COURS DE DESSIN SCIENTIFIQUE, 3ÈME ANNÉE DES HUMANITÉS SCIENTIFIQUES

Edition 2025 / Enseignement primaire, secondaire et technique en RDC

PRÉLIMINAIRES

I. Présentation du cours 📜

Ce cours de dessin scientifique de troisième année constitue le programme de spécialisation et de perfectionnement, axé sur les techniques avancées de la géométrie descriptive et ses applications professionnelles. Le programme est conçu pour amener les élèves à une maîtrise experte de la représentation d’objets complexes et de la résolution de problèmes spatiaux. Il vise à fournir une préparation solide et rigoureuse aux exigences des études supérieures en ingénierie, architecture et design industriel.

II. Objectifs généraux 🎯

L’objectif fondamental est de permettre à l’élève de maîtriser les méthodes graphiques pour l’analyse et la représentation de n’importe quelle forme géométrique dans l’espace. Au terme de ce cours, il devra être capable de réaliser des dessins techniques complexes en respectant les normes professionnelles, de résoudre des problèmes d’intersection de solides, de déterminer les vraies grandeurs de sections obliques, et d’appliquer ces compétences aux domaines du dessin mécanique et architectural.

III. Compétences visées 🧠

Ce programme vise à forger des compétences de dessinateur-projeteur. L’élève apprendra à analyser un cahier des charges pour produire des plans détaillés, à utiliser des méthodes de rabattement complexes pour la conception de pièces, à interpréter et à créer des dessins d’ensemble et de détail, et à maîtriser la cotation fonctionnelle et les tolérances. Ces compétences sont directement transférables aux bureaux d’études techniques.

IV. Méthode d’évaluation 📝

L’évaluation sera principalement basée sur la réalisation de projets de dessin technique de longue haleine, simulant des cas réels. Des planches complexes de géométrie descriptive, des dessins d’assemblage mécanique et des plans architecturaux simplifiés seront évalués sur la base de la précision, du respect des normes, de la clarté de la communication et de la propreté de l’exécution. L’examen final consistera en un projet de synthèse complet.

V. Matériel requis 📐

La pratique du dessin à ce niveau exige un matériel de qualité professionnelle. L’utilisation d’une table à dessin, d’un té ou d’une règle parallèle est indispensable. Le recours à des tire-lignes de différentes épaisseurs, à des pistolets (trace-courbes) et à des gabarits est nécessaire pour atteindre le niveau de finition requis. L’entretien impeccable de ce matériel est un prérequis absolu.

PREMIÈRE PARTIE : TECHNIQUES AVANCÉES DE REPRÉSENTATION

Cette partie approfondit les techniques graphiques utilisées pour représenter avec précision les objets techniques complexes. Elle explore les méthodes de tracé avancé, l’utilisation de nouveaux instruments et la mise en forme professionnelle des plans et dessins. ✨

CHAPITRE 1 : TRACÉS À GRANDE ÉCHELLE

Ce chapitre se concentre sur la gestion des dessins de grand format.

1.1 Utilisation de la table à dessin et règle parallèle

La manipulation experte de la table à dessin et du té (ou de la règle parallèle) est enseignée pour garantir le parallélisme et la perpendicularité des traits sur de grandes surfaces.

1.2 Techniques de grand format

Les stratégies pour gérer les dessins sur des formats A2, A1 ou A0 sont étudiées, incluant la planification de la mise en page et la manipulation du papier.

1.3 Gestion des marges et repères

La mise en place de marges, de repères de centrage et de pliage conformes aux normes est systématisée pour assurer une présentation professionnelle et un archivage correct des plans.

1.4 Contrôle dimensionnel

Les techniques de vérification de la précision sur de grandes longueurs sont abordées, en utilisant des diagonales de contrôle pour minimiser les erreurs cumulatives.

CHAPITRE 2 : DÉTAILS ET COUPES

Ce chapitre approfondit la représentation des parties internes et des détails d’un objet.

2.1 Conventions de coupes partielles et totales

Les différents types de coupes (coupe simple, demi-coupe, coupe brisée) sont maîtrisés. Le choix du plan de coupe le plus pertinent pour révéler les détails internes est une compétence clé.

2.2 Dessins de détails au 1:1

La technique de la vue de détail à échelle agrandie est étudiée pour représenter clairement les petites caractéristiques d’une pièce.

2.3 Hachures et symboles normalisés

L’utilisation correcte des hachures normalisées pour représenter les différents matériaux (acier, aluminium, béton) est consolidée.

2.4 Annotation et cotation fine

La cotation de détails complexes, incluant les filetages, les chanfreins et les congés, est pratiquée en respectant les normes de lisibilité et de clarté.

CHAPITRE 3 : MISE EN PERSPECTIVE

Ce chapitre perfectionne la représentation en trois dimensions sur une surface plane.

3.1 Perspectives cavalières et isométriques

Les règles de construction de ces perspectives sont revues et appliquées à des objets de plus en plus complexes.

3.2 Perspectives coniques à un et deux points de fuite

La méthode de construction rigoureuse de la perspective conique est enseignée, permettant de créer des représentations visuellement réalistes d’objets ou de scènes architecturales.

3.3 Ombres et éclairage

Les techniques de construction géométrique des ombres propres (sur l’objet) et des ombres portées (sur l’environnement) sont introduites pour donner du volume et du réalisme au dessin.

3.4 Rendus spécifiques aux matériaux

Des techniques de hachurage et de texturage sont explorées pour simuler l’apparence de différents matériaux (bois, métal, verre) dans un dessin en perspective.

CHAPITRE 4 : TECHNIQUES D’ENCRAGE

Ce chapitre vise la maîtrise de la finition des dessins à l’encre.

4.1 Sélection des plumes et encres

Le choix des plumes tubulaires (Rotring) de différentes épaisseurs en fonction du type de trait à réaliser est expliqué.

4.2 Méthodes d’application uniforme

Les techniques pour obtenir des traits à l’encre d’une épaisseur constante, sans bavure ni interruption, sont exercées.

4.3 Gommage des traits auxiliaires

La procédure correcte pour effacer les traits de construction au crayon après l’encrage, sans endommager le papier ni l’encre, est détaillée.

4.4 Protection et archivage des dessins

Les méthodes pour manipuler, protéger (avec des fixatifs) et archiver correctement les dessins finaux à l’encre sont présentées.

DEUXIÈME PARTIE : GÉOMÉTRIE DESCRIPTIVE APPROFONDIE

Cette partie approfondit la géométrie descriptive pour la représentation d’objets tridimensionnels, incluant les méthodes de projection multiples et les techniques de visualisation spatiale complexe. 🧊

CHAPITRE 5 : PROJECTION SUR PLANS MULTIPLES

Ce chapitre étend le système de Monge à trois plans de projection.

5.1 Plan frontal, horizontal et profil

L’ajout d’un plan de profil, perpendiculaire aux deux autres, est étudié pour obtenir une troisième vue et décrire complètement un objet.

5.2 Projections auxiliaires

La technique de la projection auxiliaire, qui consiste à utiliser un plan de projection oblique, est introduite pour obtenir la vraie grandeur d’une face non parallèle aux plans de référence.

5.3 Conversion entre projections

Les méthodes de construction d’une projection manquante à partir de deux projections données sont développées.

5.4 Tracé des intersections

Le tracé de l’intersection d’un solide avec un plan est résolu en utilisant les projections multiples pour déterminer les points d’intersection des arêtes.

CHAPITRE 6 : RABATTEMENTS COMPLEXES

Ce chapitre approfondit la méthode du rabattement pour des configurations complexes.

6.1 Rabats successifs autour d’axes multiples

La technique des rabattements successifs est introduite pour résoudre des problèmes spatiaux complexes qui ne peuvent être résolus en une seule étape.

6.2 Application aux pièces courbes

Le rabattement est appliqué pour déterminer la vraie grandeur de sections elliptiques obtenues en coupant des cylindres ou des cônes par des plans obliques.

6.3 Vraie grandeur dans les rabatements

La maîtrise de la construction de la vraie grandeur de n’importe quelle figure plane est l’objectif central de ce chapitre.

6.4 Exercices de complexité croissante

Des problèmes de synthèse mobilisant la méthode du rabattement sont proposés, augmentant progressivement en difficulté.

CHAPITRE 7 : ANALYSE DES INTERSECTIONS

Ce chapitre est consacré à la détermination de la ligne d’intersection entre deux volumes.

7.1 Intersection de surfaces cylindriques

La méthode des plans auxiliaires sécants est utilisée pour déterminer point par point la courbe d’intersection de deux cylindres.

7.2 Intersection de surfaces coniques

La méthode des sphères auxiliaires est introduite pour déterminer l’intersection de deux cônes ou d’un cône et d’un cylindre.

7.3 Intersection de solides complexes

Les techniques sont généralisées à l’intersection de polyèdres et de surfaces de révolution, un problème courant en chaudronnerie et en conception mécanique.

7.4 Représentation graphique

La représentation correcte de la courbe d’intersection sur l’épure, en traitant la visibilité des différentes parties, est une compétence clé.

CHAPITRE 8 : DÉVELOPPEMENT DES SOLIDES

Ce chapitre étudie la construction du patron de surfaces complexes.

8.1 Solides de révolution étudiés

Le développement de surfaces de cylindres et de cônes tronqués obliquement est étudié.

8.2 Développements et patrons

La méthode de la triangulation est introduite pour le développement approché de surfaces non développables, comme la sphère.

8.3 Détermination des surfaces latérales

Le calcul de l’aire latérale à partir du patron développé est une application directe.

8.4 Applications industrielles

Le développement de surfaces est essentiel dans des domaines comme la construction navale, l’aéronautique ou la fabrication de conduits de ventilation, des secteurs industriels importants pour l’économie du pays.

TROISIÈME PARTIE : PROBLÈMES MÉTRIQUES AVANCÉS

Cette partie traite des problèmes métriques et des calculs avancés pour déterminer distances, angles et sections, avec des méthodes graphiques et numériques. 🧩

CHAPITRE 9 : DÉTERMINATION DES VRAIES GRANDEURS

Ce chapitre synthétise toutes les méthodes permettant de trouver les dimensions réelles d’un objet.

9.1 Méthode d’aplatissement

Le concept d’aplatissement (rabattement, rotation) est présenté comme la stratégie unifiée pour résoudre tous les problèmes de vraie grandeur.

9.2 Sections et coupes transversales

La détermination de la vraie grandeur d’une section quelconque d’un solide est un problème de synthèse qui est maîtrisé.

9.3 Vraie grandeur des courbes

Une introduction à la rectification de courbes gauches est proposée.

9.4 Applications en architecture

La détermination de la vraie grandeur des pans de toiture ou des surfaces vitrées inclinées est une application directe en architecture, pertinente pour la conception de bâtiments modernes à Kinshasa.

CHAPITRE 10 : PARALLÉLISME ET PERPENDICULARITÉ

Ce chapitre approfondit les problèmes de construction impliquant des relations angulaires.

10.1 Construction de droites et plans parallèles

Les constructions graphiques pour tracer un plan passant par un point et parallèle à un autre plan, ou une droite parallèle à un plan, sont maîtrisées.

10.2 Construction de droites et plans perpendiculaires

La construction de la perpendiculaire commune à deux droites gauches est un exemple de problème avancé étudié.

10.3 Vérification graphique

Les méthodes pour vérifier graphiquement l’orthogonalité ou le parallélisme sont consolidées.

10.4 Cas de contraintes multiples

Des problèmes complexes sont résolus, comme trouver un plan passant par un point, parallèle à une droite et perpendiculaire à un plan.

CHAPITRE 11 : PROBLÈMES D’APPARTENANCE

Ce chapitre explore des problèmes de positionnement relatif.

11.1 Point à distance donnée d’un objet

La construction du lieu des points situés à une distance donnée d’une droite ou d’un plan est étudiée.

11.2 Droite contenant un point et parallèle à une droite

Les problèmes de construction sous contraintes multiples sont systématisés.

11.3 Plan contenant une droite et parallèle à un plan

Ces constructions sont fondamentales en conception assistée par ordinateur (CAO) et en dessin technique.

11.4 Applications au design mécanique

Ces compétences sont appliquées à la conception de mécanismes, par exemple pour positionner correctement l’axe de rotation d’une pièce par rapport à une autre.

CHAPITRE 12 : CALCULS D’ÉCHELLE ET MISE À L’ÉCHELLE

Ce chapitre se concentre sur la gestion rigoureuse des échelles dans les dessins techniques.

12.1 Calcul des rapports d’échelle

Le choix de l’échelle est discuté en fonction de la taille de l’objet et du format du papier pour garantir la lisibilité.

12.2 Adaptation des plans

Les techniques pour redessiner un plan à une échelle différente sont enseignées.

12.3 Échelle graphique et numérique

La construction et l’utilisation d’une échelle graphique directement sur le plan sont présentées.

12.4 Contrôle de précision

L’impact de l’échelle sur la précision du dessin et des mesures effectuées sur le plan est analysé.

QUATRIÈME PARTIE : REPRÉSENTATIONS TECHNIQUES SPÉCIALISÉES

Cette partie applique les techniques de dessin scientifique à des domaines spécialisés tels que l’architecture, la mécanique et l’électronique, renforçant la polyvalence des compétences. 🏗️

CHAPITRE 13 : DESSIN MÉCANIQUE

Ce chapitre est consacré aux conventions et aux pratiques du dessin industriel.

13.1 Pièces de machine et assemblages

La réalisation de dessins de définition et de dessins d’ensemble pour des systèmes mécaniques simples (ex: un étau, un réducteur) est pratiquée.

13.2 Cotation fonctionnelle

La cotation fonctionnelle, qui vise à définir les dimensions critiques pour le bon fonctionnement d’une pièce, est introduite.

13.3 Tolérances et ajustements

Les notions de tolérances dimensionnelles et géométriques, ainsi que les systèmes d’ajustement (jeu, serrage), sont présentées. C’est le langage de la précision en mécanique.

13.4 Plans d’ensemble et de détail

La distinction et l’articulation entre le plan d’ensemble, sa nomenclature et les plans de détail de chaque pièce sont maîtrisées, des compétences essentielles pour les industries manufacturières et minières de la RDC.

CHAPITRE 14 : DESSIN ARCHITECTURAL

Ce chapitre applique les compétences de dessin à la représentation de bâtiments.

14.1 Plans de niveau et coupes

La réalisation de plans de différents niveaux (fondations, étages) et de coupes verticales d’un petit bâtiment est exercée, en respectant les conventions de représentation (murs, portes, fenêtres).

14.2 Façades et élévations

Le dessin des façades (élévations extérieures) est pratiqué, en se concentrant sur la représentation des matériaux et des détails architecturaux.

14.3 Perspectives d’implantation

Des perspectives sont utilisées pour montrer l’insertion d’un projet de construction dans son site, par exemple pour un projet de développement urbain à Kisangani.

14.4 Mise en plan des aménagements

Le dessin des aménagements intérieurs (mobilier) et extérieurs (espaces verts, voirie) est abordé.

ANNEXES

Annexe I : Conventions normalisées et symboles 📖

Cette annexe regroupe un aide-mémoire complet des conventions de dessin mécanique (tolérancement, états de surface) et architectural (symboles des matériaux, des équipements).

Annexe II : Tableaux d’échelles et formats 📋

Des tableaux de référence rappellent les dimensions des formats de papier et les échelles normalisées recommandées pour chaque domaine d’application.

Annexe III : Fiches techniques des instruments de dessin 🖋️

Des fiches décrivent l’utilisation et l’entretien des instruments de dessin avancés, comme les différents types de tire-lignes ou les gabarits spécifiques.