Commande optimale d'un satellite à propulsion électrique utilisant les perturbations pour l'élimination des débris orbitaux en basse altitude

Depuis le lancement du premier satellite Spoutnik 1 en 1957, l’environnement spatial est de plus en plus utilisé et le nombre de débris orbitaux se multiplie naturellement, soit par des explosions, des collisions ou tout simplement par les opérations normales des satellites. Au-delà d'un certain seuil, la densité des débris orbitaux risque de créer une réaction en chaîne incontrôlée : l’effet Kessler. L’élimination des débris orbitaux en basse altitude permettrait de limiter cette réaction et ainsi de préserver l’environnement spatial afin de pouvoir l’utiliser de façon sécuritaire. L’élimination des débris orbitaux est une opération complexe et coûteuse. Elle consiste à déplacer des objets spatiaux inactifs vers une orbite basse pour mener à leur désintégration dans la basse atmosphère terrestre. En utilisant les perturbations orbitales, il est possible de réduire le coût du carburant requis pour effectuer les manœuvres orbitales nécessaires à l’élimination de ces débris. L'objectif principal de cette étude consiste à développer une procédure et une stratégie de commande autonome afin de modifier l'orbite des satellites non opérationnels (débris) pour mener à leur désintégration naturelle tout en optimisant les facteurs carburant et temps. Pour ce faire, un modèle d’atmosphère basé sur le modèle de Jacchia (1977) est développé. Un modèle de la dynamique du satellite inclut aussi les perturbations principales, soit : traînée atmosphérique, non sphéricité et distribution non uniforme de la masse de la Terre. Ces modèles ainsi qu'un algorithme de commande optimale pour un propulseur électrique sont développés et le tout est validé par simulations numériques sur Matlab/Simulink. Au terme de cette étude, les conditions optimales dans lesquelles il faut laisser un débris afin qu'il se désintègre dans la basse atmosphère de la Terre en quelques semaines seront données (type d'orbite : altitude, inclinaison, etc.) ainsi que le coût en carburant pour une telle mission. Cette étude permettra de prouver qu'il est possible de réaliser des missions d'élimination des débris orbitaux tout en réduisant les coûts associés aux manœuvres orbitales par l'utilisation des perturbations naturelles de l'environnement.

Élaboration et expérimentation d’une approche d’évaluation des programmes axée sur l’accompagnement et l’utilisation des résultats

Cette recherche porte sur le thème de l’évaluation de programmes dans le réseau collégial et les défis qu’elle soulève en regard de son utilité. Plus précisément, nous abordons les difficultés posées par l’évaluation des programmes au Cégep de Saint-Jérôme et proposons une nouvelle approche permettant d’augmenter l’utilité de ce processus pour le personnel enseignant. Notre problématique s’articule principalement autour du fait que l’évaluation de programmes a été vécue par plusieurs membres du personnel enseignant comme une opération administrative, voire comme une opération de reddition de comptes. En lien avec l’adoption en 2008 d’une nouvelle politique institutionnelle d’évaluation des programmes (PIEP) au Cégep de Saint-Jérôme, nous montrons les limites du processus et des instruments d’évaluation de programmes associés. Nous nous concentrons ensuite sur les stratégies d’évaluation des apprentissages puisqu’elles constituent un aspect essentiel de l’évaluation des programmes et un levier important de changement en vue d’améliorer la qualité de leur mise en oeuvre. Notre question de recherche est la suivante: comment peut-on augmenter l’utilité de l’évaluation des programmes pour les enseignantes et les enseignants du Cégep de Saint-Jérôme? Notre cadre de référence dresse une présentation générale de l’évaluation de programmes, mais repose sur une approche de l’évaluation axée sur l’utilisation. Celle-ci s’avérait tout à fait pertinente compte tenu de notre question de recherche. La recension des écrits nous a permis d’élaborer un cadre d’intervention, à partir des travaux de Michael Quinn Patton, Jean A. King et Hallie Preskill. Notre cadre d’intervention circonscrit une démarche d’évaluation de programmes qui repose sur quatre critères d’utilité: le facteur personnel, l’utilisation attendue, la participation active et le renforcement des capacités en évaluation. De plus, il confère à la conseillère pédagogique, qui est aussi la chercheure, une posture d’accompagnement, définie à travers quatre rôles: consultante, animatrice, négociatrice et formatrice. Cette recherche poursuivait trois objectifs: utiliser concrètement notre cadre d’intervention dans l’évaluation d’un programme au Cégep de Saint-Jérôme, accompagner le personnel enseignant suivant un scénario découlant de notre cadre d’intervention et valider notre cadre d’intervention. Nos objectifs de recherche nécessitaient une méthodologie appropriée. Celle-ci repose sur une approche méthodologique qualitative, une posture épistémologique critique et un essai de type recherche intervention. Neuf participantes et participants ont pris part à la démarche d’évaluation de programmes que nous leur avons proposée. Les données ont été recueillies grâce à la technique de l’observation participante et la triangulation des méthodes de collecte de données a été utilisée afin d’assurer la rigueur de nos travaux. L’analyse de contenu nous a permis d’étudier les données recueillies au moyen d’une grille d’analyse élaborée à partir de catégories émergentes et d’autres issues de notre cadre de référence. La dimension éthique a également été au coeur de la collecte et de l’analyse de nos données. Nous avons d’ailleurs pris plusieurs précautions à cet effet. Les données obtenues nous ont permis de répondre à notre question de recherche en démontrant en quoi la démarche d’évaluation de programmes réalisée par nos participantes et nos participants a contribué à augmenter l’utilité de celle-ci pour le personnel enseignant, telle que définie dans notre cadre de référence. Cette démarche a permis au personnel enseignant d’augmenter sa participation et son intérêt à l’égard de l’évaluation de programmes ainsi que d’utiliser concrètement à court terme les résultats obtenus pour améliorer ses pratiques d’évaluation des apprentissages. Deux niveaux de participation ont été expérimentés. Dans le niveau le plus élevé, une partie des participantes et des participants a été regroupée au sein d’un groupe de travail, lequel a contribué à l’élaboration d’une grille d’analyse portant sur les stratégies d’évaluation des apprentissages. Cette grille a par la suite été expérimentée par l’ensemble des participantes et participants sur un échantillon de onze cours du programme pour lesquels elles et ils ont procédé à l’autoévaluation de leur propre matériel (copies d’examens, copies de grille d’évaluation, etc.). Un rapport d’évaluation a été produit à partir des grilles d’analyse complétées. Les données obtenues nous ont également permis de valider notre cadre d’intervention et de dégager plusieurs éléments facilitant la transférabilité des résultats obtenus. Nous pensons d’ailleurs que celui-ci constitue une avenue pertinente et utile pour le réseau collégial puisqu’il favorise l’utilisation des résultats à court terme par le personnel enseignant, développe la pensée évaluative du personnel enseignant et parce qu’il augmente la qualité et l’efficacité du processus. De plus, le modèle d’accompagnement du personnel enseignant que nous avons élaboré et expérimenté contribue à dépasser une approche basée sur la reddition de comptes ou la gestion administrative des programmes. À tout le moins, il s’agit d’une piste intéressante pour les conseillères et les conseillers pédagogiques qui ont à intervenir comme nous dans ce dossier.

Développement d'un appareil médical pour la réduction et la stabilisation de fractures

Les méthodes d'opération permettant la stabilisation temporaire de fractures du fémur ont peu changé dans les dernières décennies. Ce mémoire illustre d'abord les différentes techniques chirurgicales présentement utilisées. Ces dernières sont principalement des outils manuels très simples. Un survol des recherches universitaires sur le sujet démontre que l'effort se porte principalement sur des manipulateurs robotisés complexes qui sont peu susceptibles d'être utilisés dans les salles d'opération à court terme. Avec l'aide de chirurgiens, il a été possible de connaître les besoins de ceux-ci en ce qui concerne la réduction et la stabilisation de fractures. Un appareil mécanique transparent à la radiographie a été conçu. Pour ce faire, plusieurs éléments de machine et mécanismes ont dû être développés en matériaux plastiques ou composites. L'appareil permet aux chirurgiens de déplacer un des fragments de l'os dans les six degrés de liberté puis de le maintenir stable. Un prototype a été fabriqué. Des essais avec un simulateur de fracture ont permis de récolter les commentaires de chirurgiens.