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Lors de sa fondation en 1878, le but unique de l'Ecole des maîtres et ouvriers-mineurs, premier nom de l'Ecole, est de former du personnel d'encadrement pour la mine parmi les mineurs.

Il était exigé d'avoir effectué au moins 300 jours d'abattage au fond pour rentrer à l'Ecole.
Seuls trois privilégiés de chaque promotion, les trois premiers au classement de sortie de l'Ecole (selon un décret de 1883) peuvent accéder au titre de Contrôleur des Mines (précurseur des ingénieurs de l'industrie et des Mines) sans passer de concours.

Le 5 décembre 1937, l'Ecole Technique des Mines de Douai, c'est ainsi qu'on appelle l'Ecole depuis 1933, obtient la reconnaissance de l'Etat.
Elle reçoit, des mains de Paul Ramadier, Sous-Secrétaire d'Etat aux Travaux Publics, La Croix de Chevalier de la Légion d'Honneur.
Totalement détruite lors de la seconde guerre, l'Ecole s'installe sur un nouveau site, le site Bourseul, en 1954.

Mais le véritable tournant de son histoire, l'Ecole le connaît dans les années soixante.
Elle est gravement touchée par la crise du charbon, illustrée par la grande grève des charbonnages de 1963.
Vouée à disparaître, l'Ecole refuse la fatalité et structure un nouveau projet pédagogique.
En 1960 est créée la section complémentaire (devenue depuis la formation continue diplômante) dont le modèle sera repris dans la réglementation en 1974 au niveau national avec la création des formations Fontanet dont l'objet est de délivrer un diplôme d'ingénieur par la voie de la formation continue.

L'Ecole démarre en 1965 la section de formation initiale d'ingénieurs.
La durée des études est fixée à 4 ans, jalonnée de 5 stages obligatoires en entreprises, deux options étant proposées (Bâtiments-Travaux Publics et Mécanique-Métallurgie).
Le diplôme attribué par l'Ecole est habilité dès 1966 par la Commission du Titre d'Ingénieurs.

En 1971, pour la première fois dans l'histoire de l'Ecole, une fille entre comme étudiant. En 1975, l'Ecole change de nouveau de nom et devient l'Ecole Nationale des Techniques Industrielles et des Mines de Douai, avant de devenir en 1978, Ecole Nationale Supérieure des Techniques Industrielles et des Mines de Douai.

Depuis plus de 20 ans, l'évolution de l'Ecole s'accélère en permanence pour s'adapter aux exigences de l'industrie, des entreprises et des ses élèves ingénieurs.
Dans les années 70, l'Ecole initie un activité de recherche qui regroupe aujourd'hui plus de 200 personnes au sein de 7 départements.

En 1983, l'Ecole crée, pour répondre aux besoins de l'industrie, une option dédiée à la Plasturgie puis en 1985, une activité de recherche dans ce domaine.
Aujourd'hui, 8 options sont proposées aux élèves.
L'ingénierie des systèmes d'information et de communication constitue la dernière option créée en 1999.

En 1985, un incubateur technologique destiné à soutenir les projets de création d'entreprises innovantes voit le jour. Avec les années 90, l'Ecole s'impose dans la recherche en environnement.
Elle est retenue aux côtés de l'INERIS et de LNE pour créer le Laboratoire Central de Surveillance de la Qualité de l'Air, expert au service du ministère de l'Environnement. 1997 :
l'Ecole participe à la création à Douai du Centre National de Recherche sur les Sites et Sols Pollués.

En 2001, les réalisations et les projets foisonnent :
mise en place de la pédagogie par projets, e-learning avec la création d'un cursus de formation continue diplômante en partie à distance avec les Ecoles des Mines d'Alès, d'Albi et de Nantes, création d'un grand pôle d'enseignement et recherche sur les systèmes d'information et de production…...

En 2002, avec la création de deux filières d'enseignement supplémentaires, Management Stratégique de l'Entreprise et Expertise juridique et technique en environnement, l'école continue de diversifier ses offres de formation. Design and Manufacturing Innovation Strategy.
Elle met également en place un plan quinquennal de développement.
Ainsi, au travers des Ecoles des Mines notamment, elle consacrera, d'ici à l'horizon 2006, une large place aux évolutions pédagogiques, en privilégiant par exemple les possibilités d'enseignement à distance, donnera la priorité à l'international et se concentrera sur des axes de recherche novateurs tels que les Sciences et Technologies de l'Information et de la Communication.