l\u2019on souhaite soustraire \u00e0 ce dernier. Le r\u00e9sultat de l\u2019op\u00e9ration correspondait alors au nombre affich\u00e9 dans la s\u00e9rie des compl\u00e9ments \u00e0\u00a0 9 de la machine. Ceci revient donc \u00e0 effectuer cette op\u00e9ration:<a href=\"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/istiaprojetsei2\/files\/2015\/06\/Complement-\u00e0-9-propri\u00e9t\u00e9-1.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"size-full wp-image-106 aligncenter\" alt=\"Complement \u00e0 9 propri\u00e9t\u00e9 1\" src=\"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/istiaprojetsei2\/files\/2015\/06\/Complement-\u00e0-9-propri\u00e9t\u00e9-1.png\" width=\"181\" height=\"60\" \/><\/a>Puis \u00e0 regarder le compl\u00e9ment \u00e0 9 du r\u00e9sultat de cette op\u00e9ration. Or on sait que:<a href=\"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/istiaprojetsei2\/files\/2015\/06\/complement-a-9-propri\u00e9\u00e9t-2.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"size-full wp-image-107 aligncenter\" alt=\"compl\u00e9ment \u00e0 9 propri\u00e9t\u00e9 2\" src=\"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/istiaprojetsei2\/files\/2015\/06\/complement-a-9-propri\u00e9\u00e9t-2.png\" width=\"145\" height=\"75\" \/><\/a>La Pascaline nous indique donc le nombre suivant, r\u00e9sultat correct de l&#8217;op\u00e9ration effectu\u00e9e.<a href=\"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/istiaprojetsei2\/files\/2015\/06\/compl\u00e9ment-\u00e0-9-propri\u00e9t\u00e9-3.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"size-full wp-image-108 aligncenter\" alt=\"compl\u00e9ment \u00e0 9 propri\u00e9t\u00e9 3\" src=\"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/istiaprojetsei2\/files\/2015\/06\/compl\u00e9ment-\u00e0-9-propri\u00e9t\u00e9-3.png\" width=\"138\" height=\"29\" \/><\/a>Apr\u00e8s nous \u00eatre mis d&#8217;accord sur un design particulier, nous avons mod\u00e9lis\u00e9 notre Pascaline sur ordinateur, via l&#8217;utilisation d&#8217;un logiciel tel que &#8220;Solidworks&#8221;. Voici le r\u00e9sultat : <a href=\"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/istiaprojetsei2\/files\/2015\/06\/11639329_10204728971763448_475085985_o-1.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"size-full wp-image-100 aligncenter\" alt=\"Pascaline mod\u00e9lis\u00e9e\" src=\"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/istiaprojetsei2\/files\/2015\/06\/11639329_10204728971763448_475085985_o-1.jpg\" width=\"1007\" height=\"666\" srcset=\"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/polytech_2A\/files\/2015\/06\/11639329_10204728971763448_475085985_o-1.jpg 1007w, https:\/\/blog.univ-angers.fr\/polytech_2A\/files\/2015\/06\/11639329_10204728971763448_475085985_o-1-300x198.jpg 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 1007px) 100vw, 1007px\" \/><\/a> Apr\u00e8s 3 s\u00e9ances de dix-sept heures, et gr\u00e2ce \u00e0 une imprimante 3D tr\u00e8s pr\u00e9cise, nous avons pu obtenir les multiples pi\u00e8ces pr\u00e9c\u00e9demment con\u00e7ues. Il nous a fallu ensuite, enlever l&#8217;exc\u00e8s de mati\u00e8re d\u00e9pos\u00e9e par l&#8217;imprimante 3D puis contr\u00f4ler la conformit\u00e9 des composants ainsi acquis.<\/p>\n<p>S\u00e9ance d&#8217;impression:<\/p>\n<p><iframe loading=\"lazy\" title=\"Impression 3D pascaline\" width=\"584\" height=\"329\" src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/-U-u1rvoqFo?feature=oembed\" frameborder=\"0\" allow=\"accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share\" referrerpolicy=\"strict-origin-when-cross-origin\" allowfullscreen><\/iframe><\/p>\n<div id=\"attachment_138\" style=\"width: 310px\" class=\"wp-caption alignnone\"><a href=\"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/istiaprojetsei2\/files\/2015\/06\/IMG_0587.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" aria-describedby=\"caption-attachment-138\" class=\"size-medium wp-image-138\" alt=\"Pi\u00e8ce apr\u00e8s impression 3D\" src=\"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/istiaprojetsei2\/files\/2015\/06\/IMG_0587-300x225.jpg\" width=\"300\" height=\"225\" srcset=\"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/polytech_2A\/files\/2015\/06\/IMG_0587-300x225.jpg 300w, https:\/\/blog.univ-angers.fr\/polytech_2A\/files\/2015\/06\/IMG_0587-1024x768.jpg 1024w\" sizes=\"auto, (max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/a><p id=\"caption-attachment-138\" class=\"wp-caption-text\">Pi\u00e8ce apr\u00e8s impression 3D<\/p><\/div>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<div id=\"attachment_137\" style=\"width: 310px\" class=\"wp-caption alignnone\"><a href=\"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/istiaprojetsei2\/files\/2015\/06\/IMG_0586.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" aria-describedby=\"caption-attachment-137\" class=\"size-medium wp-image-137\" alt=\"Premier bloc nettoy\u00e9 et assembl\u00e9\" src=\"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/istiaprojetsei2\/files\/2015\/06\/IMG_0586-300x225.jpg\" width=\"300\" height=\"225\" srcset=\"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/polytech_2A\/files\/2015\/06\/IMG_0586-300x225.jpg 300w, https:\/\/blog.univ-angers.fr\/polytech_2A\/files\/2015\/06\/IMG_0586-1024x768.jpg 1024w\" sizes=\"auto, (max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/a><p id=\"caption-attachment-137\" class=\"wp-caption-text\">Premier bloc nettoy\u00e9 et assembl\u00e9<\/p><\/div>\n<p>Et pour cl\u00f4turer notre projet, nous avons assembl\u00e9 les pi\u00e8ces imprim\u00e9es ainsi que la boite. Pour un rendu comme vous pouvez le voir ci-dessous.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<div id=\"attachment_142\" style=\"width: 310px\" class=\"wp-caption alignnone\"><a href=\"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/istiaprojetsei2\/files\/2015\/06\/IMG_0611.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" aria-describedby=\"caption-attachment-142\" class=\"size-medium wp-image-142\" alt=\"Notre Pascaline Termin\u00e9e\" src=\"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/istiaprojetsei2\/files\/2015\/06\/IMG_0611-300x225.jpg\" width=\"300\" height=\"225\" srcset=\"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/polytech_2A\/files\/2015\/06\/IMG_0611-300x225.jpg 300w, https:\/\/blog.univ-angers.fr\/polytech_2A\/files\/2015\/06\/IMG_0611-1024x768.jpg 1024w\" sizes=\"auto, (max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/a><p id=\"caption-attachment-142\" class=\"wp-caption-text\">Notre Pascaline Termin\u00e9e<\/p><\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Nous sommes un groupe de quatre \u00e9tudiants, en 2\u00e8me ann\u00e9e du cycle pr\u00e9paratoire, \u00e0 l&#8217;ISTIA\u00a0(Institut des Sciences et Techniques de l&#8217;Ing\u00e9nieur d&#8217;Angers) ayant pris part, dans le cadre de nos \u00e9tudes \u00e0 un projet tutor\u00e9. 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