Introduction

Évolution de la conception dans l'industrie.

Le vieux proverbe « la nécessité est la mère de l'invention » s'avère encore vrai et toute nouvelle machine ou structure, tout nouveau système ou appareil résultent de ce besoin. Si le nouveau produit est vraiment nécessaire, les gens l'achèteront pourvu qu'il ne soit pas onéreux. On peut alors se poser les questions suivantes: Existe-t-il un marché potentiel? Ce produit peut-il être manufacturé à un prix que les gens sont disposés à payer? Si les réponses à ces questions sont affirmatives, l'inventeur, le concepteur ou les cadres d'une compagnie peuvent décider de poursuivre le développement de la production et du marketing du nouveau produit.

Un nouveau système, une nouvelle machine ou structure, ou leurs améliorations, doivent exister dans l'esprit de l'ingénieur ou du concepteur avant qu'ils ne deviennent réalité. Cette première idée ou conception est habituellement mise sur papier et communiquée aux autres au moyen du langage graphique, sous la forme de croquis d'idée faits à main levée (figures 1.1 et 5.1).

Figure 1.1
Phonographe d'Edison. Esquisse originale de la première conception du phonographe de Thomas A. Edison.
Reproduite avec la permission spéciale de Mme Edison

Figure 5.1
Une esquisse de conception typique.

Ces croquis sont ensuite suivis par d'autres esquisses, telles que les esquisses de calcul, pour développer plus à fond la conception.

Le jeune ingénieur.

L'ingénieur ou le concepteur doit être capable d'exécuter des croquis d'idée, de calculer les forces de contraintes, d'analyser les mouvements, de déterminer les dimensions des pièces, d'identifier les matériaux à utiliser et les méthodes de production et de superviser la préparation des dessins et des cahiers de charge qui serviront à contrôler les nombreux détails de la production, de l'assemblage et de l'entretien du produit.

Pour accomplir ou superviser ces nombreuses tâches, l'ingénieur fait largement usage de croquis. Il doit aussi être capable de saisir et de communiquer rapidement ses idées à ses associés ou à son personnel de soutien pour se trouver à l'aise dans une équipe de travail. L'habilité dans l'exécution des croquiset l'aptitude à travailler avec des techniques de dessin par ordinateur exigent beaucoup d'entraînement dans le dessin aux instruments et une connaissance approfondie du langage graphique.

Un bureau d'études typique est illustré à la figure 1.2.

Figure 1.2
Une section d'un bureau d'études.
Gracieuseté de Bell Téléphone Laboratories, Indianapolis

Plusieurs membres du personnel possèdent une vaste expérience alors que d'autres sont des nouveaux diplômés en stage. Il y a beaucoup à apprendre par le travail et il est nécessaire, pour une personne inexpérimentée, de débuter à un bas niveau pour ensuite atteindre les échelons de responsabilités plus élevés à mesure qu'elle acquiert de l'expérience.

L'exposé suivant d'un ingénieur en chef (C. G. R. Johnson, Kimberly-Clark Corp.) d'une grande société illustre bien ce fait:

« Plusieurs étudiants en génie, hommes et femmes, que nous avons interviewés, ont l'impression que s'ils doivent travailler à une table à dessin, ils seront simplement des dessinateurs confinés à des travaux de routine. Cette impression est complètement erronée. Tous nos ingénieurs travaillent aux tables à dessin au moins occasionnellement. De fait, les travaux de dessin constituent seulement une phase des responsabilités qui comprennent l'analyse des sites, les calculs, l'évaluation des coûts, les études préliminaires, les devis, le choix de l'équipement, les dessins de construction (avec l'aide des dessinateurs) ainsi que la surveillance lors de la construction et de l'installation. »

« Notre politique est de former nous-mêmes notre personnel de sorte que nous avons l'habitude d'engager des ingénieurs fraîchement diplômés et de leur donner l'occasion de se développer et de progresser grâce à plusieurs expériences. Ces ingénieurs inexpérimentés et nouvellement engagés sont assignés à des travaux productifs que leur éducation et leur formation leur permettent de mener à terme. Pour le jeune ingénieur, l'exigence première est d'obtenir de l'expérience pratique du génie et de se familiariser avec nos équipements et nos méthodes. Dans le travail de conception, ces tâches initiales ont trait aux détails techniques dans n'importe lequel des nombreux domaines du génie (structure, mécanique, électricité, etc.). Notre expérience a démontré qu'il n'est pas sage de confier, à un ingénieur nouvellement diplômé et sans expérience, un problème avancé de génie, tel que la conception créative, en supposant qu'ils peuvent effectuer des croquis rapides ou des schémas pour ensuite les faire détailler par d'autres personnes. Au lieu de faire débuter un jeune ingénieur à un niveau élevé de responsabilités où il peut échouer ou faire des erreurs onéreuses, nous lui assignons d'abord des travaux qui requièrent l'exécution de dessins complets et précis; les exigences deviennent de plus en plus grandes à mesure que l'ingénieur démontre sa compétence dans la solution de problèmes de plus en plus complexes. Lorsque l'ingénieur a prouvé sa capacité d'assumer la responsabilité d'un projet, il dirige alors d'autres ingénieurs ayant moins d'expérience et qui, à leur tour, s'occupent des études de détails. »

Le langage graphique.

Plusieurs difficultés dans le monde proviennent du fait que de nombreux peuples ne se comprennent pas les uns les autres. Le manque de communication est lié au nombre incalculable de langues et de dialectes sur la Terre.

Bien que nous n'ayons pas réussi à introduire un langage universel composé de mots et de phrases, il en existe quand même un qui est utilisé depuis les temps les plus reculés: c'est le langage graphique. L'idée de communiquer les pensées d'une personne à l'autre au moyen d'images existait déjà à l'époque des hommes de cavernes, et il en existe encore des vestiges. Ces hommes primitifs communiquaient oralement entre eux sans doute par des sons élémentaires. Cependant, quand ils voulaient enregistrer une idée, ils créaient des images sur de la peau, sur la pierre, sur les murs des cavernes ou sur toute autre matière qu'ils pouvaient trouver. Les toutes premières formes d'écriture étaient composées d'images, telles que les hiéroglyphes égyptiens (figure 1.3). Plus tard ces formes furent simplifiées et elles devinrent les symboles abstraits utilisés dans l'écriture d'aujourd'hui. Ainsi, les lettres et les caractères des langues actuelles origines de ces dessins.

Figure 1.3
Hiéroglyphes égyptiens.

Un dessin est une représentation graphique d'un objet réel, d'une idée, ou d'un projet en vue d'une fabrication ultérieure. Les dessins peuvent se présenter sous plusieurs formes mais la méthode graphique de représentation est une forme naturelle de la transmission des idées qui possède un caractère universel et permanent.

Deux types de dessins.

L'homme a développé la représentation graphique selon deux directions distinctes, en fonction de ses objectifs:

(1) le dessin artistique et (2) le dessin technique.

Depuis le début des temps, les artistes utilisent des dessins pour exprimer leurs conceptions esthétiques et philosophiques ainsi que d'autres idées abstraites. Autrefois presque tout le monde était illettré. Les gens s'instruisaient en écoutant leurs supérieurs et en regardant les sculptures, les gravures et les dessins dans les lieux publics. Les images étaient les principales sources d'information. L'artiste était non seulement un artiste dans le sens esthétique, mais il était aussi un éducateur ou un philosophe, une source d'expressions et de communications.

Le dessin technique est l'autre direction ! selon laquelle la représentation graphique s'est développée. L'homme utilise depuis toujours les dessins pour représenter les projets qu'il veut réaliser. De nos jours, les traces de ces tout premiers dessins n'existent plus. Toutefois, nous sommes certains qu'ils ont été utilisés, car l'homme ne pouvait concevoir et construire comme il l'a fait sans avoir recours à des dessins passablement précis.

Dans la Bible, il est écrit que le temple de Salomon a été « construit de pierres préparées avant même qu'elles fussent mises ensemble » (Rois 6:6). Chaque pierre et chaque poutre étaient équarries ou taillées à la forme voulue, transportées au chantier et mises ensuite en place. Il est évident que des dessins précis ont été employés, indiquant les dimensions et les formes exactes de chaque pièce de la structure du temple.

De plus, nous pouvons admirer de nos jours les ruines des vieux bâtiments, aqueducs, ponts et autres structures de l'Antiquité, qui n'ont pu être érigés sans l'aide de dessins soigneusement préparés pour guider les constructeurs. Plusieurs de ces structures sont encore considérées comme des « merveilles du monde », telles que le temple d'Amon, à Karnak (Ancienne Egypte), qui fut complété, après sept siècles de construction vers 980 av. J.-C. Ce temple en pierre dépasse, à notre connaissance, toute structure couverte jamais construite. Il mesure 394 m de longueur et sa largeur maximale est de 115 m. De même, le cirque Maxime de Rome était une vaste structure (figure 1.4); il pouvait, d'après l'historien Pline, accueillir 250 000 spectateurs.

Figure 1.4
Le cirque Maxime à Rome. The Bettmann Archive, Inc.