Un bref résumé de l'histoire du département de génie mécanique et aéronautique

Résumé de l'histoire du département de génie mécanique au CMR

La matière suivante a été tirée des ébauches de certaines sections d'un livre au sujet de l'histoire du génie mécanique au cmr. La rédaction de ce livre est en cours, parrainée par la Fondation Cordite.

Le contexte en génie lors de l'ouverture du CMR en 1876

Lorsque le collège ouvrit ses portes, le génie consistait en deux domaines, soient le génie militaire et le génie civil. La distinction se basait sur les applications étudiées plutôt que la technologie elle même. Des sujets que l'on considérerait de nos jours comme étant dans le domaine du génie mécanique faisaient alors partie du génie civil.

Un très petit nombre d'universités américaines commençaient à offrir des programmes spécifiques en génie mécanique à cette époque, mais elles étaient exceptionnelles. Même la catégorie plus étendue du génie civil venait à peine d'être offerte sous son propre rubrique. Les premiers diplômes en génie au Canada furent accordés deux ans après l'arrivée des Vieux dix huit au cmr.

Lors de l'ouverture du collège, la technologie, la pratique du génie et la formation des ingénieurs subissaient des changements majeurs et évoluaient rapidement. Dans les vingt ans précédents, des canons à chargement par la culasse, des cartouches en laiton, des mitrailleuses Gatling et des navires de guerre à coque en fer se manifestaient pour la première fois. Le kérosène venait juste de remplacer l'huile de baleine comme combustible principal pour les lampes et lubrifiant standard pour l'industrie. Nicholas Otto construisit son premier moteur à quatre temps l'année de l'ouverture du collège, et le Canada lui-même n'avait que neuf ans.

Le nouveau collège militaire visait à un programme rigoureux de quatre ans. A ce moment-là il n'y avait pas de marine canadienne et le vol n'était qu'un rêve du futur. Par conséquence, le collège fut organisé selon les structures de l'armée de terre, et l'entrainement militaire réfléchissait les besoins de l'armée de cette époque. Les postes disponibles dans l'armée pour les officiers furent peu nombreux, alors on s'attendait que la plupart des diplômés du collège se joigne à l'industrie civile, et ainsi contribueraient directement à l'économie canadienne croissante. Le programme académique comprenait les mathématiques, le dessin technique et la mécanique, ainsi que d'autres sujets mécaniques qui faisaient partie des cours de chimie et de physique. Au cours de premières dizaines d'années du vingtième siècle, de plus en plus de sujets mécaniques parurent dans le plan des cours, tel que la thermodynamique et la résistance des matériaux.

La première Guerre mondiale

Pendant cette guerre, le programme du collège s'est fait rapetisser jusqu'à un minimum d'un an afin de permettre aux élèves de se joindre à la conflagration en Europe. Après l'Armistice en 1918 un programme de trois ans fut implémenté. En 1919 le Commandant, le major-général Sir A.C. MacDonnell, réintroduisit le programme original de quatre ans.

Pendant les années 1920s et 1930s, les diplômés du cmr qui avaient de bonnes notes furent acceptés à la quatrième et dernière année à plusieurs universités civiles qui leur accordaient des diplômes universitaires.

En 1928, on construit un nouveau laboratoire de génie mécanique, soit le Machinery Building, ce qui libéra de l'espace utilisé antérieurement dans l'édifice Currie pour une nouvelle salle de dessin technique.

Tous les élèves au collège suivaient le même programme général, mais un peu de spécialisation commençait à paraître pendant les années 1930s. À la fin de cette période-ci, il y avait un programme commun pour tous les élèves pendant les premières trois années, avec la possibilité de se spécialiser en génie mécanique, électrique ou civil en quatrième année.

Similaire à ce qui est arrivé lors de la première Guerre mondiale, le programme au collège fut rapetissé au début de la deuxième afin de permettre la graduation précoce. Il fut fermé complètement pour les élèves officiers en 1942.

Le génie mécanique après la deuxième Guerre mondiale

Lors de la réouverture du collège en 1948, sa structure de base fut identique à ce qui existait avant la guerre, soit une école privée gérée par le Département de la défense nationale sous l'égide d'une chartre royale. Cependant, au lieu de l'orientation exclusive vers l'armée de terre qui existait avant la guerre, le CMR visait maintenant à la formation des élèves officiers pour tous les trois services. Des candidats furent parrainés par l'armée de terre, l'armée de l'air et la marine, malgré qu'ils portent tous les mêmes uniformes, soient celles du cmr.

Un autre changement très significatif comparé au cas avant la guerre fut l'introduction des programmes universitaires semblables à ceux des universités civiles. Le cmr offrit des programmes en génie mécanique, civil, chimique et électrique. Cependant, étant une institution fédérale dans un pays dont la constitution donne l'autorité en matière d'éducation aux provinces, le cmr ne pouvait pas accorder des diplômes universitaires. Malgré cette limite légale, beaucoup des finissants du cmr ont complété à une université civile une autre année supplémentaire afin de recevoir leur diplôme d'ingénieur.

L'autorité d'accorder des diplômes universitaires

En 1959 le cmr reçut l'autorité d'accorder des diplômes universitaires en arts, en sciences et en génie de la province de l'Ontario. Les premiers diplômes en arts et en sciences furent accordés cette même année. Après des changements nécessaires dans les cours, les premiers diplômes en génie furent accordés par le collège en 1962. La première maîtrise du collège fut attribuée en 1966 - le récipiendaire étant un ingénieur mécanique. Le premier doctorat du cmr fut attribué en 1995.

L'infrastructure de département

Pendant les trente ans qui ont suivit la réouverture du collège en 1948, le laboratoire principal ainsi que les bureaux du département se trouvaient dans l'édifice en bloques de béton construite en 1928 - le soi dit Machinery Building. Cependant, comme d'autres départements au collège, il occupait aussi d'autres sites sur le campus du collège - y compris un édifice consacré exclusivement au dessin technique, un atelier de machines outil proche de la Route 2, une cellule de tests de turboréacteur en dehors des remparts du Fort Frederick et plusieurs autres. Il y avait une période quand le département occupait de l'espace dans huit édifices différents.

La construction de l'édifice Sawyer entre 1972 et 1977 amena tous les professeurs du département et la plupart des laboratoires dans un même édifice, à deux exceptions, soient le gros atelier à machines outil proche de la Route 2, et la cellule d'essaies des turboréacteurs.

Gros projets entrepris dans le passé

Pendant les années 1950s les projets furent très appliqués et orientés vers les besoins militaires spécifiques.

Par exemple, un petit vaisseau soumarin fut conçu et construit par le département au début des années 50s. Le but du sous-marin prototype fut d'inspecter les coques et les hélices des navires sans avoir à sortir le bateau de l'eau. Le sous-marin fut propulsé par un moteur de torpille à air comprimé modifié. Celui-ci était un moteur en étoile, adapté aux exigences du projet par les membres du département. À la conclusion des tests, la coque du sous-marin fut détruite et coulée au fond de la baie Navy proche du collège. Quelques sections de la coque furent sorties par des plongeurs sous-marins pendant l'été 2000 et ensuite retourné à l'eau de la baie.

Entre 1954-56 le bateau M.V. CORDITE fut conçu et construit par le personnel du département de génie mécanique. Il était le premier vaisseau construit entièrement en aluminium soudé au Canada. Le métal fut un don de la compagnie ALCAN et la nouvelle technologie de soudage MIG fut utilisée pour sa construction. De plus que sa construction innovatrice, CORDITE fut muni aussi d'un système de refroidissement par eau à circuit fermé. Des renforcements creux soudés à la partie inférieure de la coque furent utilisé comme conduits d'eau pour un échangeur thermique. Le fond de la coque servait ainsi comme surface d'échange de chaleur pour dissiper la chaleur provenant des deux moteurs diesels vers l'eau du lac. Des tuyères de type Kort fut aussi ajouté au deux hélices du bateau. Ces tuyères augmentaient la poussée et réduisait en même temps la consommation d'essence. Le CORDITE sert toujours aux expériences de laboratoires pour les élèves de premier cycle du département.

Une petite coque de bateau d'utilité fut construite au début des années 60s. Donné le nom Shrapnel, il fut utilisé pour démontrer l'emploie . Plus tard, on l'a modifié pour installer un système de propulsion par jet d'eau de la sorte que l'on voit de nos jours dans les sea-doos. Le système de propulsion fut entraîné par un moteur V-8 à injection d'essence provenant d'une auto sport des années 50 soit la Corvette de Chevrolet.

Projets de recherches plus récents

Les professeurs du département ont entrepris beaucoup de projets de recherche depuis 50 ans. Aujourd'hui, ceux-ci consiste normalement en projets fondamentaux d'ampleur plus petite, comparé aux gros projets de construction des années 50s. Les projets peuvent être parrainés par le Conseil national des sciences naturelles et du génie, mais souvent les fonds de recherche proviennent des sources militaires. Compris dans ceux-ci sont le Conseil de la recherche sur la défense (Defence Research Board), son successeur, l'office du Chef de la recherche et du développement des Forces canadiennes (Chief of Research & Development - CRAD) et, plus récemment, l'Agence de recherche et développement de la défense (Defence Research & Development Agency -DRDA). Les projets ont étudié une vaste gamme de sujets, toujours reliés aux expertises et aux intérêts des professeurs qui se trouvent au sein du département à un moment donné. Comme exemples, on peut citer des transmissions infiniment variable à engrenages non-circulaires, les échanges de chaleur dans le pergélisol, la mécanique des fluides non stationnaire dans les compresseurs axiaux, la combustion des carburants de remplacement, les performances des turbines à gaz et des moteurs à piston, la fatigue dans les structures des aéronefs, la robotique, le génie biomédical, la stabilité et contrôle des avions, et la tribologie.

Génie et gestion

Un programme en génie et gestion fut lancé en 1966. Pour des besoins administratifs, ce programme, ainsi que les deux professeurs à temps plein y associés, faisaient partie du département de génie mécanique.

Beaucoup d'officiers en génie ont trouvé par expérience qu'ils quittaient rapidement des postes purement technique afin de prendre des responsabilités de gestion. De l'expertise technique et une bonne compréhension des capacités, fonctionnement et limitations de l'appareillage technique étaient toujours nécessaires. Cependant, la gestion des biens techniques et du personnel qui les utilisaient et les entretenaient est devenue fréquemment le défi principal. Le programme de génie et gestion fut crée pour répondre à ce besoin.

Le programme exigeait le même tronc commun de tous les autres programmes d'ingénierie pendant les deux premières années. Pendant les troisième et quatrième années, les élèves ont suivit à peu près la moitié des cours suivit par les élèves en génie mécanique. Le restant de leur programme consistait en des course focalisé sur les aspects quantitatifs de la gestion, y compris la statistique, la recherche opérationnelle, les méthodes de production, le réglage de la qualité, la gestion des inventaires et ainsi de suite. Les premiers diplômés en génie et gestion ont été accordé en 1968.

Le nouveau programme croissait de façon significative au cours des années 80s. En 1982 les professeurs ont quitté le département de génie mécanique pour partir le département autonome de génie et gestion. Le programme a réussit très bien jusqu'à 1995. A ce moment-là, le département fut fermé par ordre du Quartier général de la défense, qui a ordonné que le collège réduise le nombre de programmes en génie comme mesure budgétaire. Beaucoup des professeurs de génie et gestion se sont transférés à la Division des Arts, où ils sont devenus le cœur du nouveau département d'Administration des affaires. Les derniers élèves de génie et gestion ont reçu un diplôme au printemps 1996.

Le bilinguisme en génie mécanique

A peu près 1975, la décision fut prise d'offrir tous les programmes de génie au cmr en les deux langues officielles. Ceci a effectivement doublé le nombre de cours à été donnés par les professeurs du département et a nécessiter une augmentation majeur au nombre de professeurs dans la Division de génie au cmr. Le collège a commencé à combler des nouveaux postes en 1976 les cours en français débutèrent. A partir de 1979, les élèves pouvaient suivre le programme complet de génie mécanique en la langue de leur choix. Certains des cours facultatifs de faible inscription se donnaient en une langue seulement, mais il était toujours possible de choisir des cours afin d'étudier complètement en la langue de choix. Cette politique continue aujourd'hui.

Le génie aéronautique

Depuis la réouverture du collège en 1948, le département s'est efforcé de répondre aux intérêts des élèves en reflétant l'expertise des professeurs et en garantissant les besoins des Forces canadiennes. Le sous-marin et l'hydroptère cité ci-haut ainsi que le CORDITE, toujours utilisé de nos jours démontrent le vif intérêt du département dans la technologie maritime. Des études récentes de la dynamique des véhicules terrestres et de l'armure personnelle ont une importance incontestable à notre armé de terre. Il y a toujours eu une forte emphase sur la technologie aérienne de la part des élèves et des professeurs du département. Dans une année typique, plus que la moitié des diplômés en génie mécanique sont membres des classifications d'officier aériennes, telle que pilote, navigateur ou ingénieur aéronautique. Ceci découle de la présence d'une succession d'officiers de l'aviation au sein du département en tant que professeurs à temps plein. Ces individus, ainsi que d'autres provenant des parties différentes des Forces canadiennes, ont apporté leurs connaissances et leurs expériences dans les technologies militaires actuelles non seulement aux élèves, mais aussi aux professeurs civils.

L'Aviation royale canadienne et, plus tard, l'élément aérien des Forces canadiennes a toujours fourni un appui important au département, et sa large gamme d'appareillage aéronautique a été une caractéristique notable depuis cinquante ans. Une grande soufflerie, construite dès l'inauguration de l'édifice Sawyer en 1974, un turbopropulseur fonctionnel, et une petite fusée à combustible liquide sont quelques exemples de l'héritage qui font encore partie de l'inventaire du département. Grâce à l'Aviation, la cellule d'essai de turboréacteur citée ci-haut (construite au milieu 1950s et utilisée pendant quarante ans) était au début munie d'un turboréacteur J-47 opérationnel. Plus tard, celui-ci fut remplacé par un Orenda 10, le réacteur qui a propulsé le chasseur F-86 Sabre Mk5, de fabrication canadienne. Cette installation fut unique parmi les universités canadiennes et elle a enrichie l`expérience du premier cycle ainsi que la recherche avancée en faisant un lien immédiat à la pratique réel dans le domaine.

Il n'est pas surprenant que cette héritage continue, alors une majeure partie des recherches parrainées du département s'occupe toujours des sujets aéronautiques. L'aérodynamique interne et externe, les combustibles et la combustion, les systèmes d'asservissement, et les matériaux avancés faisaient partie de beaucoup de ces études.

L'intérêt envers les applications aérospatiales chez les élèves et les professeurs du département a mené ultimement à une initiative au sein du département visée à la création d'un nouveau programme en génie aéronautique. Cette proposition fut appuyé fortement, non seulement par la gestion sénior du collège mais aussi au Quartier-général des Forces. En 2005, une entente formelle fut finalisée pour procéder avec la planification des programmes de premier, deuxième et troisième cycles. Une structure fiscale fut aussi établie afin de fournir des fonds pour la recherche aérospatiale.

L'accréditation des programmes de premier cycle et des études supérieures fut accordée par les autorités nationales respectives et la première classe de dix-sept ingénieurs aéronautiques ont reçu leurs diplômes B.Eng. du collège en mai 2009.