Dans EduPython la "tortue" est un crayon programmable, capable de dessiner n'importe quelles figures décrite par une suite d'instructions (tracer un trait, tournet à droite, tracer un cercle, etc.).

Voici des exemples de dessins réalisés par la tortue d'EduPython :

Exemple 1

Exemple 2

Exemple 3

Ce module de dessin d'EduPython est appelé "la tortue" car en dessinant le crayon avance tout doucement, comme une tortue.

APPLICATION 1 : Un premier programme simple

Pour commencer testez dans EduPython le programme suivant. Quelle figure obtenez-vous ?

from turtle import *

begin_fill()

forward(200)
left(90)
forward(200)
left(90)
forward(200)
left(90)
forward(200)
left(90)

end_fill()
done()

Modifiez une ou plusieurs valeurs 200 puis constatez le rôle de l'instruction forward.

Modifiez une ou plusieurs valeurs 90 puis constatez le rôle de l'instruction left.

Remplacez une ou plusieurs instructions left par right puis constatez le rôle de l'instruction right.

Notez dans le cahier le rôle des instructions forward, left et right.

En vous inspirant du programme précédent, proposez un programme qui dessine un triangle équilatéral comme celui-ci :

Enregistrez votre programme sous le nom triangle.py dans le répertoire python de votre lecteur réseau.

Remarque à noter : l'instruction done() à la fin du programme permet de rendre la fenêtre à Windows en lui indiquant qu'on a fini de dessiner. Sans l'instruction done() la fenêtre serait une fenêtre "morte" pour Windows, c'est-à-dire ingérable. Pour le vérifier testez le programme précédent en supprimant l'instruction done() sur la dernière ligne.

Toutes les instructions propre à la tortue et permettant de dessiner des figure seront noté dans un nouvau tableau sur une nouvelle page dans le cahier.

Préparez dans votre cahier, sur une nouvelle page, un tableau comme le suivant permettant d'y inscrire petit à petit toutes les nouvelles instructions permettant de piloter la tortue qui seront découvertes dans les différents programmes donnés en exemple :

Remarque : pour exécuter le programme pas à pas afin de bien comprendre le rôle de chaque ligne de code il faut appuyer une fois sur la touche F7 pour lancer le mode pas à pas, puis appuyer plusieurs fois sur la touche F8 pour exécuter le programme ligne à ligne. En observant le tracé de la tortue pendant le mode pas à pas on comprend vite le rôle de chaque instruction dans le programme.

On peut aussi utiliser la tortue en mode intéractif en tapant directement les instructions dans la console de Python et en observant directement le résultat dans la fenêtre de la tortue (ne pas oublier de taper done() à la fin pour pouvoir fermer proprement la fenêtre de la tortue). Pour écrire plusieurs instruction sur la même ligne dans la console il faut les séparer par un point-virgule. Exemple :

>>> forward(100);circle(50);done()

Remarque : pour utiliser la tortue en mode intéractif sans que la fenêtre ne "plante", il vaut mieux utiliser IPython plutôt que la console d'EduPython.

APPLICATION 2 : Un autre programme utilisant la tortue

Testez dans EduPython le programme suivant :

from turtle import *

color("red","yellow")
begin_fill()
for i in range(36):
      forward(200)
      left(170)
end_fill()
done()

La ligne for i in range(36): permet de répéter 36 fois les mêmes instructions. Les lignes qui sont concernés par la boucle for sont décalées à droite (par une tabulation).

Modifiez les valeurs 36, 200 et 170 pour bien comprendre le rôle de chaque instruction puis constatez le résultat en observant la figure obtenue.

Modifiez les couleurs de la figure puis notez dans le cahier le rôle et la syntaxe de l'instruction color.

Proposez un programme qui dessine une étoile à 5 branches comme celle-ci, les couleurs étant totalement libres :

Une étoile à 5 branches

Enregistrez votre programme sous le nom etoile.py dans le répertoire python de votre lecteur réseau.

Modifiez votre programme pour tracer une étoile à 6 branches ou à 12 branches :

Une étoile à 6 branches

Une étoile à 12 branches

APPLICATION 3 : Polygone paramétré

Enregistrez le programme de base suivant sous le nom polygone.py dans votre lecteur réseau :

from turtle import *
from lycee import *

chaine=input("Entrez le nombre de côtés du polygone à dessiner (de 3 à 12)")
if chaine.isdecimal():
          
          n=int(chaine)
          begin_fill()
          
           # ajouter lici le code qui dessine le polygone à n côtés
         
          end_fill()
          done()
else:
          print("Il faut saisir un nombre entier entre 3 et 12")

 

Ce programme demande à l'utilisateur le nombre de côtés à dessiner puis l'enregistre dans la variable n grâce à la fonction input() de Python.

Remarque : la fonction isdecimal permet de savoir si la chaine saisie (ici la variable chaine) est un nombre contenant seulement des chiffres ou pas.

Proposez une solution pour que le polygone dessiné ait toujours n côtés, quelque soit le nombre n saisie par l'utilisateur entre 3 et 12.

Grâce à l'instruction write de Python permettant d'écrire du texte dans la fenêtre de la tortue, rajoutez un message donnant le nom exact du polygone tracé en fonction du nombre de côtés. Voici pour rappel le nom exect des polygones régulier possédant entre 3 à 12 côtés :

APPLICATION 4 : Étoile paramétrée

Proposez un programme qui demande à l'utilisateur le nombre de branches à dessiner dans une étoile, puis qui trace cette étoile à n branches, pour n allant de 3 à 12.

Quelle est la limite de la valeur n à saisir au delà de 12 ? Précisez-les à l'utilisateur et interdisez toutes autres saisies.

Une fois fonctionnel, enregistrez votre programme sous le nom etoile_parametree.py dans votre lecteur réseau.

Voici quelques exemples d'étoiles à n branches, avec n compris entre 3 et 12. De telles figures géométriques s'appellent des polygones réguliers étoilés :

étoile à 3 branches : un trigramme

étoile à 4 branches : un tétragramme

étoile à 5 branches : un pentagramme

étoile à 6 branches : un hexagramme

étoile à 7 branches : un heptagramme

étoile à 8 branches : un octogramme

étoile à 9 branches : un nonagramme

étoile à 10 branches : un décagramme

étoile à 11 branches : un hendécagramme

étoile à 12 branches : un dodécagramme

Voici d'autres exemples de polygones réguliers étoilés :

Et voici les angles exacts de l'étoile à 5 branches :

Remarques concernant les angles particuliers de l'étoiles à 5 branche sachant que l'angle plein vaut 360° :

360°/5 = 72°

360°/(2*5) = 36°

(2*360°)/5 = 144°

144° - 36° = 108°

Il vous appartient de trouver quels sont les angles particuliers des étoiles à n branches pour n compris entre 3 et 12.

Grâce à l'instruction write de Python permettant d'écrire du texte dans la fenêtre de la tortue, rajoutez un message donnant le nom exact du polygone étoilés tracé en fonction du nombre de sommets. Voici le nom exect des polygones étoilés régulier possédant entre 3 et 12 sommets :

Voici pour information un polygone étoilé régulier à 24 sommets :

On remarque de les 24 angles des sommets sont tous identiques, et sont aigus (inféreiur à 90°).

Et voici un exemple de programme qui trace une étoile. La fonction etoileT attend 3 paramètres : une longueur, un angle, et le nombre de sommets du polygone étoilé :

Programme à tester, puis éventuellement à faire évoluer

Et voici cette fonction etoile en texte :

def etoile(longueur,angle,npointes):
      pendown()
      a=180-angle
      for i in range(npointes):
            forward(longueur)
            write(i+1,font=("Arial",30,"normal"))
            left(a)
            forward(longueur)
            right(a-360/npointes)

Pour l'utiliser il faut l'appeler en lui indiquant 3 paramètres :

• la longueur des segments. Exemple : 100
• l'angle de chaque pointe en degré. Exemple : 30
• le nombre de branches. Exemple : 9

En appelant etoile(100,30,9) Python tracera une étoile à 9 branches :

Et en appelant plusieurs fois la fonction etoile() dans une boucle il est possible de dessiner une série d'étoiles, de la plus petite à la plus grande :

Exemple de réalisation graphique en Python :

Plusieurs étoiles, de différents couleurs, tracées par la tortue de Python

APPLICATION 5 : Découverte des différents instructions liées à la tortue

Pour expérimenter d'autres exemples de programmes utilisant la tortue, ouvrez puis lancez dans EduPython les différents programmes commençant par tortue_xxx.py ou par dessin_xxx.py qui sont disponibles en cliquant sur le lien suivant :

Les exemples de programmes à tester

Notez dans votre cahier les nouvelles instructions rencontrées dans les différents programmes après avoir constaté expérimentalement leur rôle. Vous devriez avoir noté au minimum les instructions suivantes permettant de piloter ou de configurer la tortue :

Remarque : la tortue ne dessine pas pendant qu'elle tourne sur elle même (left ou right)

Exemple d'utilisation de l'instruction circle :

Avec un seul paramètre l'instruction circle trace un cercle complet de rayon donné :

circle(100) : trace un cercle entier de rayon 100 pixels

circle(50) : trace un cercle entier de rayon 50 pixels

Avec 2 paramètres l'instruction circle trace un arc de cercle de rayon et d'angle donnés :

circle(100,60) : trace un arc de cercle de rayon 100 pixels et d'angle 60 degrés

circle(40,90) : trace un arc de cercle de rayon 40 pixels et d'angle 90 degrés (un quart de cercle)

circle(40,-90) : trace un arc de cercle de rayon 40 pixels et d'angle -90 degrés

Remarque : l'instruction done() à la fin d'un programme permet de rendre la fenêtre de la tortue à Windows afin de pouvoir la fermer proprement (tout comme mainloop() ).

Pour obtenir toutes les instructions avancées de la tortue, tapez import turtle dans la console de Python puis ensuite turtle. : Python vous liste alors toutes les instructions relatives à la tortue, avec une aide affichée dans la fenêtre contextuelle.

Testez le programme simple suivant dans lequel on trace un demi-cercle :

from turtle import *
circle(100,180)
done()

Résultat : de dessin est en "fil de fer" :

Puis testez le programme suivant dans lequel l'instruction circle est encadrée par begin_fill() et end_fill() :

from turtle import *
begin_fill()
circle(100,180)
end_fill()
done()

Résultat : le dessin est en "figure pleine" :

Voici pour rappel le nom des couleurs principales en anglais à utiliser avec les instructions color, pencolor ou bgcolor :

Exemple d'utilisation de l'instruction color :

color("red") configure le trait et l'intérieur de la figure en rouge :

 

color("red","yellow") configure le trait en rouge et l'intérieur de la figure en jaune :

APPLICATION 6 : Dessin du coeur

Proposez un programme qui dessine un coeur composé de 2 arcs de cercle et de 2 segments parfaitement joins :

APPLICATION 7 : Dessin du carreau, du trèfle et du pique

Ajoutez à votre création le dessin d'un carreau, d'un trèfle et d'un pique en plus du coeur, les 4 figures devant être correctement espacées et alignées :

Voici le dessin d'un coeur :

♡     ♥

Voici un exemple réalisé en Python :

Et voici un autre exemple réalisé en Python :

En voici ce même exemple mais avec l'intérieur des figures pleines :

Chacune des 4 figures (coeur, carreau, trèfle et pique) est entourée par begin_fill() et end_fill()

Une instruction color avant chacun des 4 begin_fill() configure la couleur de la figure :

color("red") pour le coeur et le carreau

color("black") pour le trèfle et le pique

Enregistrez votre programme sous le nom pique.py dans le répertoire python de votre lecteur réseau.

APPLICATION 5 : Pour aller plus loin

Vous retrouvez les instructions de base de la tortue dans le document suivant :

Les instructions de base de la tortue

Proposez un programme pour réaliser chacune des 5 figures demandées à la fin du document précédent.

APPLICATION 6 : Une figure complexe au choix

Pour aller plus loin avec l'utilisation de la tortue dans Edupython lisez le chapitre 4 (page 33) du document ressource Python en testant chaque exemple dans EduPyton :

Document ressource Python

Proposez ensuite un programme utilisant les différentes instructions de dessins pilotant la tortue et réalisant une figure originale mais reconnaissable de votre choix (figure géométrique, polygone, figure répétitive, étoile, rosace, etc.).

Vous enregistrerez chacune de vos figures complexes sous un nom explicite (rosace.py, fleur.py, carre.py, etc.) dans le répertoire python de votre lecteur réseau.

Voici une rosace simple, tracé grâce à Python en reproduisant les mêmes figures (cercle et arcs de cercle) qu'une rosace dessinée au compas sur une feuille de papier :

Et voici l'algorithme qui a permis d'obtenir cette rosace simple. Un algorithme donne les instructions à réaliser, avec des phrases simples en français. Pour obtenir la rosace il vous appartient de convertir cet algorithme en programme Python en remplaçant les indications données par des instructions Python équivalentes et permettant de piloter la tortue.

Dans ces algorithmes la variable R est le rayon de la rosace. Utilisez par exemple R=200

Voici un autre algorithme donnant le même résultat au final :

Pour obtenir une rosace dont chaque surface fermée est colorée, vous pouvez suivre cet algorithme :

Voici un exemple de rosace colorée avec une même couleur pour les 6 branches :

Et voici une rosace colorée utilisant 14 couleurs aléatoires :

Et voici une rosace à 12 branches utilisant des couleurs aléatoires :

Une rosace à 24 branches :

Une rosace à 36 branches :

Une rosace à 24 branches mais avec des branches de différentes tailles :

Une rosace à 36 branches mais avec des branches de différentes tailles :

Voici quelques exemples de figures géométriques complexes et répétitives :

Voici quelques exemples de rosaces :

APPLICATION 6 : mise en ligne de vos créations

Toutes les réalisations graphiques créées en Python dans cette activité doivent être maintenant exposées sur votre site Internet.

Le visiteur doit avoir accès aux images illustrant les figures tracées par Python mais aussi au code source prouvant que vous avez trouver une solution.

Notez dans votre cahier à la section "Python" l'astuce suivante expliquant comment créer une image à partir d'une figure de la tortue :

Avec Dreamweaver créez une nouvelle page python.html dans votre répertoire python puis exposez-y chacune de vos réalisations :

• le triangle
• l'étoile à 5 branches et éventuellement les autres étoiles
• la figure avec le coeur, le carreau, le trèfle et le pique
• ainsi que votre rosace et toutes vos figures complexes

Toutes vos réalisations sont exposées sur une unique page python.html mais pour chaque programme on attend :

• un titre
• une image illustrant le résultat du programme (copie d'écran de la fenêtre de la tortue)
• un lien permettant de télécharger le programme source

Exemple de présentation :

Mes pentagones imbriqués :

Télécharger mon programme des pentagones

Astuces :

• pour prendre en photo seulement la fenêtre de la tortue et non l'écran en entrée il faut appuyer sur Alt-Imprime écran (et non Imprime écran seul)
• pour réaliser un lien de téléchargement il faut utiliser la cible de Dreamweaver et viser le fichier xxxx.py correspondant au programme en Python

Vous rajouterez ensuite un nouveau lien "Mes programmes en Python" sur la page d'accueil principale de votre site et permettant d'ouvrir votre page python.html.

Télécharger et tester de nombreux autres programmes utilisant la tortue

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