Génie électrique

Génie électrique

 Le génie électrique est une discipline de l'INGÉNIERIE qui s'occupe des applications de l'électricité, de l'électronique et de l'informatique pour satisfaire les besoins de la société. Les ingénieurs électriciens s'occupent du transfert de l'énergie et de l'information d'un point à un autre. Leur gamme d'activités est vaste, allant de la conception et de la fabrication des ordinateurs et des systèmes de COMMUNICATION à la planification et à la surveillance de grandes centrales génératrices d'ÉLECTRICITÉ. Le champ s'est étendu rapidement et, au cours des années 80 et 90, de nombreuses universités ont modifié leurs programmes pour offrir de nombreuses possibilités de spécialisations. La plus grande modification a été l'inclusion d'un grand nombre de sujets en génie informatique, à tel point que la plupart des départements de génie électrique des universités canadiennes sont devenus des départements de génie électrique et informatique.

Une fois diplômés, de nombreux ingénieurs électriciens fondent leur propre entreprise de fabrication de produits électriques ou leur propre bureau d'ingénieurs-conseils. D'autres s'occupent de recherche, de conception, de fabrication, de vente ou d'entretien de matériel électrique. Les multiples applications du génie électrique touchent nos activités quotidiennes.

Systèmes de télécommunications

Les ingénieurs électriciens s'occupent de la conception, de la fabrication et de l'exploitation de dispositifs et de systèmes permettant la transmission, la réception et l'enregistrement de la voix, d'images et de données. Les systèmes de télécommunications comprennent des émetteurs qui utilisent la voix ou une autre forme d'information pour moduler un signal porteur. Ce signal est transmis dans l'espace ou par des conducteurs, et l'information est extraite à l'extrémité réceptive. La transmission des ondes radio dans l'espace est la clé des systèmes de télécommunications mondiaux et interplanétaires.

Les ingénieurs électriciens oeuvrent dans bon nombre de ces applications, en particulier dans les installations de COMMUNICATION PAR SATELLITE. Le premier SATELLITE canadien, Alouette I, est lancé en 1962 et le premier satellite de télécommunications, Anik A-1, est mis sur orbite en 1972 par Telesat Canada (voir TECHNOLOGIE SPATIALE). Les satellites de télécommunications relayent les signaux des stations terrestres émettrices vers les stations terrestres réceptrices. Les satellites canadiens relayent maintenant les signaux radio, les signaux de télévision, les signaux téléphoniques et les données informatiques vers les stations réceptrices terrestres.

Ordinateurs

Les ingénieurs électriciens conçoivent et fabriquent des composants d'ordinateur et des appareils périphériques (imprimantes, moniteurs, scanners, etc.). Ils travaillent aussi dans les nombreux domaines qui exigent une connaissance plus approfondie du matériel informatique, comme la conception des ordinateurs de gestion et des ordinateurs personnels. Les ingénieurs électriciens résolvent des problèmes techniques ou surveillent et commandent des processus compliqués à l'aide d'ordinateurs. Dans d'autres contextes, comme en ROBOTIQUE et pour l'asservissement des systèmes, ils utilisent les micro-ordinateurs et le matériel connexe comme parties d'un système intégré (voir INTELLIGENCE ARTIFICIELLE).

Logiciels

La plupart des premiers logiciels étaient conçus de façon déstructurée. La complexité des systèmes de logiciels modernes a nécessité des méthodologies de conception hautement structurées et a créé une nouvelle discipline : le génie logiciel. À titre d'exemple, citons le Système canadien automatisé de la circulation aérienne dont le logiciel est en cours d'élaboration chez MacDonald Dettwiler and Associates, à Richmond, en Colombie-Britannique. Ce logiciel comprend plus d'un million de lignes de programmation et est créé par une équipe de 100 spécialistes en logiciels. Sûreté et fonctionnement en temps réel, les exigences clés de la conception, exigent des méthodologies minutieuses de conception et de contrôle de la qualité.

Énergie électrique

Avant de construire de nouvelles centrales, les ingénieurs électriciens ont recours à des simulations pour déterminer la taille des génératrices, vérifier les caractéristiques des appareils de commande et obtenir d'autre information pertinente. Pendant la mise en service des grosses génératrices et, plus tard, pendant leur marche, les ingénieurs électriciens analysent les problèmes de fonctionnement et maintiennent et améliorent la qualité du service offert aux particuliers et aux industries.

Les génératrices et leurs sources d'énergie, les turbines à vapeur et les turbines hydrauliques, sont commandées par des modules électroniques. Les élèves ingénieurs électriciens doivent étudier la théorie de la régulation, l'INFORMATIQUE et les principes des réseaux de distribution d'énergie.

Les progrès récents en supraconduction - lorsque, par exemple, la résistance d'un conducteur est abaissée par réfrigération - sont appliqués à la conception des génératrices. La magnétohydrodynamique (MHD), dans laquelle un fluide conducteur conduit un courant électrique par interaction avec un champ magnétique, est une autre façon de générer de l'électricité. Les ingénieurs électriciens participent à ces innovations et au développement de sources d'énergie de rechange comme l'énergie éolienne, l'énergie solaire et l'énergie marémotrice.

Transport

En matière de transport, les ingénieurs électriciens s'intéressaient d'abord aux commandes par moteur électrique, mais leur champ d'intérêt s'est élargi. La planification et le contrôle de la circulation par ordinateur augmentent la sécurité et le bien-être du public, comme le fait aussi l'électronique dans les systèmes de télécommunications des tours de contrôle des aéroports et des aéronefs. On s'attend à ce que le transport de charges utiles dans l'espace à l'aide de fusées perdues et de véhicules récupérables (comme la navette spatiale) continue d'être un domaine très actif où l'expertise des ingénieurs électriciens s'avère essentielle.

Domaine biomédical

L'utilisation de l'électronique et des micro-ordinateurs pour la RECHERCHE MÉDICALE, pour soigner les patients et pour les opérer est une autre application. Les ingénieurs électriciens conçoivent et construisent aussi des dispositifs de surveillance et d'analyse des électrocardiogrammes et des électroencéphalogrammes et de contrôle des équipements de soins intensifs. Les ingénieurs électriciens mettent aussi au point des applications médicales des LASERS et utilisent les rayons X, la résonance magnétique et les scanners ultrasoniques pour visionner en trois dimensions les organes corporels.

Télédétection

Le Canada est devenu un chef de file mondial en TÉLÉDÉTECTION. Il arpente périodiquement de grandes zones de terre ferme et d'océans à l'aide de capteurs montés à bord d'aéronefs ou de satellites. Ces capteurs optiques et radar peuvent mesurer des paramètres relatifs à la météorologie, aux forêts, au sol, aux vagues des océans et à la glace marine. Les ingénieurs électriciens et informaticiens sont les concepteurs et les constructeurs clés de ces systèmes très importants pour le Canada, car, sans eux, il lui serait difficile de surveiller une grande partie de son vaste territoire. L'un des bijoux du programme de télédétection du Canada est le satellite RADARSAT. Lancé en novembre 1995, il peut surveiller quotidiennement toute la glace du Nord canadien, ainsi que les récoltes et détecter les catastrophes naturelles.

Domaine militaire et de la défense

L'utilisation de systèmes de guidage de fusées commandés par microprocesseurs et de dispositifs électroniques sophistiqués pour détecter et intercepter des missiles assaillants rend les militaires plus dépendants du génie électrique. La Deuxième Guerre mondiale a accéléré le développement du RADAR pour orienter les canons vers les aéronefs assaillants. Depuis, les établissements militaires de nombreux pays ont accéléré le développement de nombreux dispositifs renfermant des microprocesseurs et d'autres composants électroniques. Une de ces nouvelles technologies habilitantes est le traitement numérique des signaux par lequel les ordinateurs améliorent les performances des stations radar et des stations sonar modernes.

Formation

L'U. McGill élabore un des premiers programmes de génie électrique en 1891. En 1907, trois professeurs de l'U. du Nouveau-Brunswick enseignent le génie électrique. Depuis, l'effectif a augmenté dans les universités canadiennes, passant de 6675 en 1982 à 8170 en 1991. Le programme d'études est réglementé par le Conseil canadien des ingénieurs. Le Bureau canadien d'accréditation des programmes d'ingénierie passe en revue périodiquement celui de chaque université. Les programmes d'ingénierie durent habituellement quatre ans, après quoi l'étudiant possède les qualifications pour être ingénieur stagiaire. Après deux à quatre années d'expérience pratique, l'ingénieur peut obtenir son agrément d'ingénieur professionnel de l'une des nombreuses sociétés d'ingénierie du Canada.