Géométrie Plane : Vecteurs et Coordonnées · 3e Trimestre

Calcul de distance entre deux points

Les élèves appliquent la formule de la distance entre deux points dans un repère orthonormé, en lien avec le théorème de Pythagore.

À propos de ce thème

Une image numérique n'est pas figée : c'est une matrice de nombres que l'on peut modifier par le calcul. Ce sujet explore les algorithmes de traitement d'image, du simple réglage de luminosité aux filtres complexes de détection de contours. Les élèves apprennent à manipuler les pixels par programmation, comprenant ainsi que chaque effet visuel (noir et blanc, négatif, flou) correspond à une opération mathématique appliquée à chaque composante RVB.

Cette partie du programme SNT développe les compétences en algorithmique et en programmation Python. Elle permet de visualiser immédiatement l'effet d'une boucle ou d'une condition sur un objet concret. L'aspect créatif du traitement d'image motive les élèves à comprendre la logique sous-jacente, transformant les mathématiques en un outil de création artistique et technique.

Idées d'apprentissage actif

Cercle de recherche: Créateurs de filtres

En groupes, les élèves doivent écrire un script Python pour transformer une image couleur en niveaux de gris en calculant la moyenne des composantes RVB de chaque pixel.

⏱ 55 min·Petits groupes

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Penser-Partager-Présenter: Algorithme de détection

Les élèves réfléchissent à la logique nécessaire pour qu'un ordinateur 'voie' un contour. Ils comparent leurs idées avant de découvrir l'algorithme basé sur la différence de contraste entre pixels voisins.

⏱ 30 min·Binômes

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Rotation par ateliers: Retouche vs Programmation

Un atelier sur un logiciel de retouche classique et un atelier de programmation pour réaliser la même tâche (ex: augmenter la luminosité). Les élèves comparent les deux approches.

⏱ 45 min·Petits groupes

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Attention à ces idées reçues

Idée reçue courante

Appliquer un filtre est une opération magique instantanée.

Ce qu'il faut enseigner à la place

C'est un calcul répété des millions de fois (une fois par pixel). Faire calculer manuellement la valeur d'un pixel après un filtre de luminosité aide à comprendre cette répétition algorithmique.

Idée reçue courante

Pour passer en noir et blanc, on supprime juste les couleurs.

Ce qu'il faut enseigner à la place

On remplace chaque composante R, V et B par une valeur unique (souvent la moyenne des trois). L'expérimentation montre que différentes formules de moyenne donnent des rendus de gris différents.

Questions fréquentes

Comment un algorithme éclaircit-il une photo ?

Il ajoute simplement une valeur constante à chaque composante RVB de chaque pixel, tout en s'assurant de ne pas dépasser la valeur maximale autorisée (généralement 255).

Qu'est-ce qu'un filtre de convolution ?

C'est une technique avancée où la nouvelle valeur d'un pixel est calculée en fonction des valeurs de ses voisins. C'est ce qui permet de créer des effets de flou ou de renforcer la netteté.

Pourquoi la programmation active est-elle efficace pour ce sujet ?

Le traitement d'image offre un retour visuel immédiat. Si l'élève fait une erreur dans sa boucle Python, l'image résultante sera étrange ou incomplète. Cette boucle de rétroaction rapide favorise l'auto-correction et la compréhension profonde des structures itératives.

Peut-on restaurer une image de mauvaise qualité par algorithme ?

On peut améliorer le contraste ou réduire le bruit, mais un algorithme ne peut pas inventer des détails qui n'ont pas été capturés. Cependant, l'IA moderne commence à simuler cette reconstruction.

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