Python Turtle Graphics : une façon ludique d'apprendre les bases

Les turtle graphics font partie des approches les plus ludiques pour apprendre Python. Il s'agit d'un simple script Python qui vous permet de créer des graphiques et des animations artistiques en "ordonnant" à une tortue de se déplacer sur l'écran. Conçues à l'origine pour initier les plus jeunes à la programmation, les turtle graphics ont gagné en popularité comme moyen pour les débutants d'expérimenter concrètement des notions de code.

Avec turtle, vous pouvez créer aussi bien des formes simples que des motifs géométriques sophistiqués tout en apprenant les fondamentaux de Python comme les boucles, les fonctions et les conditions. Que vous débutiez en programmation ou que vous souhaitiez utiliser vos compétences pour créer, les turtle graphics sont là pour vous accompagner. 

Dans cet article, nous allons présenter les bases des turtle graphics et vous guider pas à pas pour réaliser quelques projets amusants. Nous poserons les fondations pour explorer des designs plus complexes, du carré simple aux spirales plus élaborées. En complément de vos expérimentations avec turtle, notre cours Introduction to Python est une excellente ressource pour continuer à développer vos compétences. 

Qu'est-ce que les turtle graphics en Python ?

Turtle Graphics est un module Python qui permet de dessiner et d'animer en contrôlant une "tortue" virtuelle à l'écran. Il offre une manière intuitive et ludique d'interagir avec le code : vous donnez des ordres à la tortue comme "avance", "tourne à gauche" ou "dessine un cercle" et vous voyez le résultat en temps réel. Le module turtle est inclus dans toutes les versions actuelles de Python 3 (jusqu'à Python 3.14).

La "tortue" dans Turtle Graphics est un curseur ou un stylo qui se déplace à l'écran selon vos commandes. En avançant, elle peut laisser une trace et créer des lignes, des formes ou des dessins plus élaborés en réponse à vos instructions. L'idée est que ce retour visuel facilite l'apprentissage de principes de programmation simples mais essentiels. En particulier, vous pouvez aborder les boucles (pour répéter des formes), les fonctions (pour créer du code réutilisable) et les conditions (pour décider de la prochaine action de la tortue). Par exemple, pour dessiner une étoile, on peut utiliser une boucle pour répéter quatre fois les mouvements d'avance et de rotation de la tortue. Notez que, puisque turtle graphics fait partie de la bibliothèque standard de Python, aucune installation supplémentaire n'est requise.

import turtle

star = turtle.Turtle()

star.right(75)
star.forward(100)

for i in range(4):
    star.right(144)
    star.forward(100)

turtle.done()

Dessiner une étoile avec turtle graphics. Image de l'auteur

Usages typiques des turtle graphics

Dessiner des formes et des motifs avec turtle graphics est très divertissant et présente de nombreux usages concrets, notamment en pédagogie. Voici quelques applications courantes :

Enseigner les notions de programmation d’intro

Turtle graphics est un outil prisé pour enseigner les bases de la programmation, en tutoriel comme en classe. Grâce à son approche simple et visuelle, les débutants trouvent l'apprentissage du code moins intimidant. Nous verrons ci-dessous des exemples plus détaillés.

Créer des dessins et des animations

Avec turtle graphics, vous pouvez réaliser des motifs complexes et des animations, ou simplement des formes comme des carrés et des cercles. Commencez par des designs basiques puis progressez vers des créations plus complexes. Vous pouvez aussi personnaliser le déplacement, la direction, l'épaisseur du trait et la couleur de la tortue.

Concevoir des jeux ou des projets interactifs

Turtle graphics peut servir à créer de petits projets interactifs ou des jeux. En combinant les commandes turtle avec des entrées utilisateur (clics de souris ou touches du clavier), vous pouvez concevoir des jeux simples, comme un résolveur de labyrinthe ou un Pong basique.

Visualiser des algorithmes

De manière peut-être inattendue, turtle graphics est très utile pour visualiser des algorithmes. Vous pouvez l'utiliser pour illustrer des algorithmes de tri, des fractales ou des motifs récursifs.

Commandes Python courantes pour turtle graphics 

Familiarisons-nous avec quelques commandes de base des turtle graphics pour vous aider à réaliser vos premiers dessins. Nous commencerons par les opérations les plus simples pour contrôler les déplacements de la tortue et ses actions de dessin.

1. import turtle  

Avant de dessiner, vous devez importer le module turtle graphics avec cette commande. Elle vous donne accès à toutes les fonctions de turtle.

import turtle

2. turtle.forward()

Cette commande fait avancer la tortue d'un nombre d'unités spécifié, ici 100. La tortue trace une ligne pendant son déplacement.

turtle.forward(100)

3. turtle.right()

La tortue pivote de 90 degrés vers la droite sur place (elle change d'orientation sans avancer). Utilisez-la pour préparer le prochain mouvement en avant.

turtle.right(90)

4. turtle.circle()

Cette commande dessine un cercle de rayon 50 unités. Modifiez le rayon pour obtenir des cercles plus grands ou plus petits.

turtle.circle(50)

5. turtle.penup()

Cela lève le stylo, ce qui permet à la tortue de se déplacer sans rien dessiner. Pratique pour repositionner la tortue sans laisser de trace.

turtle.penup()

6. turtle.pendown()

Cela abaisse le stylo, ce qui permet à la tortue de recommencer à dessiner après un appel à penup().

turtle.pendown()

Exemples de projets Python avec turtle graphics

Passons à des exemples concrets en turtle Python que vous pouvez essayer vous-même. Copiez-collez simplement le code fourni pour démarrer, puis adaptez-le à votre style.

Formes simples

Nous vous conseillons de commencer par des formes simples comme les carrés et les triangles. Elles consistent à faire avancer la tortue et à la faire tourner selon des angles précis.

import turtle

t = turtle.Turtle()

for _ in range(4):
    t.forward(100)
    t.right(90)

turtle.done()

Dessiner un carré avec turtle graphics. Image de l'auteur

Motifs géométriques 

On peut créer des motifs géométriques en répétant des formes simples à l'aide de boucles. En combinant boucles et fonctions, vous pouvez générer des dessins comme des spirales ou des étoiles. Ces motifs montrent comment la répétition et la symétrie produisent de la complexité à partir de la simplicité.

import turtle

t = turtle.Turtle()

for _ in range(36):
    for _ in range(5):
        t.forward(100)
        t.right(144)
    t.right(10)

turtle.done()

Dessiner une étoile en spirale avec turtle graphics. Image de l'auteur

La clé est d'expérimenter le nombre de boucles et les angles pour observer l'évolution des motifs. En ajustant les paramètres, vous pouvez créer une infinité de variantes.

Fractales et concept de récursivité  

Les fractales sont des motifs récursifs qui se répètent à différentes échelles. Ce sont des formes auto-similaires : elles ont le même aspect à toute échelle et peuvent avoir un périmètre infini dans une aire finie. Les fractales sont idéales pour appréhender la récursivité. Une fractale célèbre en turtle graphics est le triangle de Sierpiński, une série de petits triangles qui forment un grand triangle.

import turtle

def sierpinski(t, order, size):
    if order == 0:
        for _ in range(3):
            t.forward(size)
            t.left(120)
    else:
        sierpinski(t, order-1, size/2)
        t.forward(size/2)
        sierpinski(t, order-1, size/2)
        t.backward(size/2)
        t.left(60)
        t.forward(size/2)
        t.right(60)
        sierpinski(t, order-1, size/2)
        t.left(60)
        t.backward(size/2)
        t.right(60)

t = turtle.Turtle()
sierpinski(t, 3, 200)
turtle.done()

Dessiner un triangle de Sierpiński avec turtle graphics. Image de l'auteur

Dessins interactifs

Vous pouvez aussi contrôler les mouvements de la tortue au clavier ou à la souris, pour une expérience encore plus dynamique. Par exemple, créez un Etch-A-Sketch numérique où vous dirigez la tortue avec les flèches pour dessiner à l'écran. Vous pouvez également enrichir le code ci-dessous en ajoutant des options pour changer les couleurs ou effacer l'écran.

import turtle

t = turtle.Turtle()

def move_up():
    t.setheading(90)
    t.forward(10)

def move_down():
    t.setheading(270)
    t.forward(10)

def move_left():
    t.setheading(180)
    t.forward(10)

def move_right():
    t.setheading(0)
    t.forward(10)

screen = turtle.Screen()
screen.listen()
screen.onkey(move_up, "Up")
screen.onkey(move_down, "Down")
screen.onkey(move_left, "Left")
screen.onkey(move_right, "Right")
screen.mainloop()

Créations artistiques

Turtle graphics ne se limite pas aux formes et aux motifs. En combinant boucles, récursivité et conditions, vous pouvez créer des designs uniques et esthétiques. Avec un peu de pratique, des créations comme des mandalas ou des formes abstraites sont à votre portée. Dans cet exemple, la tortue dessine un mandala coloré en faisant varier en continu sa direction et sa couleur.

import turtle

t = turtle.Turtle()
t.speed(0)

colors = ['red', 'purple', 'blue', 'green', 'orange', 'yellow']

for x in range(360):
    t.pencolor(colors[x % 6])
    t.width(x // 100 + 1)
    t.forward(x)
    t.left(59)

turtle.done()

Dessiner un mandala avec turtle graphics. Image de l'auteur

Conseils pour bien démarrer avec turtle graphics

Voici quelques conseils pour tirer le meilleur parti des turtle graphics en Python :

• Commencez par des formes simples : dessinez des formes de base comme les carrés et les cercles. Vous comprendrez ainsi le fonctionnement des déplacements de la tortue et poserez des bases solides pour des designs plus complexes.

• Testez les couleurs et l'épaisseur du trait : turtle graphics permet de modifier l'épaisseur du stylo, la vitesse et la couleur. Utilisez turtle.pensize(), turtle.speed() et turtle.color() pour rendre vos dessins plus attrayants.

• Exploitez les boucles et les fonctions : les boucles servent à créer efficacement des motifs répétitifs. Plutôt que d'écrire à la main le même code plusieurs fois, utilisez des boucles et des fonctions pour automatiser les actions répétitives et concevoir des dessins complexes avec moins de lignes de code.

• Explorez la documentation : le module turtle propose de nombreuses commandes au-delà des déplacements de base. Plongez dans la documentation pour découvrir les formes, les tampons (stamps) et des techniques de dessin plus avancées. Vous serez surpris de tout ce que vous pouvez créer !

Conclusion

Au-delà des formes que nous avons créées dans cet article — carrés, étoiles, spirales et triangle de Sierpiński —, turtle graphics vous permet d'en explorer bien d'autres, comme les pentagones ou des motifs floraux complexes. Plus vous gagnerez en assurance, plus turtle graphics vous permettra d'aborder des projets ambitieux. Continuez d'expérimenter et de tester de nouvelles idées. Et n'oubliez pas de passer à l'étape suivante avec notre cours introductory Python pour continuer à améliorer vos compétences !