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Continuités scientifiques et industrielles

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Club Histoire et prospective

Autour des Centraliens

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22/11/2014

Thermodynamique : des concepteurs de machines à vapeurs
aux réacteurs nucléaires


Le 3 Juillet 1880, le journal New York Times évoque l'expertise des Centraliens de Lille anciens élèves à l'Institut Industriel du Nord dans l'audit de sécurité des machines à vapeurs. (Voir Apave et Fichier:The New York Times 98620298.pdf)

L'Ecole a été un haut lieu français pour la conception de machines à vapeur, avec applications pour l'industrie manufacturière et au transports ferroviaires (locomotives). Notons Gaston du Bousquet et son cours de machines à l'IDN, et les anciens élèves travaillant à la Compagnie des chemins de fer du Nord (société ancêtre de la SNCF). Dès 1864, il est officiellement noté dans un rapport ministériel que "un des points essentiels de la formation de ces ingénieurs civils de Lille porte sur la connaissance des machines à vapeur (...) et locomotives".

De nombreux anciens élèves ont ensuite investi la filière nucléaire et se trouvent aujourd'hui à EDF ou Areva. Ils sont les héritiers de ces ingénieurs lorsque qu'est dimensionnée ou exploitée une chaudière nucléaire.

Henri Godfroid (1905), directeur du laboratoire automobile Citroen

Henri Godfroid sort de l'Ecole diplômé en 1905 et commence sa carrière dans la métallurgie. En 1914, il est jeune ingénieur en chef à la compagnie des forges de Montherne ; il est détaché en 1916 au quai de Javel à Paris comme ingénieur en traitement thermique à l'usine de fabrication d'obus dirigée par le polytechnicien André Citroen. Léon Guillet, directeur des laboratoires des usines Dion-Bouton est mandaté par le ministre de l'Armement pour aider André Citroen, et fait nommer Henri Godfroid chef du laboratoire Citroen qu'il créé. Henri Godfroid devient ensuite directeur du laboratoire automobile Citroen après la guerre et une figure majeure de la direction des établissements Citroen. A sa suite, de nombreux Centraliens de Lille ont contribué à l'expansion de l'automobile aux établissements Citroen, puis dans PSA Peugeot Citroen.

Henri Padé, le mathématicien des fractions continues

Henri Padé est un mathématicien qui a soutenu son doctorat à Lille sous la direction de Charles Hermite. D'abord enseignant au lycée Faidherbe de Lille, puis chargé de conférences à l'université de Lille, il succède au mathématicien Émile Borel en 1897 comme maître de conférences de l'Université de Lille et devient professeur de mécanique rationnelle à l'Institut industriel du Nord (École centrale de Lille) jusqu'en 1902. Il est connu pour sa théorie des fractions continues : les approximants de Padé, sujet de sa thèse de doctorat.

A l'Ecole, Henri Padé est l'auteur d'un cours de mécanique rationnelle préparé dans l'année scolaire 1894-95 et enseigné pendant 8 années consécutives aux élèves-ingénieurs.

Développement durable : procédés et catalyses à Lille depuis Frédéric Kuhlmann et Louis Pasteur

Dès 1854, les premiers élèves de l'Ecole ont pu côtoyer les figures tutélaires que sont les scientifiques Frédéric Kuhlmann et Louis Pasteur. L’origine de l'École centrale de Lille remonte en effet à 1854 avec la fondation, sous le patronage de Frédéric Kuhlmann et de Louis Pasteur, de l'École des arts industriels et des mines, rue du Lombard dans le centre de Lille à proximité de la gare Lille-Flandres.

Frédéric Kuhlmann est un pionnier de l'application des sciences aux arts industriels. Il fit fortune en innovant dans la production d'acide sulfurique, carbonate de soude et phosphates. Il est l'un des premiers à utiliser des catalyseurs dans sa production indsutrielle. Il est fondateur des établissements Kuhlmann, qui deviendront le groupe industriel « Pechiney-Ugine-Kuhlmann », l'un des principaux groupes industriels chimiques français des XIXeme et XXeme siècles (aujourd'hui Arkema et Alcan). Frédéric Kuhlmann est co-fondateur de notre Ecole en 1854, membre de son conseil d'administration et instigateur de sa transformation en l'Institut industriel du Nord en 1872. Louis Pasteur fut doyen de la faculté des sciences de Lille en 1854. Il étudie la fermentation et la conservation de la bière ainsiq que l'enjeu des catalyseurs, et présente son célèbre 'Mémoire sur la fermentation appelée lactique' dans le cadre de la Société des sciences de Lille le 8 août 1857.

Aujourd'hui les catalyseurs sont toujours d'actualité à l'Ecole Centrale de Lille. Après de gros investissement en génie chimique à l'Ecole en 1977, l'activité est aujourd'hui menée au sein de l'Unité de catalyse et de chimie du solide (UCCS). Les thèmes de recherche sont le génie des procédés, catalyse hétérogène, chimie du solide, synthèse organo-métallique et catalyse, traitement par voie catalytique de la pollution, production et stockage d'hydrogène, procédé Fischer-Tropsch de synthèse d'hydrocarbures, réactions de valorisation des alcanes légers et des composés issus de la biomasse, bio-raffinerie, éco-matériaux et matériaux bio-sourcés.

Tribologie

Heinrich Hertz, ingénieur et doctorant allemand, publie en 1881 dans le Journal de Crelle (XVII, p. 156), sous le titre über die Beruhrung fester elastischer Körper (Sur le contact des corps solides élastiques) un mémoire de recherche fondateur de la tribologie, qui définit la première théorie cohérente des contacts ponctuels.

Ce mémoire qui définit ce qui est enseigné sous le nom de pression de Hertz reprend explicitement des hypothèses de recherche de Joseph Boussinesq, professeur de mécanique à l'Institut industriel du Nord de 1872 à 1886, auteur en 1876 d'un Essai théorique de l'équilibre des massifs pulvérulents, comparé à celui des massifs solides, sur la poussée des terres sans cohésion et d'études de "l'équilibre et du mouvement des solides élastiques"... les applications de la tribologie en génie civil, à la lubrification et au freinage à grande vitesse prennent aujourd'hui de l'ampleur.

Histoire du Carambar : les Centraliens de Lille, génies des procédés des sucreries et de l'agro-alimentaire

Nombreux sont les anciens élèves de l'Ecole qui utilisèrent leurs compétences en chimie et génie des procédés pour des applications de sucreries (la filière de la betterave à sucre a été développée depuis le début du XIXè siècle, peut être depuis le blocus continental aux temps napoléoniens). Ainsi Hector Franchomme est un ancien élève qui fit fortune dans la confiserie ; il fut président de l'association des anciens élèves, président de l'Automobile Club du Nord et de la société des Courses du Croisé Laroche (Hippodrome de Flandres à Mons en Baroeul ; existe toujours une course et un Prix Hector Franchomme - Prix de Deauville ). Il fit contruire un superbe château Chantecler à Mons en Baroeul, aujourd'hui détruit.

En 1899, Hector Franchomme devient propriétaire de la Chocolaterie Delespaul Havez qu'il développe fortement. Il fait construire une usine à Mons en Baroeul où en 1954 le bonbon caramel en barre (le Carambar) est inventé par erreur. Sa société est ensuite fusionnée avec la société La pie qui chante.

1957-1972 : Les pionniers de l'automatique et de l'informatique en France

Les pionniers lillois de 1957 à 1972 : du certificat d'automatique professé par André MARTINOT LAGARDE dès 1957 au cours de Pierre VIDAL en 1964 suivis par les thèses de Georges MANESSE (1958), François LHOTE (1960),Michel BOURTON (1960), Lucien POVY (1965) jusqu'à la thèse de François LAURENT (1964) et l'organisation formelle de la recherche en automatique à l'Ecole, puis les thèses de Pierre BORNE (1968) et Jean-Claude GENTINA (1968) en 1972 sur l'automatique des systèmes continus et des systèmes à événements discrets... toute une filière d'ingénieurs experts en automatique, informatique industrielle et productique s'est progressivement constituée et a essaimé dans l'industrie française.  

Aujourd'hui une transposition des recherches en systèmes de commande informatisée, atelier flexible de production manufacturière automatisée, ordonnancement des processus de l'usine numérique, commande numérique, téléopération et commande haptique, conduisent à des recherches interdisciplinaires en prothèses, bio-capteurs et micro-actionneurs médicaux, environnement chirurgical numérique.

La mécanique des fluides à l'École de 1854 à 1939 - les experts pionniers en turbulences et couches limites

Au XIXè siècle, une part de l'enseignement et de la recherche en mécanique à l'Ecole ont été consacrés à la mécanique des fluides, avec des résultats scientifiques majeurs. Le professeur Boussinesq assura un cours à l'Ecole de 1872 à 1886 et est connu pour ses études associées aux équations de Navier-Stockes (équations dite de l'approximation de Boussinesq). Son successeur à Lille est Alfred-Aimé Flamant, qui développa les cours sur les moteurs et turbines et les écoulements visqueux. Outre les applications mécaniques et hydrauliques, automobiles et géotechniques, les applications aéronautiques se développent au début du XXè siècle (cf Eugène Lefebvre (1898)) et surtout à partir des années 1930. En 1930 est créé l'Institut de mécanique des fluides de Lille (aujourd'hui ONERA Lille) dont le premier directeur est Joseph Kampé de Fériet, professeur de mécanique à l'Ecole de 1919 à 1969.
 
Le transport ferroviaire : une filière et spécialité historiquedes Centraliens de Lille

La formation des élèves-ingénieurs aux transports ferroviaires (applications dans les mines et pour le transport de voyageurs) remonte aux années 1860. Des anciens élèves ont officié dès le XIXè siècle et au début du XXé siècle dans les compagnies de chemin de fer françaises, belges, russes, espagnoles, coloniales et dans les sociétés conceptrices de matériel ferroviaire telles que Fives-Lille et les sociétés précurseurs d'Alstom, suivant les technologies des machines à vapeur, électriques, à moteur diesel.

La recherche sur les transports ferroviaires automatisés démarra essentiellement dans les années 1970 résultant dans le système VAL, même si l'option G3 "servo-moteurs" puis "automatique" existe depuis 1957.

Alfred Mongy, Léon Francq et Jean Faure : l'aventure des tramways

Léon Francq (1864) est un ancien élève qui fut concepteur de locomotives à vapeur, industriel des chemins de fer et concessionnaire exploitant de lignes de tramways à vapeur puis électriques. Il était propriétaire-exploitant des tramways à Paris (aujourd'hui RATP) et dans d'autres villes françaises. Lorsque Henri Masquelez prit la direction de l'Institut industriel du Nord, il fut remplacé par Alfred Mongy à la direction des travaux urbains de Lille. Alfred Mongy fut le maître d'oeuvre du tramway Lille-Roubaix-Tourcoing et fit appel à l'industriel Léon Francq pour fournir les voitures, concevoir la ligne et participer au financement. Jean Faure (Promo 1891) devint le directeur d'exploitation de la ligne.  

Systèmes dynamiques à événements discrets : l'Ecole des réseaux de Petri (RdP)

C'est au cours des années 1970 que la recherche sur la modélisation des systèmes s'empare des réseaux de Petri. A l'Ecole, les applications d'informatique industrielle sur les ateliers de production flexibles et l'ordonnancement logistique se conjuguent avec le développement des automates programmables et la standardisation en France du langage Grafcet pour les applications industrielles. Une complexification colorée temporisée et contrainte enrichit aujourd'hui les modèles RdP.

Ingénieurs des mines : de l'enseignement d'Alphonse MATROT en 1872 à la direction des Charbonnages de Gérard GLANGETAS (1965)

Le corps des ingénieurs des mines a été fortement présent dans l'enseignement à l'Ecole jusqu'à la première guerre mondiale ; l'enseignement des machines adaptées et l'enseignement de l'exploitation des mines furent longtemps assurés à l'Ecole comme matières d'approfondissement optionnel ; de nombreux anciens élèves ont participé à l'aventure industrielle des houillères du nord de la France, mises en exploitation des les années 1865 à 20 kilomètres de Lille. Lors de la nationalisation des houillières privées vers 1946, ils se trouvèrent placés à des postes de direction aux Charbonnages de France, comme en témoigne le parcours professionnel de Gérard GLANGETAS (1965) qui fut aussi président national des Centraliens de Lille.


De l'électrotechnique aux nanotechnologies : un rapport de puissances entre 1892 et 1992

L'électricité est étudiée comme discipline autonome à l'Ecole depuis 1892. Cependant l'essor a été essentiellement tourné vers l'électronique de puissance et les moteurs, comme en témoigne l'essor du gros laboratoire de recherche associé à cette thématique. Ce n'est qu'àprès la thèse de Philippe PERNOD (1986) à Valenciennes puis à la création de l'Institut d'électronique de microélectronique et de nanotechnologie en 1992 que la petite équipe de recherche du Prof. PËRNOD assura l'essor du génie ondes, acoustique et nano-électronique.

Aujourd'hui le Laboratoire d'électrotechnique et d'électronique de puissance de Lille (L2EP) hébergé par l'Ecole Centrale de Lille dirige ses recherches vers les thèmes suivants : électronique de puissance, convertisseurs et stockage d'énergie, électronique pour pile à combustible et éolienne, modélisation et commande, optimisation en électronique de puissance, conception et modélisation d’actionneurs électriques, de moteurs et d’alternateurs, commande de systèmes de traction électrique et gestion de l’énergie électrique embarquée, modélisation de réseaux électriques, modélisation électromagnétique, gestion de l'énergie électrique, outils et méthodes numériques.

Investissement d'avenir : Moteurs hybrides, systèmes de traction, électronique de puissance pour pile à combustible et éoliennes, convertisseurs et stockage d'énergie, régulation du réseau électrique - smart grid

L'Institut d'électronique de microélectronique et de nanotechnologie (IEMN) se développe sur les thématiques suivantes : microélectronique, nanoélectronique et optoélectronique, photonique, matériaux et nanostructures, métamatériaux, structures à bande interdite électromagnétique, physique des nanostructures et des composants quantiques, microtechnologies et microsystèmes, microfluidique, circuits et systèmes de télécommunications, acoustique.

Le LEMAC (Laboratoire européen associé en magnéto-acoustique non linéaire de la matière condensée) investit dans les domaines suivants : systèmes de détection et imagerie ultrasonores, acoustique non-linéaire des solides, retournement temporel - conjugaison de phase magnéto-acoustique, étude des propriétés acoustiques de matériaux magnétiques ; développement d’applications en imagerie médicale, contrôle non-destructif et prospection géophysique ; actionneurs magnéto-statiques pour micro-valves de contrôle d'écoulements aéroliques, micro-systèmes magnéto-mécaniques de contrôle actif de décollement et de couche limite avec des applications en aérodynamique.

Investissement d'avenir : Nanoélectronique, une des technologies de base du numérique

Fives-Lille, une entreprise pas comme les autres

Créée au XIXè siècle à Lille dans le quartier de Fives, le Groupe Fives-Lille témoigne d'un développement industriel depuis le XIXè siècle, auquel plusieurs anciens élèves ont été associés avec des exploits techniques dans la constructions de ponts, usines de procédés industriels, locomotives à vapeur puis locomotives électriques et diesel, et l'ingénierie de grands systèmes.

Gustave Flourens (1848-1896) : chimiste fondateur

Ancien élève (Promotion 1867), Gustave Flourens fut professeur de chimie à l'Institut industriel du Nord, spécialiste du génie des procédés chimiques appliqués à l'industrie sucrière. Il contribua à la création de l'Association des anciens élèves dont il fut vice-président de 1877 à 1897. A sa suite, de nombreux anciens élèves devinrent ingénieurs chimistes, directeurs de distilleries, de sucreries et de sociétés de l'industrie chimique et agro-alimentaire.

La recherche sur les Bond Graph à l'Ecole

Le Bond Graph est un outil mathématique utilisé en ingénierie des systèmes. Il permet de modéliser un système piloté afin d'optimiser son dimensionnement et la conception de ses lois de commande. Il a de nombreuses applications en mécatronique et pour l'ingénierie de grands systèmes complexes. Les Bond Graph sont enseignés à l'Ecole depuis le début des années 1980.

Réformes des études et des statuts de l'Ecole

Tout au long des XIXè, XXè et XXIè siècles, l'Ecole bénéficie d'un processus d'amélioration continue appelé réforme. Dès 1854, le cursus de formation a subi des critiques, certains industriels le trouvant trop théorique par rapport à leurs besoins d'ingénieurs. La première réforme a eu lieu en 1856 : "dès sa ré-ouverture en 1856 et une ré-organisation de son programme des Arts industriels et des Mines, les études sont analogues à celles (...) de l'École centrale" (de Paris). En 1872 les statuts de l'École furent ré-établis sur de nouvelles bases, celles de l'Institut industriel du Nord qui furent un succès : 126 élèves sont inscrits en 1900. (...) En 1990, Jean-Claude GENTINA (1968), directeur de l'École, et Philippe DESHAYES (1972), directeur des études, conviennent de créer l'intergroupe des Écoles centrales et l'École est renommée Centrale Lille en 1991..


Classement international des établissements d'enseignement supérieur

En 2008 et en 2009, trois Centraliens (deux Centraliens de Paris et un Centralien de Lille,Michel LUCAS (1965)) étaient parmi les dirigeants exécutifs des 500 plus grandes entreprises mondiales (classement « Fortune Global 500 » de 2007). Ce classement « Fortune Global 500 » est utilisé pour classer les établissements d'enseignement supérieur dans le monde. En 2008, Centrale Paris y est classée 86ème et Centrale Lille au 89ème rang mondial (9ème rang français). En 2009, Centrale Paris et Centrale Lille sont au 89e rang mondial toutes les deux.


Matériaux et métallurgie depuis 1854

La métallurgie est un pôle d'excellence à l'Ecole. Historiquement, le développement de la métallurgie industrielle est indissociable de la première révolution industrielle basée sur l'énergie charbon. Son développement dans le Nord de la France se poursuit avec les grands complexes de sidérurgie. Aujourd'hui le pôle fonderie de l'Ecole Centrale de Lille est une équipe de recherche associée à une plateforme technologique en sciences des matériaux et procédés métallurgiques, basé sur une chaine de fusion induction et des outils de microscopie performants. Ses thèmes de recherche couvrent l'élaboration et caractérisation de métaux sous vide, coulée sous vide d'aciers inoxydables, nouveaux alliages pour utilisation extrême (haute température – froid – corrosion), matériaux à matrice composite, séparation et désassemblage métallurgique, recyclage et valorisation des métaux.

Henri Pariselle, Robert Mazet, Jean Roig : directeurs des études à l'Ecole

Henri Pariselle fut un professeur de physique et chimie à partir de 1911, directeur des études à l'Ecole jusqu'en 1936. Son nom est donné à un restaurant universitaire sur le campus. Son successeur Robert Mazet à la direction des études jusqu'en 1943 est professeur de mécanique. Jean Roig lui succède de 1944 à 1962, cumulant enseignement de la physique et direction des études. Parmi leur successeurs contemporains, notons les trois derniers qui sont tous ancien élèves de l'Ecole : Philippe DESHAYES (1972), Etienne CRAYE (1984), Véronique LE COURTOIS (1984).

 

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