Cet article est initialement paru dans le numéro 2016 du magazine Skulematters.
À bien des égards, George Klein (MechE 2T8) rivalisait avec Thomas Edison, Alexander Graham Bell et d’autres icônes dans la portée de son inventivité et de son impact — certainement dans son effet sur la société. Ses domaines de projets allaient de l’aviation, des systèmes de défense et de l’énergie nucléaire à la sécurité de la construction, aux communications et aux technologies spatiales.
Dans le même temps, le travail de Klein pourrait être surestimé s’il n’est pas placé dans le contexte de ses collaborations fructueuses et des contributions des autres. De nombreuses personnes remarquables l’ont non seulement aidé et inspiré, mais ont également appliqué ses inventions à la pratique quotidienne. La carrière et l’expérience de Klein sont un modèle d’innovation dans tous les domaines, en particulier l’ingénierie des soins de santé.
Né à Hamilton, Ont. en 1904, Klein passe son temps libre, enfant, dans la bijouterie et l’usine horlogère de son père où le travail artistique des orfèvres et des orfèvres se déroule parallèlement à la micro-mécanique des horlogers. Il l’a souvent appelé un gymnase pour la créativité et la pierre de touche de nombreux appareils mécaniques ingénieux qu’il a conçus et construits plus tard. Pas un excellent étudiant sur le plan académique, il a néanmoins fait preuve de talent dans l’atelier et a obtenu des notes à l’école technique suffisamment solides pour entrer à la Faculté des sciences appliquées de l’Université de Toronto & Ingénierie. Ici, il a appris les avantages de la collaboration et les compétences qui façonneraient sa carrière.
Pendant les 40 années de sa carrière, Klein a travaillé comme ingénieur en mécanique et concepteur aux laboratoires du Conseil national de recherches du Canada (CNRC) à Ottawa, où il est venu en 1929 rejoindre son ancien professeur d’ingénierie à l’Université de Toronto, John Hamilton Parkin (MIE). Au CNRC, Klein a collaboré non seulement avec des collègues de niveau doctorat, mais aussi avec des gens de métier, des machinistes et des techniciens qui pouvaient rapidement construire et peaufiner ses nombreux prototypes.
La collaboration multidisciplinaire a alimenté ses innovations de la même manière qu’elle inspire aujourd’hui la recherche en ingénierie.
Le premier fauteuil roulant électrique
La collaboration atypique est au cœur de milliers d’innovations dans le domaine de l’ingénierie de la santé et plus de quelques-unes impliquent Klein. Mais l’un des exemples les plus frappants est le développement du premier fauteuil roulant électrique produit en série – un design connu à son époque sous le nom de « Chaise Klein ». »
L’histoire commence par la découverte et le raffinement de la pénicilline, qui a considérablement réduit le nombre de décès dus à des blessures à la moelle épinière en temps de guerre. Pendant la Première Guerre mondiale, une blessure à la colonne vertébrale a entraîné une mort presque certaine des suites d’une infection. Mais au cours de la Seconde Guerre mondiale, les soldats avaient un taux de survie de 80 à 90% des blessures à la colonne vertébrale grâce au nouvel antibiotique révolutionnaire.
L’un de ces survivants de la Seconde Guerre mondiale était John Counsell, un officier canadien abattu d’une balle dans le dos à Dieppe. Il vivrait le reste de sa vie avec une paraplégie. D’abord satisfait des fauteuils roulants manuels, il est devenu clair pour Counsell que les tétraplégiques auraient besoin de quelque chose de plus. Son plaidoyer, et l’engagement particulier du Canada envers les soins de santé et le soutien aux anciens combattants, se sont réunis dans la période d’après-guerre pour manifester une demande au CNRC et à Klein de construire un tout nouveau fauteuil roulant.
Klein considère ce projet comme le plus gratifiant de sa carrière. En fin de compte, il a développé un ensemble unique de technologies, y compris le joystick, des systèmes de rotation plus serrés et des roues motrices séparées qui sont encore des caractéristiques des fauteuils roulants électriques aujourd’hui. Après que les anciens combattants canadiens eurent reçu leurs chaises électriques, un effort international a été fait pour engager les fabricants. Cela a abouti au transfert officiel de la chaise prototype à l’Ambassadeur des États-Unis au Canada et au chef du département des Anciens combattants des États-Unis avec des droits sans brevet pour encourager la production aux États-Unis. En quelques années, les grandes entreprises de fabrication de fauteuils roulants avaient adopté la technologie et l’avaient mise à la disposition des civils handicapés en masse.
Ce prototype de fauteuil roulant a été conservé au Smithsonian à Washington pendant des années, mais est retourné au Canada en 2004 et fait maintenant partie de la collection du Musée des sciences et de la technologie du Canada à Ottawa. Lorsque les visiteurs le regardent dans la vitrine, ils sont informés non seulement de Klein, mais aussi que le fauteuil roulant était un projet qui impliquait des travailleurs de la santé, des médecins, des thérapeutes, des concepteurs mécaniques, des ingénieurs électriciens, des administrateurs et, uniquement, les patients.
Aujourd’hui, les patients participant à des projets de recherche sont systématiquement considérés comme des participants et des collaborateurs au processus qui participent, avec leur consentement, et fournissent une rétroaction précieuse. Mais au début des années 1950, c’était une approche éclairée de les inclure dans les premières étapes d’un projet. Klein était particulièrement habilité par son respect pour les points de vue des patients — ceux qui profiteraient finalement de son innovation.
Dispositif de suture microchirurgicale de sauvetage
Bien que répertorié parmi les inventions de Klein, le dispositif de suture microchirurgicale est également catalogué à juste titre dans les brevets comme « l’instrument NRC-Vogelfanger ». Le Vogelfanger cité ici était le principal co-inventeur de Klein — un professeur d’université et un médecin respecté – connu comme l’un des chirurgiens les plus qualifiés au Canada.
Motivé par des expériences horribles dans le système carcéral de Joseph Staline, Isaac Vogelfanger cherchait des moyens plus efficaces de relier les artères et les veines coupées lorsqu’il s’est adressé au laboratoire du CNRC de Klein pour obtenir de l’aide à la fin des années 1950.
Innovations abondantes
Au-delà du fauteuil roulant électrique et du dispositif de suture, Klein a passé son temps au CNRC à travailler sur des projets allant de l’ère du « bâton et de la ficelle » de l’aviation à la navette spatiale. Voici cinq de ses inventions les plus renommées:
Un vent puissant
Il a grandement contribué à la construction et à la conception des premières souffleries du CNRC, aidant non seulement à orienter le développement de l’industrie aéronautique canadienne, mais aussi aux premières locomotives, ponts et bâtiments de rationalisation à travers le Canada.
Le temps de guerre et la Belette
Les travaux de Klein ont joué un rôle essentiel dans de nombreuses contributions scientifiques et techniques de notre pays à la Seconde Guerre mondiale. Les instruments mécaniques que son équipe a construits pour l’armée ont souvent été transférés à l’industrie privée pour contribuer au développement industriel d’après-guerre. Son expertise en mécanique et en matériaux l’a amené à travailler sur le premier véhicule de neige militaire, la Belette, un de ses projets en temps de guerre et autrefois lié à la Première Force de Service spécial, La Brigade du Diable.
Premier réacteur nucléaire canadien
Klein était également ingénieur en chef et concepteur mécanique de la Pile expérimentale à énergie nulle (ZEEP). Situé près de Chalk River, Ont., ZEEP a été le premier réacteur nucléaire à fonctionner à l’extérieur des États-Unis.
Pose de skis sur des avions
Il était un expert de premier plan dans la conception de skis d’avion et a rendu pratique leur pose sur des avions de brousse, ouvrant indirectement de vastes régions du Canada à l’exploration et aux services de transport aérien. Ce travail l’a amené à établir un système pratique de classification de la neige couvre-sol qui est devenu la norme internationale et a encadré la recherche dans la construction, le transport et la prévention des avalanches.
La Course à l’espace
Au début des années 1960, l’antenne Tubulaire extensible escamotable (TIGE) de Klein a donné au Canada une place particulière dans l’ère spatiale. Il a été utilisé dans tous les vaisseaux spatiaux Mercury, Gemini et Apollo, des projets de satellites célèbres et plus de 100 autres innovations. Après sa retraite et bien au-delà de l’âge de 70 ans, Klein a travaillé comme consultant en chef sur la conception des engins pour le premier Canadarm, puis après son 80e anniversaire, il a contribué au développement ultérieur du système dans le cadre du programme Shuttle.
Les compétences de Klein en tant que concepteur mécanique et son accès à des collègues d’atelier qui pouvaient concrétiser les idées avec une relative facilité ont conduit au développement d’une agrafeuse qui enveloppait facilement les vaisseaux sanguins sectionnés, repliait le tissu et reliait les pièces en un clin d’œil. Encombrant et grossier selon les normes des technologies de pointe d’aujourd’hui, l’outil a fait l’affaire et a été utilisé dans des centaines de chirurgies expérimentales dans les années 1960 et 1970. Il a finalement été autorisé à un fabricant montréalais qui a bien réussi sa commercialisation.
À l’aide de cet appareil, Vogelfanger a effectué la première greffe de rein à l’Hôpital Civic d’Ottawa et la première double greffe avec transfert d’organes entre deux hôpitaux — n’importe où.
Héritage
Ne cherchant jamais de crédit, Klein n’a été reconnu que lorsque d’autres ont fait référence à ses réalisations. Parmi les nombreux prix qu’il a reçus au cours de sa carrière, Klein a été nommé Officier de l’Ordre du Canada et intronisé au Temple de la renommée des sciences et du génie du Canada — des distinctions remarquables qui soulignent son impact sur la croissance du génie, des sciences et de la technologie au Canada.
Sa nature modeste l’a aidé à travailler avec des personnes de domaines techniques variés et ayant des intérêts différents, mais Klein a déclaré qu’il était particulièrement motivé à collaborer avec d’autres sur des projets qui reliaient les soins de santé et l’ingénierie — des domaines qui engagent des chercheurs dans un but commun pour aider les gens tout en résolvant certains des plus grands défis du monde.
Au moment où il est décédé le novembre. 4, 1992 à l’âge de 88 ans, Klein avait contribué à une Guerre mondiale, à l’avènement de l’ère spatiale et à l’un des projets de soins de santé technologiques les plus importants du 20e siècle, parmi d’innombrables autres.
À propos de l’auteur
Dick Bourgeois-Doyle vit à Ottawa et est secrétaire général du Conseil national de recherches du Canada. Auparavant, il a été chef de cabinet du ministre des Sciences et de la technologie et du ministre des Pêches et des Océans. Ancien radiodiffuseur et journaliste, il a contribué à de nombreux articles, reportages télévisés et émissions de radio sur l’histoire de la science et de la créativité canadiennes. Un biographe réputé, le livre de Bourgeois-Doyle George J. Klein: Le Grand Inventeur est disponible sous forme de livre électronique.