Transfert ultrarapide d’électron et transfert modéré d’énergie au sein d’assemblages supramoléculaires de colorants et d’un cluster de palladium

Résumé : Les transferts d’électrons photo-induits et d’énergie jouent un rôle primordial dans un grand nombre de processus photochimiques et photobiologiques, comme la respiration ou la photosynthèse. Une très grande quantité de systèmes à liaisons covalentes ont été conçus pour copier ces processus de transferts. Cependant, les progrès sont, en grande partie, limités par les difficultés rencontrées dans la synthèse de nouveaux couples de types donneurs-accepteurs. Récemment, des espèces utilisant des liaisons non-covalentes, comme les liaisons hydrogènes, les interactions [pi]-[pi], les liaisons de coordination métal-ligands ou encore les interactions électrostatiques sont le centre d’un nouvel intérêt du fait qu’ils soient plus faciles à synthétiser et à gérer pour obtenir des comportements de transferts d’électrons ou d’énergie plus flexibles et sélectifs. C’est dans cette optique que le travail de cette thèse a été mené, i.e. de concevoir des composés auto-assemblés avec des porphyrines et un cluster de palladium pour l’étude des transferts d’électrons photo-induits et d’énergie. Cette thèse se divise en quatre parties principales. Dans la première section, le chapitre 3, deux colorants porphyriniques, soit le 5-(4-carboxylphényl)-10, 15, 20-tristolyl(porphyrinato)zinc(II) (MCP, avec Na+ comme contre-ion) et 5, 15-bis(4-carboxylphényl)-15, 20-bistolyl(porphyrinato)zinc(II) (DCP, avec Na+ comme contre-ion) ont été utilisés comme donneurs d’électrons, et le [Pd3(dppm)3(CO)]2+ ([Pd32+], dppm = (Ph2P)2CH2, PF6‾ est le contre-ion) a été choisi comme accepteur d’électrons. La structure de l’assemblage [Pd32+]•••porphyrine a été élucidée par l’optimisation des géométries à l’aide de calculs DFT. La spectroscopie d’absorption transitoire (TAS) montre la vitesse de transferts d’électrons la plus rapide (< 85 fs, temps inférieurs à la limite de détection) jamais enregistrée pour ce type de système (porphyrine-accepteur auto-assemblés). Généralement, ces processus sont de l’ordre de l’échelle de la ps-ns. Cette vitesse est comparable aux plus rapides transferts d’électrons rapportés dans le cas de systèmes covalents de type porphyrine-accepteur rapide (< 85 fs, temps inférieurs à la limite de détection). Ce transfert d’électrons ultra-rapide (ket > 1.2 × 1013 s-1) se produit à l’état énergétique S1 des colorants dans une structure liée directement par des interactions ioniques, ce qui indique qu’il n’est pas nécessaire d’avoir de forts liens ou une géométrie courbée entre le donneur et l’accepteur. Dans une deuxième section, au chapitre 4, nous avons étudié en profondeur l’effet de l’utilisation de porphyrines à systèmes π-étendus sur le comportement des transferts d’électrons. Le colorant 9, 18, 27, 36-tétrakis-meso-(4-carboxyphényl)tétrabenzoporphyrinatozinc(II) (TCPBP, avec Na+ comme contre-ion) a été sélectionné comme candidat, et le 5, 10, 15, 20-tétrakis-meso-(4-carboxyphényl)porphyrineatozinc(II) (TCPP, avec Na+ comme contre-ion) a aussi été utilisé à des fins de comparaisons. TCPBP et TCPP ont, tous deux, été utilisés comme donneurs d’électrons pour fabriquer des assemblages supramoléculaires avec le cluster [Pd32+] comme accepteur d’électrons. Les calculs DFT ont été réalisés pour expliquer les structures de ces assemblages. Dans les conditions expérimentales, ces assemblages sont composés principalement d’une porphyrine avec 4 équivalents de clusters. Ces systèmes ont aussi été investigués par des mesures de quenching (perte de luminescence), par électrochimie et par d’autres techniques. Les transferts d’électrons (< 85 fs; temps inférieurs à la limite de détection) étaient aussi observés, de façon similaire aux assemblages MCP•••[Pd32+] et [Pd32+]•••DCP•••[Pd32+]. Les résultats nous indiquent que la modification de la structure de la porphyrine vers la tétrabenzoporphyrine ne semble pas influencer le comportement des cinétiques de transferts d’électrons (aller ou retour). Dans la troisième section, le chapitre 5, nous avons synthétisé la porphyrine hautement [pi]-conjuguée: 9, 18, 27, 36-tétra-(4-carboxyphényléthynyl)tétrabenzoporphyrinatozinc(II) (TCPEBP, avec Na+ comme contre-ion) par des fonctionnalisations en positions meso- et β, β-, qui présente un déplacement vers le rouge de la bande de Soret et des bandes Q. TCPEBP était utilisé comme donneur d’électrons pour fabriquer des motifs supramoléculaires avec le [Pd32+] comme accepteur d’électrons. Des expériences en parallèle ont été menées en utilisant la 5, 10, 15, 20-tétra-(4-carboxyphényl)éthynylporphyrinatozinc(II) (TCPEP, avec Na+ comme contre-ion). Des calculs DFT et TDDFT ont été réalisés pour de nouveau déterminer de façon théorique les structures de ces systèmes. Les constantes d’association pour les assemblages TCPEBP•••[Pd32+]x sont les plus élevées parmi tous les assemblages entre des porphyrines et le cluster de palladium rencontrés dans la littérature. La TAS a montré, encore une fois, des processus de transferts d’électrons dans des échelles de l’ordre de 75-110 fs. Cependant, les transferts de retour d’électrons sont aussi très rapides (< 1 ps), ce qui est un obstacle potentiel pour des applications en cellules solaires à pigment photosensible (DSSCs). Dans la quatrième section, le chapitre 6, les transferts d’énergie triplets (TET) ont été étudiés pour les assemblages MCP•••[Pd32+] et [Pd32+]•••DCP•••[Pd32+]. Les analyses spectrales des états transitoires dans l’échelle de temps de la ns-[mu]s démontrent de façon évidente les TETs; ceux-ci présentent des transferts d’énergie lents et/ou des vitesses moyennes pour des transferts d’énergie T1-T1 (3dye*•••[Pd32+] → dye•••3[Pd32+]*) opérant à travers exclusivement le mécanisme de Förster avec des valeurs de kET autour de ~ 1 × 105 s-1 selon les mesures d’absorption transitoires à 298 K. Des forces motrices non-favorables rendent ces types de processus non-opérants ou très lents dans les états T1. L’état T1 de [Pd32+] (~8190 cm-1) a été qualitativement déterminé par DFT et par la mise en évidence de l’émission S0 ← Tn retardée à 680-700 nm provenant de l’annihilation T1-T1, ce qui fait que ce cluster peut potentiellement agir comme un donneur à partir de ses états Tn, et accepteur à partir de T1 à l’intérieur de ces assemblages. Des pertes d’intensités de types statiques pour la phosphorescence dans le proche-IR sont observées à 785 nm. Ce travail démontre une efficacité modérée des colorants à base de porphyrines pour être impliquée dans des TETs avec des fragments organométalliques, et ce, même attachées grâce à des interactions ioniques. En conclusion, les assemblages ioniques à base de porphyrines et de clusters de palladium présentent des propriétés de transferts d’électrons S1 ultra-rapides, et des transferts d’énergie T1 de vitesses modérées, ce qui est utile pour de possibles applications comme outils optoélectroniques. D’autres études, plus en profondeur, sont présentement en progrès.

L’influence des stratégies hétérorégulatives des infirmières sur l’auto-efficacité des adultes atteints de maladie chronique à autoréguler leur santé-dans-la-maladie : expérimentation d’une méthode intégrative des savoirs expérientiels des personnes atteintes de maladie chronique et des savoirs professionnels des soignants

Compte tenu de l’ampleur des maladies chroniques et de leur répercussion économique sur la société française, l’Éducation thérapeutique du patient (ÉTP) est devenue incontournable. Cependant, la place des savoirs expérientiels revendiquée par les patients réinterroge le pouvoir professionnel des soignants. Notre recherche est descriptive et intègre une approche quasi-experimentale. Il s’agit d’étudier l’influence des stratégies hétérorégulatives mises en œuvre par les infirmières en activité d’ÉTP sur l’apprentissage des personnes adultes atteintes de maladie chronique à autoréguler leur santé-dans-la maladie. Nous avons créé un dispositif de formation qui repose sur une triangulation théorique entre la théorie sociocognitive de Bandura (2003) et plus précisément les sources d’activation du sentiment d’efficacité personnel (SEP), un construit issue des sciences infirmières qu’est la santé-dans-la-maladie (Ellefsen, 2010) et une approche en soins infirmiers fondée sur les forces (Gottlieb et Gottlieb, 2014) mettant un fort accent sur le partenariat de collaboration soignés-soignants. Nos groupes témoins (GT) et expérimentaux (GE) ont été composés de dyades d’infirmières et de patients atteins de diabète de type 2, en atelier d’ÉTP sur le thème de l’hypoglycémie et ce, dans deux Centres hospitaliers universitaires (CHU) différents. Ce sont au total huit infirmières et trente patients qui ont été investigués. Le GT est constitué de quatre infirmières ayant chacune un groupe de patients et il en est de même pour le GE. Nous avions un GT et un GE dans chacun des CHU. Nos outils de recueil de données identiques pour les deux groupes sont : une échelle psychométrique créée par nos soins et vérifiée statistiquement, destinée à mesurer le SEP spécifique des patients avant la formation, de suite après la formation et à distance de la formation à un mois ; la vidéoscopie avec grille d’encodage pour observer en différé les pratiques pédagogiques des infirmières. Seules les infirmières du groupe expérimental ont été formées à notre dispositif. Les données recueillies ont subi un traitement statistique. Suite à l’analyse des résultats, nous sommes en mesure de dire qu’il existe une différence entre les pratiques pédagogiques des infirmières du GT et du GE. Les infirmières du GE ont mis en œuvre l’intégralité des sources d’activation du SEP dont le construit de santé-dans-la-maladie dans une dynamique de partenariat de collaboration et il existe un impact significatif sur les scores d’auto-efficacité des patients du GE en post-test immédiat avec maintien dans le temps à un mois. Ceci n’est pas le cas pour les patients du GT. Les infirmières du GT ont réalisé les pratiques pédagogiques qu’elles avaient l’habitude de mettre en œuvre. Les scores d’auto-efficacité des patients du GT ne connaissent pas d'évolution notable en post-test immédiat et à un mois.

Développement de stratégies et d'outils analytiques novateurs pour la détection de vaches atteintes de paratuberculose

La paratuberculose bovine est une maladie causée par la mycobactérie Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis (MAP). Elle est responsable d’énormes pertes économiques dans le monde. En effet, cette maladie provoque la diminution de la production laitière chez les vaches ainsi qu’un état de fatigue général en raison d’une entérite chronique chez les sujets atteints. Des indices mettent également en évidence le potentiel zoonotique de MAP et malheureusement aucun traitement n’est connu à ce jour. Ainsi, les stratégies actuelles pour contrer la maladie dans les troupeaux reposent plutôt sur des actions préventives. Actuellement, le diagnostic de la paratuberculose reste difficile et la prévalence de la maladie est probablement sous-estimée dans les troupeaux en raison de la faible sensibilité des tests diagnostiques. Dans l’optique de développer une nouvelle méthode diagnostique pour la paratuberculose, ce projet de recherche s’est établi en deux étapes : la mise en place d’un système de diagnostic robuste des animaux par les méthodes de dépistage traditionnelles, incluant une étude comparative de l’efficacité de trousses commerciales, et finalement l’étude de la prolifération cellulaire spécifique des lymphocytes comme d’une épreuve diagnostique pour la maladie. Ainsi, la comparaison des trousses commerciales a démontré un écart d’efficacité qui a permis d’établir de nouvelles recommandations pour l’analyse des animaux ainsi que l’amélioration du diagnostic de la paratuberculose dans les troupeaux. Concernant le développement d’une méthode de diagnostique basée sur la prolifération lymphocytaire, de nombreuses difficultés techniques ont entravé le bon déroulement du projet mais ces travaux montrent la possibilité de caractériser de manière plus complète les différents types lymphocytaires par cytométrie de flux chez le bovin laitier.

Étude de la pertinence et de l'efficacité des stratégies pédagogiques favorisant le développement de la pensée critique en Techniques d'orthèses et de prothèses orthopédiques.

Le premier chapitre de cette étude décrit les différents contextes, professionnels et pédagogiques, de la profession d'orthoprothésiste et de son évolution. Il présente les nombreuses mouvances ayant influencé les orientations du nouveau programme et de ses stratégies pédagogiques. On y aborde, en conséquence, la problématique ainsi que les raisons qui ont poussé le chercheur à vouloir conduire cette étude. Le deuxième chapitre détermine le cadre conceptuel duquel relève cette étude. Comme les critères d'observation du développement des compétences prfessionnelles et intellectuelles utilisés sont tirés de recherches sur la pensée critique et la métacognition, cette section en définit les principales caractéristiques de même que leurs applications. Ce chapitre présente aussi une définition des concepts pédagogiques de base utilisés, comme les notions de connaissances et de compétence, ainsi qu'une description des particularités des cours de la troisième année du programme de TOP. Enfin, il se termine par une définition opérationnelle de tous les concepts essentiels à la compréhension de l'étude et par l'explication de ses objectifs spécifiques. Le troisième chapitre élabore la méthodologie nécessaire à la réalisation de cette étude. L'approche méthodologique qualitative est présentée ainsi que le paradigme épistémologique interprétatif dont elle s'inspire. La population et l'échantillon y sont définis et on donne aussi un aperçu du déroulement de l'étude. La description des techniques et des instruments de collecte de données représente la principale section de ce chapitre. On expose les résultats de la consultation des collègues professionnels, en lien avec le premier objectif spécifique, de même que l'explication des différents axes de triangulation et la justification de chacun des instruments de collecte en lien avec les deux derniers objectifs spécifiques. Le quatrième chapitre explicite l'analyse et l'interprétation des résultats obtenus lors de l'application des différents objectifs spécifiques. Les observations du chercheur et de ses collègues sont formulées ainsi que les conclusions mitigées qui en découlent. On y présente également les opinions exprimées par les élèves et l'enthousiasme avec lequel ils ont perçu leur évolution professionelle et interllectuelle, à la suite de cette troisième année dans le programme de TOP. Une comparaison des deux perspectives, soit celle des professeurs et celle des élèves, permet de mettre en évidence des améliorations à apporter aux stratégies pédagogiques, particulièrement au plan de leur application pratique.

Apprentissage par problèmes étude exploratoire de son application partielle au collégial

Les débats actuels sur l'avenir des cégeps portent essentiellement sur une caractéristique: l'efficacité de l'enseignement. La mondialisation des marchés et les développements scientifiques et technologiques ont des incidences sur les programmes de formation et les stratégies éducatives. De nombreuses réflexions alimentent notre engagement pédagogique: peut-on, simultanément, concilier tous les objectifs d'une formation de qualité au cégep? Peut-on, à l'intérieur d'un programme professionnel reconnu comme étant"lourd", réaliser une formation qui doit être à la fois fondamentale, générale et polyvalente tout en permettant l'acquisition de connaissances très spécifiques à la profession? Comment éviter que cette acquisition se fasse au détriment du développement personnel? Comment répondre aux aspirations d'une formation collégiale qui se veut de qualité, tout en tenant compte des besoins nécessaires à l'intégration sociale et des caractéristiques imposées par le marché du travail: la capacité d'adaptation, la capacité de faire des choix fondés sur un système de valeurs et sur un esprit critique et enfin, la capacité d'ouverture à la diversité?"--Résumé abrégé par UMI.

Les TIC en information et orientation professionnelles un soutien au developpement de compétences transversales

À l'instar de la Réforme de l'éducation qui a lieu actuellement au Québec, deux éléments viennent alimenter le but et la raison d'être de cette recherche: l'abandon des cours de choix de carrière dans la grille-matière et le développement des compétences informatiques. Ces deux éléments relèvent des compétences transversales devant être construites par l'élève. L'objectif de cette recherche était de cerner l'efficacité du recours à des environnements informatiques en tant qu'outils de construction de compétences spécifiques et ainsi proposer aux jeunes une nouvelle méthode pour acquérir leur autonomie vocationnelle. L'échantillon était composé d'élèves de quatrième et cinquième secondaire. Suite aux traitements des données et aux analyses du discours des élèves, nos résultats démontrent comment les participants ont atteint certaines compétences transversales d'ordre méthodologiques et intellectuelles salutaires à leur choix de carrière. L'apport des technologies de l'information et des communications a été démontré et des pistes de recherches subséquentes ont été suggérées.

Environnements didactiques informatiques et pédagogie du projet analyse de l'intervention éducative d'un enseignant en milieu scolaire socioéconomiquement faible

Cette étude de cas analyse l'intervention éducative d'un enseignant du primaire qui a mis en oeuvre un dispositif didactique et pédagogique intégrant de façon systématique l'informatique scolaire à une pédagogie du projet dans le but de mieux répondre aux besoins liés à l'apprentissage d'élèves provenant d'un milieu socioéconomiquement faible.Cette étude longitudinale (1998-2001) fait ressortir l'impact de l'agir professionnel sur la réussite scolaire. La problématique de notre recherche s'inscrit dans la foulée de la réforme en cours, dont l'une des visées est de contrer le retard scolaire au primaire et le risque d'échec et d'abandon scolaire précoce au secondaire. Quatre dimensions éclairent l'implémentation du dispositif: l'équité sociale, les changements épistémologiques, une orientation vers la socialisation et le rôle des TIC pour soutenir le développement des compétences transversales. Le cadre conceptuel s'appuie sur une perspective socioconstructiviste cohérente avec la théorie de l'anthropologie culturelle de Vygotsky (1978) pour qui l'apprentissage ne se fait pas seul, mais avec l'aide de pairs plus avancés en contexte de cognition située. La médiation de l'enseignant, par sa réflexion en action , en synchronie avec les besoins immédiats de ses élèves, établit le lien entre enseignant et apprenants, pour qu'ils puissent développer un esprit d'initiative, ainsi que la responsabilité et l'autonomie pour assumer leurs apprentissages. Une méthodologie mixte interreliant des méthodes qualitatives et quantitatives a exigé un recueil de données sur des dimensions descriptives et évaluatives. Des données de deuxième ordre, issues d'une recherche FCAR (98-NT-004), ont permis de dégager des caractéristiques spécifiques à la planification, à la gestion de classe et aux comportements de l'"enseignant-cible" en contexte de pédagogie du projet. Les résultats obtenus par les 23 élèves aux examens sommatifs de 6e année témoignent de l'efficacité de l'intervention. La présente étude pourrait avoir des retombées en tant que modèle pour d'autres chercheurs intéressés à étudier l'impact des TIC comme matériel didactique. Sur le plan de la pratique, ce type d'intervention serait un moyen efficace pour contrer le décrochage scolaire chez les élèves en mobilisant leurs capacités de s'adapter avec succès à leur environnement, malgré les facteurs de risque qui pourraient les inhiber.

Étude de la consistance interne du Guide pour s'orienter (GPS)

Le Guide pour s'orienter (GPS) est un récent questionnaire en ligne conçu pour aider les jeunes à explorer leurs ressources internes et celles provenant de leur environnement, qui peuvent influencer leur orientation. Cet instrument est basé sur le concept du Sentiment d'efficacité personnelle (SEP) de Bandura et sur diverses théories du développement de carrière. Le but de cet article est de décrire les propriétés psychométriques relatives à la fidélité du GPS, avec le calcul des indices de consistance interne des échelles. En général, les résultats démontrent que la plupart des échelles du GPS ont un niveau de fidélité acceptable, notamment celles concernant les ressources internes.

Effet ajouté et participation des pères à un programme d'entraînement aux habiletés parentales

Selon l'American Psychiatric Association (APA, 2004), les troubles du comportement perturbateur (TCP) se divisent en trois diagnostics : le trouble d'attention avec ou sans hyperactivité (TDA/H), le trouble d'opposition avec ou sans provocation (TOP) et le trouble des conduites (TC). Les programmes d'entraînement aux habiletés parentales (PEHP) sont reconnus comme étant des pratiques probantes dans le traitement de ces troubles (Hartman, Stage et Webster-Stratton, 2003; Kazdin, 2001; Nock & Kazdin, 2001; Webster-Stratton, 2007; Weersing & Weisz, 2000). Toutefois, les pères s'impliquent généralement moins que les mères dans ce type d'intervention alors que leur implication dans la vie de l'enfant est associée à de nombreux bénéfices (Coplin & Houts, 1991; Lamb, 2004). Les objectifs de cette étude sont de vérifier si la participation des pères au programme est similaire à celle des mères et de vérifier quel est l'effet ajouté de leur participation à l'efficacité d'un PEHP sur l'enfant, les parents et la famille. Au total, 33 familles ont participé au programme et leur présence est justifiée par le TDA/H de leur enfant. Le groupe "sans père" (SP) est formé de 9 mères qui sont venues seules aux rencontres et le groupe "avec pères" (AP) est formé de 24 pères et mères venus ensemble. Ils ont participé au programme Ces années incroyables qui inclut 16 rencontres de groupe de deux heures chacune. L'évaluation est faite avant le programme (pré-test, Tl), à la fin (post-test, T2) et 6 mois plus tard (suivi, T3) et inclut des mesures du comportement de l'enfant, des pratiques éducatives parentales, du stress parental, du sentiment d'autoefficacité parental et du fonctionnement familial. Les résultats démontrent que les pères accompagnés sont moins assidus que les mères accompagnées, mais ne se distinguent pas des mères qui sont venues seules. Leur engagement dans les rencontres est toutefois similaire à celui des mères. Les analyses de variance à mesures répétées démontrent une amélioration plus immédiate des comportements extériorisés chez l'enfant dont le père était présent au programme. Suite au programme (post-test), sa présence n'a pas d'effet sur le stress parental, mais six mois après la fin de ce dernier (suivi), les mères qui y étaient seules se sentent plus stressée [i.e. stressées] que celles qui étaient accompagnées du père. Toutefois, très peu d'effets ont été décelés sur les pratiques éducatives parentales et le fonctionnement familial. La discussion analyse ces résultats et y fait suivre des retombées cliniques.

Régulation physiologique et perception de stress chez des parents d'enfants diagnostiqués d'un trouble du spectre de l'autisme : la contribution de la présence d'un chien d'assistance et des représentations associées à l'attachement

Les troubles du spectre de l'autisme (TSAR se caractérisent par des altérations au niveau de la réciprocité des interactions sociales, des habiletés de communication verbale et non verbale, ainsi que la présence de comportements et champs d'intérêts stéréotypés. Compte tenu des conclusions décrivant leurs parents comme vivant plus de stress comparativement aux parents d'enfants non diagnostiqués sur le spectre de l'autisme, il devient nécessaire d'offrir un soutien susceptible d'alléger leur quotidien et celui de leur enfant. Le recueil de données sur l'application d'une intervention novatrice qu'est l'intégration permanente d'un chien d'assistance au sein du milieu familial offrirait une contribution considérable basée sur les conclusions des études précédentes. Le modèle conceptuel de la présente étude réfère aux transactions entre la régulation diurne du cortisol, la perception de stress parental, la sévérité des atteintes comportementales de l'enfant ainsi que les représentations d'attachement de la mère. L'approche analytique s'oriente ainsi sur le caractère multidimensionnel des variables et s'intéresse particulièrement aux différences intra-individuelles dans l'adaptation parentale illustrée par l'activité totale de cortisol sur une période de 15 semaines. L'ensemble des données soulève la présence d'une sous-activation de l'axe 1-IPA ainsi qu'une perception de niveaux élevés de stress parental. Suivant une approche centrée sur la personne, les analyses ont permis de dégager deux profils distincts de régulation basés sur l'activité totale de cortisol salivaire. La présence du chien d'assistance au sein de la famille apporte des changements notables décrits par une diminution de la réponse du cortisol au réveil spécifique au sous-groupe de mères ayant un profil de sécrétion supérieur. L'étude apporte une démonstration empirique d'une hétérogénéité des patrons de régulation hormonale issus d'un même échantillon caractérisé par le vécu d'un stress chronique. L'efficacité d'une nouvelle forme d'intervention pouvant soulager les difficultés rencontrées par les parents est discutée selon un point de vue transdisciplinaire.

Évaluation des effets de l’intervention Circle of Security Parenting auprès de mères d’enfants d’âge préscolaire : une étude pilote

La prévalence importante des troubles d’adaptation au sein de la population d’enfants et d’adolescents du Québec appuient l’importance d’accorder une attention particulière aux piliers développementaux influençant leur trajectoire (Ministère de la Santé et des Services sociaux du Québec, 2002). Dans ce sens, des données longitudinales ont permis de statuer sur la nature de l’impact de la relation d’attachement entre le parent et l’enfant sur son adaptation ultérieure (Sroufe, Egeland, Carlson, & Collins, 2005). La sécurité d’attachement aurait un rôle protecteur, mais cette relation a aussi été identifiée comme le système le plus influent dans la compromission du développement de l’enfant (Cicchetti & Valentino, 2006). Parmi les interventions disponibles, le programme d’intervention Circle of Security Parenting (COS-P) (Powell, Cooper, Hoffman, & Marvin, 2009) s’avère particulièrement prometteur étant donnée la qualité de l’intégration théorique et clinique qui le sous-tend. Cependant, aucune donnée n’est encore disponible pour appuyer son efficacité au sein de la population québécoise dans un contexte de soins de première ligne. La présente étude vise ainsi à amorcer cette démarche avec un devis pré/post tests en explorant les effets du protocole d’intervention COS-P auprès de quatre mères et leur enfant d’âge préscolaire. À ces fins, des mesures cernant la fonction réflexive parentale et les dimensions des représentations de l’expérience affective du parent (Parent Development Interview – PDI; Aber, Slade, Berger, Bresgi & Kaplan, 1985) sont recueillies avant et après l’intervention. Les retombées de l’intervention sont aussi examinées chez les parents au niveau du stress parental (Parental Stress Index — PSI; Abidin, 1995; Bigras, LaFrenière, & Abidin, 1996) et au niveau des problèmes comportementaux et émotionnels chez les enfants (Child Behavior Checklist – CBCL; Achenbach & Rescorla, 2000). L’ensemble de ces données est analysé dans un premier temps avec perspective groupale et dans un deuxième temps, avec une perspective individuelle descriptive détaillant les résultats pour chaque participante. Les analyses ne permettent pas de démontrer une amélioration des représentations parentales et une augmentation de la fonction réflexive parentale, tel qu’attendu. Toutefois, le stress parental et les problèmes intériorisés des enfants diminuent, bien que de façon non significative. Il est proposé que l’effet de l’intervention soit compris en considérant le parent à l’intérieur d’un système dynamique, lui permettant de s’approprier l’intervention à travers un ensemble de facteurs qui lui sont propres. Des suggestions pour les études futures sont formulées en regard des constats méthodologiques et cliniques qui se dégagent de la présente étude notamment quant à la pertinence de mesures de relance (Navarro, manuscrit en préparation) et à la poursuite de la démonstration de l’efficacité du protocole avec un devis expérimental (Lemieux, manuscrit en préparation).

Développement d’un système d’actionnement utilisant la combustion d’une source d’énergie chimique pour la robotique mobile

Les systèmes d’actionnement couramment utilisés sur les systèmes de robotiques mobiles tels que les exosquelettes ou les robots marcheurs sont majoritairement électriques. Les batteries couplées à des moteurs électriques souffrent toutefois d’une faible densité de stockage énergétique et une faible densité de puissance, ce qui limite l’autonomie de ces dispositifs pour une masse de système donnée. Une étude comparative des systèmes d’actionnement potentiels a permis de déterminer que l’utilisation d’une source d’énergie chimique permettait d’obtenir une densité de stockage énergétique supérieure aux batteries. De plus, il a été déterminé que l’utilisation de la combustion directement dans un actionneur pneumatique souple permettrait d’obtenir une densité de puissance beaucoup plus élevée que celle des moteurs électriques. La conception, la fabrication et la caractérisation de plusieurs types d’actionneurs pneumatiques pressurisés directement par la combustion d’une source d’énergie chimique ont permis d’évaluer la faisabilité de l’approche, dans un contexte de robotique mobile, plus précisément pour des tâches de locomotion. Les paramètres permettant d’obtenir une efficacité énergétique élevée ont été étudiés. Il a été démontré que le ratio de compression et le ratio d’expansion doivent être optimisés. De plus, comme les pertes thermiques sont le mécanisme de perte dominant, le ratio d’équivalence devrait être réduit au minimum. Parmi les carburants usuels, l’hydrogène permet d’atteindre les valeurs de ratio d’équivalence les plus faibles, ce qui en fait un choix de carburant idéal. Les résultats expérimentaux ont été utilisés pour corréler un modèle analytique d’un actionneur pneumatique à combustion. Ce modèle analytique est par la suite utilisé pour vérifier la faisabilité théorique de l’utilisation de l’approche d’actionnement pour fournir la puissance à un dispositif d’assistance à la locomotion.

Conception, caractérisation et optimisation de SPAD en technologie Dalsa HV CMOS 0.8 μm pour intégration dans un 3D-SiPM

Résumé : Les photodiodes à avalanche monophotonique (SPAD) sont d'intérêts pour les applications requérant la détection de photons uniques avec une grande résolution temporelle, comme en physique des hautes énergies et en imagerie médicale. En fait, les matrices de SPAD, souvent appelés photomultiplicateurs sur silicium (SiPM), remplacent graduellement les tubes photomultiplicateurs (PMT) et les photodiodes à avalanche (APD). De plus, il y a une tendance à utiliser les matrices de SPAD en technologie CMOS afin d'obtenir des pixels intelligents optimisés pour la résolution temporelle. La fabrication de SPAD en technologie CMOS commerciale apporte plusieurs avantages par rapport aux procédés optoélectroniques comme le faible coût, la capacité de production, l'intégration d'électronique et la miniaturisation des systèmes. Cependant, le défaut principal du CMOS est le manque de flexibilité de conception au niveau de l'architecture du SPAD, causé par le caractère fixe et standardisé des étapes de fabrication en technologie CMOS. Un autre inconvénient des matrices de SPAD CMOS est la perte de surface photosensible amenée par la présence de circuits CMOS. Ce document présente la conception, la caractérisation et l'optimisation de SPAD fabriqués dans une technologie CMOS commerciale (Teledyne DALSA 0.8µm HV CMOS - TDSI CMOSP8G). Des modifications de procédé sur mesure ont été introduites en collaboration avec l'entreprise CMOS pour optimiser les SPAD tout en gardant la compatibilité CMOS. Les matrices de SPAD produites sont dédiées à être intégrées en 3D avec de l'électronique CMOS économique (TDSI) ou avec de l'électronique CMOS submicronique avancée, produisant ainsi un SiPM 3D numérique. Ce SiPM 3D innovateur vise à remplacer les PMT, les APD et les SiPM commerciaux dans les applications à haute résolution temporelle. L'objectif principal du groupe de recherche est de développer un SiPM 3D avec une résolution temporelle de 10 ps pour usage en physique des hautes énergies et en imagerie médicale. Ces applications demandent des procédés fiables avec une capacité de production certifiée, ce qui justifie la volonté de produire le SiPM 3D avec des technologies CMOS commerciales. Ce mémoire étudie la conception, la caractérisation et l'optimisation de SPAD fabriqués en technologie TDSI-CMOSP8G.

Modélisation pour l'imagerie des composites par ondes guidées

Parmi les méthodes les plus utilisées en inspection embarquée des structures (Structural Health Monitoring ou SHM), les techniques d’imagerie basées sur un modèle de propagation sont de plus en plus répandues. Pour les techniques d'imagerie basées sur un modèle de propagation, bien que ces techniques montent en popularité, la complexité des matériaux composites réduit grandement leur performance en détection d'endommagements comparativement aux démonstrations précédentes de leur potentiel sur des matériaux isotropes. Cette limitation dépend entre autres des hypothèses simplificatrices souvent posées dans les modèles utilisés et peut entraîner une augmentation des faux positifs et une réduction de la capacité de ces techniques à détecter des endommagements. Afin de permettre aux techniques d'imagerie basées sur un modèle d'offrir une performance équivalente à celle obtenue précédemment sur les structures métalliques, il est nécessaire d'exploiter des modèles de propagation considérant la dynamique complexe des ondes dans ce type de structures. Cette thèse présente les travaux effectués sur la modélisation de la propagation des ondes guidées dans les matériaux composites. En première partie, une amélioration simple des modèles de génération et de propagation est proposée afin de permettre de mieux reconstruire les signaux générés et propagés sur une structure composite. Par la suite, le potentiel de la technique « Excitelet » à détecter et positionner adéquatement un ou plusieurs endommagements sur un matériau, peu importe son empilement (d’un composite unidirectionnel à un matériau isotrope), est démontré tant pour le mode A[indice inférieur 0] que le mode S[indice inférieur 0]. Les résultats obtenus numériquement et expérimentalement démontrent une corrélation directe entre l'amélioration des modèles mathématiques derrière les techniques d'imagerie et la robustesse des techniques pour ce qui est de la précision sur le positionnement du dommage et du niveau de corrélation obtenu. Parmi les améliorations à la technique d'imagerie « Excitelet » proposées, une amélioration significative des résultats en imagerie est démontrée en considérant la distribution de cisaillement plan sous l’émetteur, ce qui est une nouveauté par rapport aux travaux de recherche précédents en imagerie. La performance de la technique d'imagerie via la modélisation de la propagation d'ondes guidées dans les laminés multicouches transverses isotropes est par la suite démontrée. Les équations de l'élasticité en 3D sont utilisées pour bien modéliser le comportement dispersif des ondes dans les composites, et cette formulation est par la suite implantée dans la technique d'imagerie « Excitelet ». Les résultats démontrent que l'utilisation d'une formulation mathématique plus avancée permet d'augmenter la précision quant au positionnement des dommages et à l'amplitude de la corrélation obtenue lors de la détection d'un dommage. Une analyse exhaustive de la sensibilité de la technique d’imagerie et de la propagation d’ondes aux conditions environnementales et à la présence de revêtement sur la structure est présentée en dernière partie. Les résultats obtenus montrent que la considération de la propagation complexe dans la formulation d’imagerie ainsi que la caractérisation des propriétés mécaniques « a priori » de l’imagerie améliorent la robustesse de la technique et confèrent à la technique « Excitelet » la capacité de détecter et positionner précisément un endommagement, peu importe le type de structure.

Modélisation de la sécurité des tâches coopératives humain-robot

L’interaction physique humain-robot est un domaine d’étude qui s’est vu porter beaucoup d’intérêt ces dernières années. Une optique de coopération entre les deux entités entrevoit le potentiel d’associer les forces de l’humain (comme son intelligence et son adaptabilité) à celle du robot (comme sa puissance et sa précision). Toutefois, la mise en service des applications développées reste une opération délicate tant les problèmes liés à la sécurité demeurent importants. Les robots constituent généralement de lourdes machines capables de déplacements très rapides qui peuvent blesser gravement un individu situé à proximité. Ce projet de recherche aborde le problème de sécurité en amont avec le développement d’une stratégie dite "pré-collision". Celle-ci se caractérise par la conception d’un système de planification de mouvements visant à optimiser la sécurité de l’individu lors de tâches d’interaction humain-robot dans un contexte industriel. Pour ce faire, un algorithme basé sur l’échantillonnage a été employé et adapté aux contraintes de l’application visée. Dans un premier temps, l’intégration d’une méthode exacte de détection de collision certifie que le chemin trouvé ne présente, a priori, aucun contact indésirable. Ensuite, l’évaluation de paramètres pertinents introduit notre notion de sécurité et définit un ensemble d’objectifs à optimiser. Ces critères prennent en compte la proximité par rapport aux obstacles, l’état de conscience des êtres humains inclus dans l’espace de travail ainsi que le potentiel de réaction du robot en cas d'évènement imprévu. Un système inédit de combinaison d’objectifs guide la recherche et mène à l’obtention du chemin jugé comme étant le plus sûr, pour une connaissance donnée de l’environnement. Le processus de contrôle se base sur une acquisition minimale de données environnementales (dispositif de surveillance visuelle) dans le but de nécessiter une installation matérielle qui se veut la plus simple possible. Le fonctionnement du système a été validé sur le robot industriel Baxter.