Estimation de cartes d'énergie de hautes fréquences ou d'irrégularité de périodicité de la marche humaine par caméra de profondeur pour la détection de pathologies

Ce travail présente deux nouveaux systèmes simples d'analyse de la marche humaine grâce à une caméra de profondeur (Microsoft Kinect) placée devant un sujet marchant sur un tapis roulant conventionnel, capables de détecter une marche saine et celle déficiente. Le premier système repose sur le fait qu'une marche normale présente typiquement un signal de profondeur lisse au niveau de chaque pixel avec moins de hautes fréquences, ce qui permet d'estimer une carte indiquant l'emplacement et l'amplitude de l'énergie de haute fréquence (HFSE). Le second système analyse les parties du corps qui ont un motif de mouvement irrégulier, en termes de périodicité, lors de la marche. Nous supposons que la marche d'un sujet sain présente partout dans le corps, pendant les cycles de marche, un signal de profondeur avec un motif périodique sans bruit. Nous estimons, à partir de la séquence vidéo de chaque sujet, une carte montrant les zones d'irrégularités de la marche (également appelées énergie de bruit apériodique). La carte avec HFSE ou celle visualisant l'énergie de bruit apériodique peut être utilisée comme un bon indicateur d'une éventuelle pathologie, dans un outil de diagnostic précoce, rapide et fiable, ou permettre de fournir des informations sur la présence et l'étendue de la maladie ou des problèmes (orthopédiques, musculaires ou neurologiques) du patient. Même si les cartes obtenues sont informatives et très discriminantes pour une classification visuelle directe, même pour un non-spécialiste, les systèmes proposés permettent de détecter automatiquement les individus en bonne santé et ceux avec des problèmes locomoteurs.

Méthode bayésienne de détection de rupture et/ou de tendance pour des données temporelles

Ce mémoire a pour but de déterminer des nouvelles méthodes de détection de rupture et/ou de tendance. Après une brève introduction théorique sur les splines, plusieurs méthodes de détection de rupture existant déjà dans la littérature seront présentées. Puis, de nouvelles méthodes de détection de rupture qui utilisent les splines et la statistique bayésienne seront présentées. De plus, afin de bien comprendre d’où provient la méthode utilisant la statistique bayésienne, une introduction sur la théorie bayésienne sera présentée. À l’aide de simulations, nous effectuerons une comparaison de la puissance de toutes ces méthodes. Toujours en utilisant des simulations, une analyse plus en profondeur de la nouvelle méthode la plus efficace sera effectuée. Ensuite, celle-ci sera appliquée sur des données réelles. Une brève conclusion fera une récapitulation de ce mémoire.

Designing Regularizers and Architectures for Recurrent Neural Networks

Cette thèse contribue a la recherche vers l'intelligence artificielle en utilisant des méthodes connexionnistes. Les réseaux de neurones récurrents sont un ensemble de modèles séquentiels de plus en plus populaires capable en principe d'apprendre des algorithmes arbitraires. Ces modèles effectuent un apprentissage en profondeur, un type d'apprentissage machine. Sa généralité et son succès empirique en font un sujet intéressant pour la recherche et un outil prometteur pour la création de l'intelligence artificielle plus générale. Le premier chapitre de cette thèse donne un bref aperçu des sujets de fonds: l'intelligence artificielle, l'apprentissage machine, l'apprentissage en profondeur et les réseaux de neurones récurrents. Les trois chapitres suivants couvrent ces sujets de manière de plus en plus spécifiques. Enfin, nous présentons quelques contributions apportées aux réseaux de neurones récurrents. Le chapitre \ref{arxiv1} présente nos travaux de régularisation des réseaux de neurones récurrents. La régularisation vise à améliorer la capacité de généralisation du modèle, et joue un role clé dans la performance de plusieurs applications des réseaux de neurones récurrents, en particulier en reconnaissance vocale. Notre approche donne l'état de l'art sur TIMIT, un benchmark standard pour cette tâche. Le chapitre \ref{cpgp} présente une seconde ligne de travail, toujours en cours, qui explore une nouvelle architecture pour les réseaux de neurones récurrents. Les réseaux de neurones récurrents maintiennent un état caché qui représente leurs observations antérieures. L'idée de ce travail est de coder certaines dynamiques abstraites dans l'état caché, donnant au réseau une manière naturelle d'encoder des tendances cohérentes de l'état de son environnement. Notre travail est fondé sur un modèle existant; nous décrivons ce travail et nos contributions avec notamment une expérience préliminaire.

Amélioration a posteriori de la traduction automatique par métaheuristique

La traduction automatique statistique est un domaine très en demande et où les machines sont encore loin de produire des résultats de qualité humaine. La principale méthode utilisée est une traduction linéaire segment par segment d'une phrase, ce qui empêche de changer des parties de la phrase déjà traduites. La recherche pour ce mémoire se base sur l'approche utilisée dans Langlais, Patry et Gotti 2007, qui tente de corriger une traduction complétée en modifiant des segments suivant une fonction à optimiser. Dans un premier temps, l'exploration de nouveaux traits comme un modèle de langue inverse et un modèle de collocation amène une nouvelle dimension à la fonction à optimiser. Dans un second temps, l'utilisation de différentes métaheuristiques, comme les algorithmes gloutons et gloutons randomisés permet l'exploration plus en profondeur de l'espace de recherche et permet une plus grande amélioration de la fonction objectif.

Alaric : un barbare à l'habitus romain au tournant du 5e siècle

Cette thèse a comme objectif de démontrer combien Alaric et ses Goths étaient Romains dans pratiquement toutes les catégories connues sur leur compte. Pour ce faire, l’auteur a puisé dans les sciences sociales et a emprunté le champ conceptuel de l’éminent sociologue Pierre Bourdieu. À l’aide du concept d’habitus, entre autres choses, l’auteur a tenté de faire valoir à quel point les actions d’Alaric s’apparentaient à celles des généraux romains de son époque. Naturellement, il a fallu étaler le raisonnement au long de plusieurs chapitres et sur de nombreux niveaux. C’est-à-dire qu’il a fallu d’abord définir les concepts populaires en ce moment pour « faire » l’histoire des barbares durant l’Antiquité tardive. Pensons ici à des termes tels que l’ethnicité et l’ethnogenèse. L’auteur s’est distancé de ces concepts qu’il croyait mal adaptés à la réalité des Goths et d’Alaric. C’est qu’il fallait comprendre ces hommes dans une structure romaine, au lieu de leur octroyer une histoire et des traditions barbares. Il a ensuite fallu montrer que la thèse explorait des avenues restées peu empruntées jusqu’à aujourd’hui. Il a été question de remonter jusqu’à Gibbon pour ensuite promouvoir le fait que quelques érudits avaient autrefois effleuré la question d’Alaric comme étant un homme beaucoup moins barbare que ce que la tradition véhiculait à son sujet, tel que Fustel de Coulanges, Amédée Thierry ou encore Marcel Brion. Il s’agissait donc de valider l’angle de recherche en prenant appui d’abord sur ces anciens luminaires de la discipline. Vint ensuite l’apport majeur de cette thèse, c’est-à-dire essentiellement les sections B, C et D. La section B a analysé la logistique durant la carrière d’Alaric. Cette section a permis avant tout de démontrer clairement qu’on n’a pas affaire à une troupe de brigands révoltés; le voyage de 401-402 en Italie prouve à lui seul ce fait. L’analyse approfondie de l’itinéraire d’Alaric durant ses nombreux voyages a démontré que cette armée n’aurait pas pu effectuer tous ces déplacements sans l’appui de la cour orientale. En l’occurrence, Alaric et son armée étaient véritablement des soldats romains à ce moment précis, et non pas simplement les fédérés barbares de la tradition. La section C s’est concentrée sur les Goths d’Alaric, où on peut trouver deux chapitres qui analysent deux sujets distincts : origine/migration et comparaison. C’est dans cette section que l’auteur tente de valider l’hypothèse que les Goths d’Alaric n’étaient pas vraiment Goths, d’abord, et qu’ils étaient plutôt Romains, ensuite. Le chapitre sur la migration n’a comme but que de faire tomber les nombreuses présomptions sur la tradition gothe que des érudits comme Wolfram et Heather s’efforcent de défendre encore aujourd’hui. L’auteur argumente pour voir les Goths d’Alaric comme un groupe formé à partir d’éléments romains; qu’ils eurent été d’une origine barbare quelconque dans les faits n’a aucun impact sur le résultat final : ces hommes avaient vécu dans l’Empire durant toute leur vie (Alaric inclus) et leurs habitus ne pouvaient pas être autre chose que romain. Le dernier chapitre de la section C a aussi démontré que le groupe d’Alaric était d’abord profondément différent des Goths de 376-382, puis d’autres groupes que l’on dit barbares au tournant du 5e siècle, comme l’étaient les Vandales et les Alamans par exemple. Ensemble, ces trois chapitres couvrent la totalité de ce que l’on connait du groupe d’Alaric et en offre une nouvelle interprétation à la lumière des dernières tendances sociologiques. La section D analyse quant à elle en profondeur Alaric et sa place dans l’Empire romain. L’auteur a avant tout lancé l’idée, en s’appuyant sur les sources, qu’Alaric n’était pas un Goth ni un roi. Il a ensuite analysé le rôle d’Alaric dans la structure du pouvoir de l’Empire et en est venu à la conclusion qu’il était l’un des plus importants personnages de l’Empire d’Orient entre 397 et 408, tout en étant soumis irrémédiablement à cette structure. Sa carrière militaire était des plus normale et s’inscrivait dans l’habitus militaire romain de l’époque. Il a d’ailleurs montré que, par ses actions, Alaric était tout aussi Romain qu’un Stilicon. À dire le vrai, mis à part Claudien, rien ne pourrait nous indiquer qu’Alaric était un barbare et qu’il essayait d’anéantir l’Empire. La mauvaise image d’Alaric n’est en effet redevable qu’à Claudien : aucun auteur contemporain n’en a dressé un portrait aussi sombre. En découle que les auteurs subséquents qui firent d’Alaric le roi des Goths et le ravageur de la Grèce avaient sans doute été fortement influencés eux aussi par les textes de Claudien.

Vivre avec un statut « dangereux » : l’expérience pénale d’hommes déclarés « délinquants dangereux » ou « délinquants à contrôler »

Cette recherche qualitative a comme objectif de comprendre et d’analyser l’expérience pénale d’individus ayant été déclarés « délinquants dangereux » ou « délinquants à contrôler », en vertu des dispositions légales prévues à la Partie XXIV (articles 752 et suivantes) du Code criminel canadien. Plus spécifiquement, nous avons voulu mettre en lumière comment se vit l’apposition de ce statut « dangereux » au plan personnel et social au moment des procédures judiciaires, lors de l’exécution de leur peine d’incarcération et dans le cadre de leur liberté surveillée, le cas échéant. Pour ce faire, nous avons rencontré dix-neuf hommes visés par ces dispositions légales afin de restituer en profondeur leur expérience pénale par rapport à ce « statut » légalement imposé, et ce, à partir de leur point de vue. Il en ressort que les individus faisant l’objet d’une déclaration spéciale traversent un grand bouleversement émotif, d’une part, en lien avec les délits qu’ils ont commis et d’autre part, relativement à la peine leur ayant été imposée. Ces sentiments complexes semblent se positionner en paradoxe entre un sentiment de culpabilité pour les gestes commis et l’impression d’avoir été traités injustement. Les hommes rencontrés partagent également un parcours pénal difficile marqué par de l’exclusion, du rejet ainsi que des mauvais traitements physiques ou psychologiques. Ils rapportent beaucoup d’impuissance à pouvoir faire évoluer leur situation, soit de se défaire de leur statut « dangereux ». Enfin, l’analyse des propos rapportés montre que l’imposition d’une déclaration spéciale ne constitue pas une « simple » peine puisqu’elle induit un processus de stigmatisation immédiat, discréditant et permanent qui a des implications importantes au niveau social et personnel. Ces implications ont de fait, engendré une transformation à l’égard de la perception qu’ils ont d’eux-mêmes ainsi que dans leurs façons de se comporter socialement.

Représentations identitaires chez un homme ayant purgé une longue peine : aspects stables et mobiles

Nombre de recherches portent sur la question de l’abandon de la délinquance et du processus de désistance qui la précède. Bien que les angles d’approche soient diversifiés, elles s’entendent pour dire que ce processus implique des changements sociaux autant que personnels. Ce mémoire s’est intéressé à la question des changements identitaires chez des individus qui avaient été condamnés à une longue peine d’emprisonnement et qui ont obtenu leur libération conditionnelle totale. Le principal objectif de ce mémoire est de comprendre en quoi les aspects permanents de l’identité et ceux qui sont modifiables sont à l’œuvre dans la trajectoire de changement d’un homme condamné à perpétuité pour meurtre et qui a obtenu sa libération conditionnelle totale. La méthode qualitative qu’est le récit de vie, et selon une perspective phénoménologique, a été utilisée afin d’atteindre les objectifs de cette recherche. Un homme condamné à une sentence de prison à vie, mais ayant obtenu sa libération totale a été rencontré en dix entretiens en profondeur d’une durée d’une heure à une heure et demie. Nous avons choisi de procéder à un nombre élevé d’entretiens de type semi-directifs afin de permettre l’approfondissement des propos de l’individu rencontré. Les résultats suggèrent que certaines représentations de l’identité restent stables dans le temps alors que d’autres se transforment au fil de la trajectoire de vie. En effet, de l’analyse du récit de vie de l’individu se dégagent deux représentations stables, qui marquent durablement l’identité de ce dernier dans sa trajectoire de vie, et quatre modifiables, qui se sont développées au cours de sa détention. Les résultats montrent aussi que les représentations stables semblent intervenir autant dans le processus criminogène que dans celui de la désistance.

Fonctionnalisation covalente de monocouches et bicouches de graphène

Le graphène est une nanostructure de carbone hybridé sp2 dont les propriétés électroniques et optiques en font un matériau novateur avec un très large potentiel d’application. Cependant, la production à large échelle de ce matériau reste encore un défi et de nombreuses propriétés physiques et chimiques doivent être étudiées plus en profondeur pour mieux les exploiter. La fonctionnalisation covalente est une réaction chimique qui a un impact important dans l’étude de ces propriétés, car celle-ci a pour conséquence une perte de la structure cristalline des carbones sp2. Néanmoins, la réaction a été très peu explorée pour ce qui est du graphène déposé sur des surfaces, car la réactivité chimique de ce dernier est grandement dépendante de l’environnement chimique. Il est donc important d’étudier la fonctionnalisation de ce type de graphène pour bien comprendre à la fois la réactivité chimique et la modification des propriétés électroniques et optiques pour pouvoir exploiter les retombées. D’un autre côté, les bicouches de graphène sont connues pour avoir des propriétés très différentes comparées à la monocouche à cause d’un empilement des structures électroniques, mais la croissance contrôlée de ceux-ci est encore très difficile, car la cinétique de croissance n’est pas encore maîtrisée. Ainsi, ce mémoire de maîtrise va porter sur l’étude de la réactivité chimique du graphène à la fonctionnalisation covalente et de l’étude des propriétés optiques du graphène. Dans un premier temps, nous avons effectué des croissances de graphène en utilisant la technique de dépôt chimique en phase vapeur. Après avoir réussi à obtenir du graphène monocouche, nous faisons varier les paramètres de croissance et nous nous rendons compte que les bicouches apparaissent lorsque le gaz carboné nécessaire à la croissance reste présent durant l’étape de refroidissement. À partir de cette observation, nous proposons un modèle cinétique de croissance des bicouches. Ensuite, nous effectuons une étude approfondie de la fonctionnalisation du graphène monocouche et bicouche. Tout d’abord, nous démontrons qu’il y a une interaction avec le substrat qui inhibe grandement le greffage covalent sur la surface du graphène. Cet effet peut cependant être contré de plusieurs façons différentes : 1) en dopant chimiquement le graphène avec des molécules réductrices, il est possible de modifier le potentiel électrochimique afin de favoriser la réaction; 2) en utilisant un substrat affectant peu les propriétés électroniques du graphène; 3) en utilisant la méthode d’électrogreffage avec une cellule électrochimique, car elle permet une modulation contrôlée du potentiel électrochimique du graphène. De plus, nous nous rendons compte que la réactivité chimique des bicouches est moindre dû à la rigidité de structure due à l’interaction entre les couches. En dernier lieu, nous démontrons la pertinence de la spectroscopie infrarouge pour étudier l’effet de la fonctionnalisation et l’effet des bicouches sur les propriétés optiques du graphène. Nous réussissons à observer des bandes du graphène bicouche dans la région du moyen infrarouge qui dépendent du dopage. Normalement interdites selon les règles de sélection pour la monocouche, ces bandes apparaissent néanmoins lorsque fonctionnalisée et changent grandement en amplitude dépendamment des niveaux de dopage et de fonctionnalisation.

Perspective d'étudiantes infirmières de leur environnement d'apprentissage de la pratique en contexte de diversité culturelle lors d'une immersion clinique à l'international

Il existe une grande diversité dans les programmes de formation en sciences infirmières concernant l’organisation de stages d’immersion clinique à l’international et le soutien offert aux étudiantes (Kokko, 2011). Cette étude de cas qualitative explore, selon la perspective d’étudiantes infirmières, les éléments de l’environnement d’apprentissage de la pratique en contexte de diversité culturelle dans le cadre d’une immersion clinique à l’international. Le modèle constructiviste de développement de la compétence culturelle de Blanchet Garneau (2013 ; Blanchet Garneau et Pepin, 2015a) a servi de cadre de référence à cette étude. Dix étudiantes ayant participé à l’immersion clinique ont pris part à une entrevue individuelle en profondeur. Suite à une analyse qualitative thématique des données inspirée de Miles, Huberman et Saldana (2014), trois thèmes inter reliés ressortent : accompagnement par de multiples collaborations, trouver sa place dans le milieu d’accueil et écart entre les attentes des étudiantes et l’expérience vécue. Ces thèmes permettent de comprendre l’environnement d’apprentissage des étudiantes dans le développement de leur compétence culturelle, notamment leur capacité de s’ouvrir aux différentes réalités en contexte de diversité culturelle. Puisque peu d’écrits abordent spécifiquement les éléments de l’environnement d’apprentissage liés à la capacité de s’ouvrir aux différentes réalités de la pratique en contexte de diversité culturelle à l’étranger, cette étude contribue à l’approfondissement des éléments de l’environnement d’apprentissage présenté dans le modèle de Blanchet Garneau (2013 ; Blanchet Garneau et Pepin, 2015) et constitue un ajout aux connaissances actuelles liées au développement de la compétence culturelle.

Cartographie récente et écologie du nerprun bourdaine en Estrie

Le nerprun bourdaine (Rhamnus frangula L.) est une espèce exotique qui envahit plusieurs régions du sud du Québec, et plus particulièrement la région administrative de l'Estrie. Actuellement, on connaît encore peu l'écologie de l'espèce dans le contexte québécois et il n’existe pas de portrait d’ensemble de sa distribution dans les forêts tempérées de cette région. Dans ce contexte, le premier objectif du projet était de cartographier par télédétection la distribution du nerprun bourdaine dans deux secteurs de l'Estrie. Un second objectif était d'évaluer les variables environnementales déterminantes pour expliquer le recouvrement de nerprun bourdaine. La phénologie du nerprun bourdaine diffère de celle de la plupart des espèces indigènes arborescentes puisque ses feuilles tombent plus tard en automne. Cette caractéristique a permis de cartographier, par démixage spectral, la probabilité d'occurrence du nerprun bourdaine grâce à une série temporelle d'images du capteur OLI de Landsat 8. Le recouvrement du nerprun bourdaine a été calculé dans 119 placettes sur le terrain. La cartographie résultante a montré un accord de 69% avec les données terrain. Une image SPOT-7, dont la résolution spatiale est plus fine, a ensuite été utilisée, mais n’a pas permis d'améliorer la cartographie, puisque la date d’acquisition de l’image n’était pas optimale dû à un manque de disponibilité. Concernant le second objectif de la recherche, la variable la plus significative pour expliquer la présence de nerprun bourdaine était la densité du peuplement, ce qui suggère que l’ouverture de la couverture forestière pourrait favoriser l’envahissement. Néanmoins, les résultats tendent à démontrer que le nerprun bourdaine est une espèce «généraliste» qui s’adapte bien à plusieurs conditions environnementales.

Une étude sur le processus de changement menant au désistement criminel d’un détenu purgeant une peine à perpétuité dans la collectivité

La présente étude explore la trajectoire de vie d’un détenu condamné à une peine à perpétuité qui bénéficie d’une libération conditionnelle totale afin d’identifier laquelle ou lesquelles des cinq grandes conceptualisations théoriques du désistement criminel permettent le mieux d’expliquer sa trajectoire de désistement. Pour atteindre cet objectif, une méthodologie qualitative de type exploratoire a été privilégiée. Un homme purgeant une peine à perpétuité dans la collectivité a été rencontré en contexte d’entretiens afin de restituer en profondeur son histoire de vie et cerner, à la lumière des théories recensées, les concepts applicables à son désistement criminel. Une série de neuf entretiens d’environ une heure et demie a été réalisée. Le récit de vie de monsieur P est présenté et analysé pour illustrer l’applicabilité des principales conceptualisations théoriques du désistement criminel qui ont été recensées dans le présent mémoire. L’analyse des données recueillies a permis de faire ressortir l’importance de considérer le concept identitaire dans le processus de désistement et le changement psychologique qui l’accompagne. La discussion aborde quelques pistes d’interventions susceptibles de soutenir le travail des membres du personnel qui œuvrent auprès des délinquants qui purgent de longues peines. Celles-ci prennent en compte les défis posés par la clientèle particulière des détenus à perpétuité et cherchent à maximiser leur réintégration sociale lors de leur mise en liberté.