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La machine à vapeur de Watt , un moteur majeur de la révolution industrielle , souligne l'importance de l'ingénierie dans l'histoire moderne. Ce modèle est exposé dans le bâtiment principal de l'ETSIIM à Madrid, Espagne

Le concept d'ingénierie existe depuis l'Antiquité lorsque les humains ont conçu des inventions fondamentales telles que la poulie , le levier et la roue . Chacune de ces inventions est conforme à la définition moderne de l'ingénierie, exploitant les principes mécaniques de base pour développer des outils et des objets utiles .

Le terme ingénierie lui-même a une étymologie beaucoup plus récente, dérivant du mot ingénieur , qui lui-même remonte à 1325, lorsqu'un ingénieur (littéralement, celui qui fait fonctionner un moteur ) se référait à l'origine à "un constructeur de moteurs militaires". [1] Dans ce contexte, désormais obsolète, un « moteur » désignait une machine militaire, i. e. , un engin mécanique utilisé à la guerre (par exemple, une catapulte ). Le mot "moteur" lui-même est d'origine encore plus ancienne, dérivant en fin de compte du latin ingenium (vers 1250), signifiant "qualité innée, en particulier le pouvoir mental, d'où une invention intelligente". [2]

Plus tard, alors que la conception de structures civiles telles que les ponts et les bâtiments mûrissait en tant que discipline technique, le terme génie civil [3] est entré dans le lexique comme un moyen de distinguer entre ceux qui se spécialisent dans la construction de tels projets non militaires et ceux impliqués dans l'ancienne discipline du génie militaire (le sens original du mot « ingénierie », maintenant largement obsolète, avec des exceptions notables qui ont survécu jusqu'à nos jours, comme le corps du génie militaire, par exemple , le U.S. Army Corps of Engineers ).

ère antique

Les ziggourats de Mésopotamie , les pyramides et le Phare d'Alexandrie dans l' Egypte ancienne , les villes de la civilisation de la vallée de l' Indus , l' Acropole et le Parthénon dans la Grèce antique , les aqueducs , la Via Appia et le Colisée dans l' Empire romain , Teotihuacán , les villes et pyramides de la Empires maya , inca et aztèque , et la Grande Muraille de Chine, parmi beaucoup d'autres, témoignent de l'ingéniosité et de l'habileté des anciens ingénieurs civils et militaires.

Les six machines simples classiques étaient connues dans l' ancien Proche-Orient . Le coin et le plan incliné (rampe) étaient connus depuis la préhistoire . [4] La roue , ainsi que le mécanisme de roue et d'essieu , ont été inventés en Mésopotamie (Irak moderne) au cours du 5ème millénaire avant JC. [5] Le levier mécanisme apparu il y a environ 5000 ans dans le Proche - Orient , où il a été utilisé dans un simple échelle de l' équilibre , [6] et de déplacer des objets volumineux dans la technologie égyptienne ancienne .[7] Le levier a également été utilisé dans le chadouf dispositif élévatoire d'eau, la première grue machine, quiapparu en Mésopotamie vers 3000 avant JC, [6] , puis dans l' ancienne technologie égyptienne vers 2000 avant JC. [8] Les premières preuves de poulies remontent à la Mésopotamie au début du 2e millénaire avant JC, [9] et à l'Égypte ancienne pendant la douzième dynastie (1991-1802 avant JC). [10] La vis , dernière des machines simples à inventer, [11] est apparue pour la première fois en Mésopotamie à l'époque néo-assyrienne (911-609) av.[12] Les pyramides égyptiennes ont été construites en utilisant trois des six machines simples, le plan incliné, le coin et le levier, pour créer des structures comme la Grande Pyramide de Gizeh . [13]

Le premier architecte connu par son nom est Imhotep . [3] En tant que l'un des fonctionnaires du pharaon , Djosèr , il a probablement conçu et supervisé la construction de la pyramide de Djéser (une pyramide à degrés ) à Saqqarah en Égypte vers 2630 - 2611 av . [14] Il peut aussi avoir été responsable de la première utilisation connue des colonnes en architecture . [15]

Kush a développé le Sakia au 4ème siècle avant JC, qui reposait sur la puissance animale au lieu de l'énergie humaine. [16] Des réservoirs sous forme de Hafirs ont été développés à Kush pour stimuler l'irrigation. [17] Des sapeurs ont été employés pour construire des chaussées pendant les campagnes militaires. [18] Les ancêtres koushites ont construit des spéos entre 3700 et 3250 av. [19] Bloomeries et hauts fourneaux ont également été créés pendant la période méroïtique . [20] [21] [22] [23]

Les premières machines hydrauliques pratiques , la roue hydraulique et le moulin à eau , sont apparues pour la première fois dans l' empire perse , dans ce qui sont aujourd'hui l'Irak et l'Iran, au début du IVe siècle av. [24]

La Grèce antique a développé des machines à la fois dans les domaines civil et militaire. Le mécanisme d'Anticythère , un des premiers modèles connus d'un ordinateur analogique mécanique , et les inventions mécaniques d' Archimède , sont des exemples de l'ingénierie mécanique grecque. Certaines des inventions d'Archimède, ainsi que le mécanisme d'Anticythère, nécessitaient une connaissance sophistiquée des engrenages différentiels ou des engrenages épicycloïdaux , deux principes clés de la théorie des machines qui ont aidé à concevoir les trains d'engrenages de la révolution industrielle et sont encore largement utilisés aujourd'hui dans divers domaines tels que robotique et ingénierie automobile .[25]

Les armées chinoises et romaines utilisaient des machines militaires complexes, notamment la baliste et la catapulte . Au Moyen Âge, le Trébuchet s'est développé. En 132, le grand mathématicien Zhang Heng a inventé le sismoscope pour détecter les tremblements de terre, qui n'a été inventé nulle part ailleurs dans le monde que 1 100 ans plus tard. [26]

Le Xinlun de Huan Tan est le premier texte décrivant le dispositif de marteau de déclenchement actionné par l'hydraulique (c'est-à-dire une roue hydraulique), qui était utilisé pour piler et décortiquer le grain. [27]

Moyen Âge

Les premières machines éoliennes pratiques , le moulin à vent et la pompe à vent , sont apparues pour la première fois dans le monde musulman pendant l' âge d'or islamique , dans ce qui est aujourd'hui l'Iran, l'Afghanistan et le Pakistan, au 9ème siècle après JC. [28] [29] [30] [31] La première machine à vapeur pratique était une turbine à vapeur à vérin à vapeur , décrite en 1551 par Taqi al-Din Muhammad ibn Ma'ruf en Égypte ottomane . [32] [33]

Le gin de coton a été inventé en Inde au 6ème siècle après JC, [34] et le rouet a été inventé dans le monde islamique au début du 11ème siècle, [35] qui étaient tous deux fondamentaux pour la croissance de l' industrie du coton . Le rouet était également un précurseur du jenny tournant , qui était un développement clé au début de la révolution industrielle au 18ème siècle. [36] Le vilebrequin et l' arbre à cames ont été inventés par Al-Jazari dans le nord de la Mésopotamie vers 1206, [37] [38][39] et ils sont devenus plus tard au centre des machines modernes telles que le moteur à vapeur , le moteur à combustion interne et les commandes automatiques . [40]

Les premières machines programmables ont été développées dans le monde musulman. Un séquenceur musical , un instrument de musique programmable , était le premier type de machine programmable. Le premier séquenceur musical était un joueur de flûte automatisé inventé par les frères Banu Musa , décrit dans leur Book of Ingenious Devices , au 9ème siècle. [41] [42] En 1206, Al-Jazari a inventé les automates / robots programmables . Il a décrit quatre musiciens automates , dont des batteurs actionnés par une boîte à rythmes programmable, où ils pourraient être faits pour jouer différents rythmes et différents motifs de batterie. [43] L' horloge du château , une horloge astronomique mécanique à énergie hydraulique inventée par Al-Jazari, était le premier ordinateur analogique programmable . [44] [45] [46]

Al-Jazari a construit cinq machines pour pomper de l'eau pour les rois de la dynastie turque Artuqid et leurs palais . Outre plus de 50 dispositifs mécaniques ingénieux, Al-Jazari a également développé et apporté des innovations aux engrenages segmentaires, aux commandes mécaniques, aux mécanismes d' échappement , aux horloges, à la robotique et aux protocoles de conception et de fabrication.

Renaissance européenne

La première machine à vapeur a été construite en 1698 par l'ingénieur mécanicien Thomas Savery . Le développement de cet appareil a donné lieu à la révolution industrielle dans les décennies à venir, permettant les débuts de la production de masse .

Avec l'essor de l'ingénierie en tant que profession au XVIIIe siècle, le terme est devenu plus étroitement appliqué aux domaines dans lesquels les mathématiques et les sciences étaient appliquées à ces fins. De même, en plus du génie militaire et civil, les domaines alors connus sous le nom d' arts mécaniques se sont intégrés à l'ingénierie.

Les images suivantes sont des exemples d'un jeu de cartes illustrant des instruments d'ingénierie en Angleterre en 1702. Elles illustrent une gamme de spécialisations en ingénierie, qui deviendront éventuellement le génie civil , le génie mécanique , la géodésie et la géomatique , etc.

Chaque carte comprend une légende expliquant le but de l'instrument :

  • Quatre de cœur : quadrant de la mer

  • Neuf de diamants : Dyals (cadrans)

  • Six de diamants : circonférenteur

  • Huit de diamants : la boussole

  • Roi de pique : Sphères

  • Valet de cœur : Roue et chaînes d'arpentage

  • Maître de pique : Leavell

  • L'un des diamants : instruments mathématiques

  • Reine des diamants : Projections de la sphère

  • Dame de pique : quadrant astronomique

  • Trois de diamants : Jauge (jauges)

  • Deux des massues : Théodolet et demi-cercle

Ère moderne

Les inventions de Thomas Savery et de l'ingénieur écossais James Watt ont donné naissance au génie mécanique moderne . Le développement de machines spécialisées et de leurs outils de maintenance au cours de la révolution industrielle a conduit à la croissance rapide du génie mécanique à la fois dans son pays natal, la Grande - Bretagne et à l'étranger. [3]

La discipline du génie électrique a été façonnée par les expériences d' Alessandro Volta au 19ème siècle, les expériences de Michael Faraday , Georg Ohm et d'autres et l'invention du moteur électrique en 1872. Le génie électrique est devenu une profession à la fin du 19ème siècle. Les praticiens avaient créé un réseau télégraphique électrique mondial et les premières institutions d'ingénierie électrique à soutenir la nouvelle discipline ont été fondées au Royaume-Uni et aux États-Unis. Bien qu'il soit impossible d'identifier avec précision un premier ingénieur électricien, Francis Ronaldsest en avance sur le terrain, qui a créé le premier système de télégraphe électrique fonctionnel en 1816 et a documenté sa vision de la façon dont le monde pourrait être transformé par l'électricité. [47] [48]

Les travaux de James Maxwell et Heinrich Hertz à la fin du XIXe siècle ont donné naissance au domaine de l' électronique . Les inventions ultérieures du tube à vide et du transistor ont encore accéléré le développement de l'électronique à un point tel que les ingénieurs électriciens et électroniciens sont actuellement plus nombreux que leurs collègues de toute autre spécialité d'ingénierie. [3]

Le génie chimique , comme son homologue le génie mécanique, s'est développé au XIXe siècle pendant la révolution industrielle . [3] La fabrication à l'échelle industrielle exigeait de nouveaux matériaux et de nouveaux procédés et, en 1880, le besoin de production de produits chimiques à grande échelle était tel qu'une nouvelle industrie a été créée, dédiée au développement et à la fabrication à grande échelle de produits chimiques dans de nouvelles usines industrielles. [3] Le rôle de l'ingénieur chimiste était la conception de ces usines et procédés chimiques. [3]

L'ingénierie aéronautique traite de la conception d' aéronefs , tandis que l' ingénierie aérospatiale est un terme plus moderne qui élargit la portée de la discipline en incluant la conception d' engins spatiaux . [49] Ses origines remontent aux pionniers de l'aviation au tournant du 20e siècle, bien que le travail de Sir George Cayley ait récemment été daté de la dernière décennie du 18e siècle. Les premières connaissances de l'ingénierie aéronautique étaient en grande partie empiriques avec certains concepts et compétences importés d'autres branches de l'ingénierie. [50] Seulement une décennie après les vols réussis des frères Wright, les années 1920 ont vu un développement considérable de l'ingénierie aéronautique grâce au développement d' avions militaires de la Première Guerre mondiale . Pendant ce temps, la recherche pour fournir une science de base fondamentale s'est poursuivie en combinant la physique théorique avec des expériences.

Le premier doctorat en ingénierie (techniquement, sciences appliquées et ingénierie ) décerné aux États-Unis est allé à Willard Gibbs à l'Université de Yale en 1863 ; c'était aussi le deuxième doctorat décerné en sciences aux États-Unis [51]

En 1990, avec l'essor de la technologie informatique , le premier moteur de recherche a été créé par l'ingénieur informaticien Alan Emtage .

Voir également

  • Chronologie des inventions historiques
  • Histoire des femmes en génie
  • Histoire du génie chimique
  • Histoire de l'électrotechnique
  • Histoire de l'ingénierie structurelle

Les références

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Lectures complémentaires

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  • Huissier, Abbott Payson. A History of Mechanical Invention (2e éd. 1954), 450 pp. critique en ligne

Liens externes

  • Histoire de l'ingénierie à l'Université du Minnesota
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