Teaching down or learning up

Résumé : L'élément important que cette thèse sous-tend est que l'enseignement efficace n'est pas seulement constitué de techniques et de méthodologie, mais plutôt d'attitude et d'approche envers l'enseignement. Ceci ne veut pas nécessairement dire que plusieurs méthodes d'enseignement reçues dans un cours avec l'intention d'optimaliser les mécanismes de transmission et d'assimilation de la matière sont inappropriées. Cependant, l'absence de ce que nous pourrions définir comme un ton pédagogique est essentiel, c'est-à-dire, qu'une attitude positive à la productivité autant vis-à-vis de la matière à transmettre que vis-à-vis de l'individu impliqué dans "l'acte" de réception versus la découverte, aura davantage de succès. Toute autre méthode sera complètement inefficace, inaccessible, voire même inutile. D'emblée, dans l'hypothèse de départ, l'argument principal présente une attitude générale d'enseignement à divers échelons ; soit au niveau secondaire ou collégial qui est inappropriée, incomplète ou négative. En d'autres mots, cette approche thérapeutise l'éducation. Dans l'exercice de cette approche, l'enseignant ou l'enseignante adopte plutôt le rôle d'un thérapeute que celui d'un éducateur. De ce fait, le professeur en situation a une approche plutôt de thérapeute que celle de maître-précepteur et que la matière présentée est souvent diluée, et réduite à des niveaux d'apprentissage accompagnés de carences notoires et d'échecs académiques. Les attentes d'une performance dans le milieu académique sont souvent des plus modestes. Cette même tendance d'une éducation à la baisse est évidente aussi dans le processus d'évaluation. Il est certain que dans les disciplines non scientifiques, l'évaluation formative a grandement suivi l'évaluation normative conduisant le précepteur, tour à tour, dans une évaluation dormative dans laquelle l'effort et l'intention remplacent les aptitudes et les habilitées réelles. Si l'approche pédagogique est vraiment l'élément crucial de l'éducation, il Importe que l'approche générale influence le climat de l'éducation contemporaine, de fait, devienne un palliatif contre-productif souvent réhabilitant. De plus, cette pseudo-thérapie d'où d'écoule une attitude exigeante envers l'enseignant et l'apprenant dont le fondement est la reconnaissance des impératifs culturels qui en sont le reflet et le corps doit-être affirmé et transposé dans la réalité. Cette dernière comprend des attentes très poussées en ce qui concerne la performance en classe et aussi le respect de la matière qui contient la présentation routinière et fondamentale; renouveau intense du processus d'évaluation qui fournira des standards communs et des objectifs externes dans l'évaluation du travail de l'étudiant. Cette connaissance et domestication empirique que nous présente Vygotsky dans un climat contemporain qu'il a expliqué ces termes comme "des zones de développement proximales" basées sur la doctrine suivante que le bon apprentissage précède le développement et que conséquemment s'ensuit une pédagogie d'apprentissage plutôt qu'une pédagogie centrée sur l'apprenant. L'application significative de ces derniers principes ou de ces épistémologiques s'imbriquent dans une situation d'apprentissage ascentionnel dont la structure est détaillée et considérée par différentes perspectives de la recherche qui suit.||Abstract : The central tenet of this thesis is that effective teaching is not only and perhaps not primarily a matter of technique and methodology but of attitude and approach. This is not to say that diverse methods of classroom instruction intended to optimize the mechanics of transmission and the assimilation of data are inappropriate but that in the absence of what we might denominate as a certain pedagogical tone. that is, a productive attitude toward both the material to be conveyed and the individuel engaged in the 'act' of reception-and-discovery, even the most powerful methods will be differentially unavailing or, at best, inefficient. Given this initial assumption, the argument proceeds that the general attitude toward instruction currently in place at the secondary echelons, that is, on the high school and college levels, may be popularly represented as a 'teaching down' approach, in other words, as one which seeks to therapeuticize education. In practice this means that the teacher tends to manifest in situ more as a therapist than as a preceptor, that the material to be presented is frequently diluted or scaled down to perceived levels of cognitive (dis)ability (as is also the case with the rate of instruction), and that performance expectations in the current pedagogical milieu are commonly quite modest. The same downward trend is evident in assessment protocols as well. Certainly in the nonscientific disciplines, normative evaluation has been widely succeeded by formative evaluation, leading in turn to a peculiar kind of dormative evaluation in which intangibles such as effort and intention may deputize for realized ability. If pedagogical approach is indeed the crucial element in instruction, and if the general approach that pervades the contemporary climate of instruction is indeed counter-productively remedial or rehabilitory, that is, therapeutic, then it should follow that a more demanding attitude toward teaching and learning founded on the recognition of the culturel imperative which teaching both reflects and embodies needs to be re-affirmed and translated into practice. This latter would entail the maintenance of high expectations with regard to classroom performance, a respect for the material which precludes its routine mitigation or debasement, a renewed insistance on grading protocols that provide an external, 'objective' or communal standard against which the student's work can be measured, the empirical acknowledgment or domestication of what Vygotsky has termed "the zone of proximal development," based on the doctrine that good learning proceeds in advance of development, and conséquently, a learning-centered rather than learner-centered pedagogy. The meaningful application of this latter set of principles or epistemological gradients comprises the 'learning up' situation whose structure is excunined in some détail and considered from various perspectives in the ensuing.

Étude exploratoire des indicateurs de formation fondamentale en sciences humaines au collégial

Il s'agit d'une recherche quantitative de nature exploratoire. Elle s'intéresse à la problématique de la formation fondamentale au collégial au travers des objectifs poursuivis par le nouveau programme de sciences humaines. Le but de cette recherche est d'élaborer des indicateurs fonctionnels de formation fondamentale et d'en mesurer la pertinence au travers du programme de sciences humaines. Pour atteindre le but visé, 16 indicateurs de formation fondamentale ont été élaborés. Les indicateurs font appel à quatre types de connaissances; empirique, intellectuelle, rationnelle et décisionnelle. Ces quatre types de connaissances se distinguent entres eux par le niveau de difficulté des opérations mentales qu'ils souhaitent développer. Ces indicateurs ont été validés auprès de 21 conseillers pédagogiques impliqués dans la recherche et le développement. 14 des 16 indicateurs présentés ont été jugés comme étant plutôt satisfaisant par l'ensemble des juges. La présente recherche débouche sur des hypothèses de recherche qui identifient quatre niveaux de formation fondamentale. L'instrument d'évaluation qui permettra une mesure de la formation fondamentale reste à bâtir et à valider dans une recherche ultérieure.

Élaboration d'un cadre conceptuel de stratégies d'identification des processus cognitifs, créatifs et socio-affectif d'élèves doués

[…] La présente recherche vise le développement d'un cadre conceptuel de stratégies d'identification d'élèves doués du primaire et du secondaire en regard des sciences cognitives en général et de la psychologie cognitive en particulier qui ont peu explorées la douance jusqu'à présent. Cette recherche s'enrichit d'une branche spécifique de la psychologie cognitive, soit la résolution de problème, pour comprendre les caractéristiques des élèves doués qui appartiennent aux domaines cognitif, créatif et socio-affectif de la définition multidimensionnelle de la douance et pour créer un cadre conceptuel de stratégies d'identification qui visent la reconnaissance des processus de résolution de problème plutôt que la performance des élèves doués. Pour permettre la collecte d'éléments théoriques essentiels à l'élaboration du cadre conceptuel des stratégies d'identification qui doivent provoquer l'apparition des processus cognitifs, créatifs et socio-affectifs des élèves doués, la présente recherche effectue une recension des écrits scientifiques et spécifiques sur la psychologie cognitive et plus particulièrement sur la résolution de problème, sur le transfert des acquis et sur l'expertise en résolution de problème.

Dette publique, développement monétaire international et demande de monnaie : une analyse à partir des tests de cointégration et du modèle à correction d'erreurs

Résumé : Ce document examine l'effet de la dette publique et du développement monétaire étranger (taux de change et taux d'intérêt étranger) sur la demande de monnaie de long-terme. Le déficit budgétaire est utilisé comme mesure de la dette publique. Cette étude est menée sur cinq pays industrialisés: le Canada, les États-Unis, l'Allemagne, le Royaume-Uni et la France. Le modèle multivarié de cointégration de Johansen & Juselius (1990) est utilisé pour établir le lien entre ces trois variables et la demande de monnaie. Ce modèle examine indirectement deux effets: les effets du déficit budgétaire sur le taux d'intérêt et du développement monétaire étranger sur le taux d'intérêt, à travers la demande de monnaie. L'évidence d'une relation de cointégration entre la demande de monnaie et les dites variables est vérifiée pour la plupart de ces pays. Le test d'exclusion des variables de la relation de long-terme nous révèle que toutes ces variables entrent de façon significative dans la relation de cointégration. Ces résultats suggèrent donc aux autorités monétaires, l'importance de tenir compte à la fois du déficit bugétaire et du développement monétaire étranger dans la formulation de la politique monétaire.||Abstract : This paper examines the impact of both public debt and foreign monetary developments (exchange rate and interest rate) on the long-run money demand. The budget déficit is used as a measure of public debt. Five industrial countries are considered, Canada, the United States, Germany, the United Kingdom and France. The multivariate cointegration model of Johansen & Juselius (1990) is used to establish the relationship between this tree variables and the money demand. This model indirectly examines two effects, the effect of budget déficits on interest rates and the effect of foreign monetary developments on the interest rates, both through money demand. Evidence of long-run relationship between the money demand and the defined variables are found for almost every country. The long-run exclusion test shows that ail these variables significantly enter into the cointegration relation. This suggests that, in formulating monetary policies, policy makers should take into account the influence of both budget déficit and foreign monetary developments on the money demand.

Développement d'un traitement acoustique basses-fréquences à base de résonateurs d'Helmholtz intégrés pour application aéronautique

Les traitements acoustiques actuels pour parois d’avion sont performants en hautes fréquences mais nécessitent des améliorations en basses fréquences. En effet dans le cas des matériaux classiques cela nécessite une épaisseur élevée et donc les traitements ont une masse très importante. Des solutions sortant de ce cadre doivent donc être développées. Ce projet de maîtrise a pour but de créer un traitement acoustique à base de résonateurs de Helmholtz intégrés dans un matériau poreux, afin de réfléchir les ondes acoustiques basses fréquences tout en absorbant sur une large bande de fréquences en hautes fréquences. Le principe est basé sur la conception d’un méta-composite, optimisé numériquement et validé expérimentalement en tube d’impédance et chambres de transmission. La performance du concept sera également étudiée sur une maquette de la coiffe du lanceur Ariane 5 avec un modèle d’analyse énergétique statistique (SEA). Pour cela, on s’appuie sur les travaux précédents sur les résonateurs d’Helmholtz, les méta-matériaux, les méta-composites et la modélisation par matrices de transfert. L’optimisation se fait via un modèle basé sur les matrices de transfert placé dans une boucle d’optimisation.

L'identité ethnique chez les jeunes contrevenants

La présence accrue de jeunes appartenant à un groupe ethnoculturel minoritaire dans les institutions pour jeunes contrevenants au Québec est une problématique complexe et préoccupante. Lorsque les études scientifiques se penchent sur les questions liées à la délinquance juvénile et aux gangs de rue, l’accent est placé sur l’identification de groupes ethniques plus à risque de s’associer à un gang (van Gemert, Peterson, & Lien, 2008; Wortley & Tanner, 2006). L’association à un gang de rue est régulièrement considérée comme un phénomène qui toucherait principalement les groupes ethnoculturels minoritaires (Perreault & Bibeau, 2003 ; Spergel, 2009), sans toutefois préciser le rôle plus concret de l’ethnicité et de la culture dans l’association aux gangs de rue. Cette thèse, composée d’articles scientifiques, présente les résultats de deux études portant sur l’identité ethnique de jeunes contrevenants, mesurée par le Multigroup Ethnic Identity Measure – Revised (MEIM-R) de Phinney et Ong (2007). La première étude explore les effets de l’identité ethnique et de la génération d’immigration sur les comportements délinquants autorévélés de jeunes contrevenants judiciarisés. (N = 71, âge 14-20 ans). Les comportements délinquants ont été mesurés à partir du Self-Report of Offending – Revised (SRO-R) de Huizingua, Esbensen et Weihar (1991). La seconde étude explore le rôle de l’identité ethnique et de l’appartenance à un groupe de minorités racisées dans l’association autorévélée à un gang de rue et dans l’adhésion à la culture de gang (N = 69; âge 14-20 ans). L’adhésion à la culture de gang a, quant à elle, été établie à partir de la Mesure d’adhésion à la culture de gang (MACg) de Fredette (2014). Les résultats indiquent une plus forte identité ethnique chez les jeunes contrevenants issus de la première et de la seconde génération d’immigration que ceux de la troisième génération d’immigration ou plus. Lorsqu’on tient uniquement compte de l’apparence ethnique, les jeunes contrevenants appartenant à une minorité racisée présentent aussi des plus hauts scores d’identité ethnique que ceux appartenant à la majorité caucasienne. Les résultats indiquent également que les jeunes contrevenants de l’échantillon ayant immigré avant l’âge de 6 ans et qui ont tendance à présenter une identité ethnique élevée rapportent davantage de crimes contre la personne. Afin de mieux cerner les mécanismes sous-jacents à l’effet de l’identité ethnique sur les crimes reconnus plus violents, il a été convenu de prendre l’association à un gang de rue comme variable dépendante de la seconde étude. En effet, les délinquants qui se disent associés aux gangs de rue présentent une problématique de délinquance plus sévère que les autres (Laurier, Guay, Lafortune, & Toupin, 2015), notamment en ce qui a trait à la délinquance violente (Guay et al., 2015). Plus un jeune contrevenant rapporte un niveau d’exploration de l’identité ethnique élevé, plus il adhère aux dimensions signes et symboles et règles et rituels de l’adhésion à la culture de gang, et ce, peu importe son âge, ou qu’il appartienne à une minorité racisée. Cette recherche fait ressortir l’importance de s’intéresser aux questions identitaires liées à l’ethnicité, à la race et à la culture lors d’interventions auprès de jeunes contrevenants, et ce, peu importe leurs origines.

Étude des propriétés psychométriques de l’échelle affective du Questionnaire de maturité vocationnelle

Les conseillers d’orientation (c.o.) en milieu scolaire ont plusieurs rôles à remplir auprès des élèves, entre autres la réponse aux demandes des élèves, le maintien de l’accès à une documentation pertinente et l’accompagnement dans une meilleure connaissance de soi et du monde du travail (Dupont, Gingras et Marceau, 2002a). Pour ce faire, plusieurs moyens sont à leur disposition, dont l’évaluation psychométrique (OCCOQ, 2013). Un concept qui pourrait utile de mesurer auprès des adolescents est la maturité vocationnelle (Jordaan et Heyde, 1979). Des instruments de mesure évaluant la maturité vocationnelle existent déjà, mais aucun d’entre eux ne semble convenir parfaitement à la réalité du Québec, emmenant la création d’un nouvel outil, le Questionnaire de maturité vocationnelle (QMV). L’objectif de ce mémoire est de vérifier les propriétés psychométriques de l’échelle affective du QMV. Les participants de l’étude sont 1 164 adolescents québécois âgés entre 14 et 18 ans (moyenne : 15,30 ans), provenant de 14 écoles secondaires. Pour ce qui est du niveau scolaire des participants, 511 (43,9 %) sont en 3e secondaire, 303 (26 %) sont en 4e secondaire et 350 (30,1 %) sont en 5e secondaire. Les résultats obtenus appuient la fidélité et la validité de l’instrument de mesure.

Proposition d’une démarche d’évaluation des attitudes dans un stage clinique en soins infirmiers au collégial

La problématique d'évaluer les attitudes chez les élèves en soins infirmiers a surgi dès mon entrée dans la profession d'enseignante et de superviseure de stages cliniques au niveau collégial. Alors, est survenu le besoin d'explorer l'évaluation des attitudes dans un contexte scientifique, soit une recherche développement dans une approche qualitative. Allant à l'encontre de la déontologie et de ce qui est enseigné, les enseignantes et enseignants constatent que les élèves se trouvent à être certifiés même s'ils démontrent des attitudes inadéquates. Un second constat révèle que les grilles d'évaluation demeurent floues et peu explicites en ce qui a trait à l'évaluation des attitudes. Lors d'un premier niveau de revue de littérature pour documenter la problématique, il est relevé que le problème d'évaluer des attitudes ne se situe pas qu'en soins infirmiers et semble généralisé en éducation. Cependant, pour circonscrire l'étude du sujet, l'essai se limite à l'examen du problème auprès d'élèves en stage clinique de soins infirmiers au collégial. L'objet de la recherche est de tenter de répondre à comment évaluer des attitudes chez des élèves en stage clinique de soins infirmiers pour le niveau collégial. Cela implique l'examen de trois concepts : la compétence, les attitudes, l'évaluation dans une approche par compétences. La compétence est analysée à travers ses différents aspects en lien avec le Renouveau pédagogique, en considérant ses particularités pour le niveau collégial. La recension des écrits portant sur le concept d'attitude démontre que ce sujet est traité différemment en fonction des époques, expliqué surtout en terme de comportements dans certains écrits. Par contre, en lien avec l'approche par compétences, il convient de nommer différemment le concept. Nous croyons qu'il est opportun d'adopter une nomenclature adaptée à l'approche par compétences. Il s'agit davantage de «savoir-être en action» tel que nommé par Bellier (2002) et Scallon (2004a). Cependant, une classification des attitudes provenant des travaux de Morissette et Gingras (1989) retient l'attention. Cette classification aide à circonscrire la notion d'attitude, celles qui sont reliées à un programme d'études. Effectivement, il a été possible de bien identifier les attitudes du programme de soins infirmiers sur lesquelles s'appuiera la démarche d'évaluation proposée dans l'essai. L'étude du concept d'attitude s'est effectuée à l'aide de trois paires de lunettes différentes : une approche en éducation, une approche en ressources humaines et une approche en milieu professionnel. Il ressort de ces visions que la qualité du savoir-agir passe par le savoir-être, «le savoir-être en action», selon Scallon (2004a). L'évaluation dans une approche par compétences est aussi explorée à partir de différents auteurs ayant traité le sujet pour le niveau collégial (Leroux, 2007 ; Scallon, 2004a, 2004b, 2004c, 2007 ; Tardif, 2006). Les différentes fonctions de l'évaluation traitées en lien avec le Renouveau pédagogique, les caractéristiques de l'évaluation authentique, l'instrumentation en éducation et particulièrement en soins infirmiers, complètent l'examen de ce concept et du cadre de référence de l'essai. Pour l'évaluation de performances complexes, la communauté scientifique en éducation précise, sans contredit, que nous devons faire appel au jugement professionnel de l'enseignant. Pour rendre ce jugement valide, concret, précis et crédible, nous devons faire appel à une instrumentation solide. Des experts en évaluation de compétences, Tardif (2006), Scallon (2004a), Leroux (2003) pour ne nommer que ceux-là, précisent qu'instrumenter l'évaluation des compétences passe par l'élaboration de différents outils d'évaluation. Il convient de préciser que l'évaluation des attitudes des élèves en stage clinique de soins infirmiers provient d'un savoir-agir s'inscrivant dans des performances complexes, ne s'évaluant pas comme des connaissances isolées, mais bien comme des ressources intégrées. Nous tentons de démontrer, par cet essai, que le fait d'évaluer des ressources intégrées, incluant les attitudes, passe par l'établissement d'indicateurs de la performance en stage clinique, la clé pour rendre possible l'évaluation des attitudes en soins infirmiers. À l’aide d’un cadre opérationnel, la recherche soulève qu’il devient, dès lors possible d’évaluer des attitudes en soins infirmiers pour le niveau collégial.

Le développement d’un outil d’évaluation des apprentissages dans le cours L’entreprise dans le monde contemporain

L’approche par compétences s’est déployée dans le réseau collégial à partir de 1993, et les programmes d’enseignement par objectifs ont été graduellement remplacés par les programmes par compétences. Le ministère de l’Éducation, du Loisir et du Sport voulait ainsi remédier à certaines des lacunes associées aux programmes d’enseignement par objectifs, dont les apprentissages morcelés et difficilement transférables, et la démotivation d’une partie de la clientèle étudiante. Aux programmes d’enseignement par objectifs étaient reliées les évaluations traditionnelles, qui souvent portent sur des apprentissages factuels et décontextualisés. L’arrivée des programmes par compétences a entraîné des changements importants au niveau des façons d’évaluer les apprentissages des étudiantes et des étudiants, de telle sorte que plusieurs auteurs ont parlé d’un changement de paradigme. Les examens traditionnels ont été remplacés par des évaluations où l’on présente à l’étudiante ou à l’étudiant une tâche complexe à réaliser, qui demande la mobilisation d’un ensemble de ressources de sa part. L’accent est mis sur la capacité de l’étudiante ou de l’étudiant à démontrer qu’il peut utiliser ses compétences dans des situations réelles. Dans certains cours collégiaux, toutefois, les modalités d’évaluation des apprentissages n’ont pas été revues suite à l’implantation de l’approche par compétences. De multiples facteurs peuvent expliquer cette situation, dont l’absence de formation initiale en évaluation des apprentissages des enseignantes et des enseignants de l’ordre collégial, tout comme l’absence de perfectionnement obligatoire en cours d’emploi. De plus, l’approche par compétences a été imposée au réseau de l’éducation au collégial sans en consulter suffisamment les acteurs ; certaines difficultés d’adaptation ou des réactions de résistance ont pu en découler. Le cours L’entreprise dans le monde contemporain se retrouve en première session du programme Sciences humaines, profil Administration au Collège Édouard-Montpetit. Chaque année, près de 450 étudiantes et étudiants suivent ce cours qui vise à initier l’étudiante et l’étudiant aux méthodes propres à l’administration, et à la découverte du développement de l’entreprise comme mode d’organisation du phénomène humain. En 2001, l’approche par compétences a été implantée dans le programme de Sciences humaines; pourtant, les outils d’évaluation de ce cours n’ont pas été renouvelés ni adaptés aux principes de l’approche par compétences. L’objectif général de cette recherche a donc été de revoir les modalités d’évaluation des apprentissages du cours L’entreprise dans le monde contemporain afin qu’elles s’inscrivent dans l’approche par compétences. Suite à une recension des écrits portant sur l’évaluation des apprentissages dans une approche par compétences au collégial, nous avons déterminé qu’un outil d’évaluation des apprentissages devrait être en situation authentique, favoriser la motivation, s’appuyer sur l’approche socioconstructiviste, favoriser une approche critériée, être basé sur l’utilisation des habiletés supérieures de la pensée et respecter la politique institutionnelle des apprentissages de son collège. Les grilles d’évaluation, employées pour noter la performance de l’étudiante et de l’étudiant, devraient utiliser les échelles descriptives, décrivant les différents niveaux de performance possibles de manière qualitative. Après avoir établi la synthèse des caractéristiques attendues d’un outil d’évaluation qui s’inscrit dans l’approche par compétences, nous avons formulé deux objectifs spécifiques ; d’abord, le développement d’un outil d’évaluation des apprentissages, et sa grille d’évaluation, qui s’inscrit dans l’approche par compétences ; ensuite, la validation de l’outil d’évaluation des apprentissages, et de sa grille d’évaluation, en recueillant les commentaires d’experts en évaluation des apprentissages au collégial. La recherche développement est l’approche méthodologique qui a été retenue pour mener à bien ce projet de recherche. L’outil d’évaluation a été développé en suivant rigoureusement les étapes proposées par Louis (1999) pour la conception de tâches d’évaluation authentiques et complexes. L’outil d’évaluation ainsi développé a ensuite été soumis à trois experts en évaluation des apprentissages au collégial, qui ont été sondés d’abord par questionnaire, puis rencontrés pour des entrevues semi-dirigées qui ont permis de recueillir de manière nuancée leurs commentaires sur l’outil d’évaluation produit. Les données recueillies auprès des experts en évaluation des apprentissages au collégial ont permis de vérifier l’adéquation de l’outil d’évaluation développé au cadre de référence théorique. De manière générale, les experts en évaluation des apprentissages ont relevé de nombreux points forts de l’outil d’évaluation, dont son potentiel de motivation vis-à-vis la clientèle étudiante de première session du programme de Sciences humaines. La même suggestion d’amélioration a été faite par tous les experts : inclure des notes explicatives aux termes utilisés dans les grilles d’évaluation. Cet ajout a été fait, et l’outil d’évaluation des apprentissages révisé est maintenant disponible pour être utilisé par les enseignantes et les enseignants qui le désirent. Une piste de recherche future pourrait être de faire une mise à l’essai en classe de l’outil d’évaluation des apprentissages développé et de recueillir les commentaires, positifs ou négatifs, des étudiantes et des étudiants qui l’ont utilisé, afin d’y apporter d’autres améliorations.

Optimisation de l’extraction de lumière de scintillation dans les matrices de détecteurs pixellisés pour des applications en tomographie d’émission par positrons (TEP) et en tomodensitométrie (TDM)

Résumé : Les performances de détecteurs à scintillation, composés d’un cristal scintillateur couplé à un photodétecteur, dépendent de façon critique de l’efficacité de la collecte et de l’extraction des photons de scintillation du cristal vers le capteur. Dans les systèmes d’imagerie hautement pixellisés (e.g. TEP, TDM), les scintillateurs doivent être arrangés en matrices compactes avec des facteurs de forme défavorables pour le transport des photons, au détriment des performances du détecteur. Le but du projet est d’optimiser les performances de ces détecteurs pixels par l'identification des sources de pertes de lumière liées aux caractéristiques spectrales, spatiales et angulaires des photons de scintillation incidents sur les faces des scintillateurs. De telles informations acquises par simulation Monte Carlo permettent une pondération adéquate pour l'évaluation de gains atteignables par des méthodes de structuration du scintillateur visant à une extraction de lumière améliorée vers le photodétecteur. Un plan factoriel a permis d'évaluer la magnitude de paramètres affectant la collecte de lumière, notamment l'absorption des matériaux adhésifs assurant l'intégrité matricielle des cristaux ainsi que la performance optique de réflecteurs, tous deux ayant un impact considérable sur le rendement lumineux. D'ailleurs, un réflecteur abondamment utilisé en raison de ses performances optiques exceptionnelles a été caractérisé dans des conditions davantage réalistes par rapport à une immersion dans l'air, où sa réflectivité est toujours rapportée. Une importante perte de réflectivité lorsqu'il est inséré au sein de matrices de scintillateurs a été mise en évidence par simulations puis confirmée expérimentalement. Ceci explique donc les hauts taux de diaphonie observés en plus d'ouvrir la voie à des méthodes d'assemblage en matrices limitant ou tirant profit, selon les applications, de cette transparence insoupçonnée.

Numerical simulation of fresh SCC flow in wall and beam elements using flow dynamics models

Abstract : Recently, there is a great interest to study the flow characteristics of suspensions in different environmental and industrial applications, such as snow avalanches, debris flows, hydrotransport systems, and material casting processes. Regarding rheological aspects, the majority of these suspensions, such as fresh concrete, behave mostly as non-Newtonian fluids. Concrete is the most widely used construction material in the world. Due to the limitations that exist in terms of workability and formwork filling abilities of normal concrete, a new class of concrete that is able to flow under its own weight, especially through narrow gaps in the congested areas of the formwork was developed. Accordingly, self-consolidating concrete (SCC) is a novel construction material that is gaining market acceptance in various applications. Higher fluidity characteristics of SCC enable it to be used in a number of special applications, such as densely reinforced sections. However, higher flowability of SCC makes it more sensitive to segregation of coarse particles during flow (i.e., dynamic segregation) and thereafter at rest (i.e., static segregation). Dynamic segregation can increase when SCC flows over a long distance or in the presence of obstacles. Therefore, there is always a need to establish a trade-off between the flowability, passing ability, and stability properties of SCC suspensions. This should be taken into consideration to design the casting process and the mixture proportioning of SCC. This is called “workability design” of SCC. An efficient and non-expensive workability design approach consists of the prediction and optimization of the workability of the concrete mixtures for the selected construction processes, such as transportation, pumping, casting, compaction, and finishing. Indeed, the mixture proportioning of SCC should ensure the construction quality demands, such as demanded levels of flowability, passing ability, filling ability, and stability (dynamic and static). This is necessary to develop some theoretical tools to assess under what conditions the construction quality demands are satisfied. Accordingly, this thesis is dedicated to carry out analytical and numerical simulations to predict flow performance of SCC under different casting processes, such as pumping and tremie applications, or casting using buckets. The L-Box and T-Box set-ups can evaluate flow performance properties of SCC (e.g., flowability, passing ability, filling ability, shear-induced and gravitational dynamic segregation) in casting process of wall and beam elements. The specific objective of the study consists of relating numerical results of flow simulation of SCC in L-Box and T-Box test set-ups, reported in this thesis, to the flow performance properties of SCC during casting. Accordingly, the SCC is modeled as a heterogeneous material. Furthermore, an analytical model is proposed to predict flow performance of SCC in L-Box set-up using the Dam Break Theory. On the other hand, results of the numerical simulation of SCC casting in a reinforced beam are verified by experimental free surface profiles. The results of numerical simulations of SCC casting (modeled as a single homogeneous fluid), are used to determine the critical zones corresponding to the higher risks of segregation and blocking. The effects of rheological parameters, density, particle contents, distribution of reinforcing bars, and particle-bar interactions on flow performance of SCC are evaluated using CFD simulations of SCC flow in L-Box and T-box test set-ups (modeled as a heterogeneous material). Two new approaches are proposed to classify the SCC mixtures based on filling ability and performability properties, as a contribution of flowability, passing ability, and dynamic stability of SCC.

Cotation énergétique des habitations : stratégie optimale pour le Québec

L’objectif de l’essai est d’identifier la stratégie optimale de cotation énergétique des habitations au Québec. À partir des expériences internationales, l’essai évalue, à l’aide d’une analyse multicritère, s’il est plus optimal pour le Québec (scénario A) de continuer à coter la performance énergétique des habitations existantes dans le programme Rénoclimat actuellement en vigueur (hors transactions immobilières) ou (scénario B) d’implanter un système de cotation énergétique pour les habitations lors des transactions immobilières en mode volontaire ou (scénario C) de l’implanter en mode réglementaire. Pour réduire la consommation énergétique et les émissions de gaz à effet de serre des bâtiments, de plus en plus de pays adoptent des législations en matière de cotation énergétique lors des transactions immobilières. Or, au Québec, il existe seulement des programmes de cotation énergétique des habitations existantes hors transactions immobilières dont la participation se fait sur une base volontaire. De plus, des exigences minimales de performance énergétique réglementaires pour les habitations neuves sont en vigueur depuis 2012, mais peu de mécanismes de renforcement sont utilisés pour en assurer le respect. Globalement, selon l’analyse multicritère, dans le cas où un soutien politique est offert et où les ressources financières, techniques, humaines, informatiques et législatives sont disponibles, et ce, tout au long du développement du projet, mais aussi lors de la phase d’opération, le scénario C permet de rencontrer un maximum de bénéfices. Sinon, pour éviter d’investir des ressources humaines et financières supplémentaires, de modifier la législation et de gérer une mise en œuvre complexe, il est possible de continuer à opérer le scénario A. Par contre, ce scénario ne permet pas de développer le plein potentiel de la cotation énergétique. Pour optimiser ce scénario, il est suggéré de renforcir certains éléments du programme. Enfin, il est déconseillé d’implanter le scénario B, à moins qu’il soit temporaire et accompagné d’une annonce dès le début de l’arrivée du système de cotation énergétique en mode réglementaire. En effet, l’analyse multicritère a permis de faire ressortir que les très rares et faibles impacts positifs du scénario B ne font pas le poids face aux ressources requises pour le mettre en œuvre. Dans le cas où l’implantation du scénario C est envisagée, il importe de rappeler que pour profiter des bénéfices estimés, des ressources importantes doivent être investies afin de respecter les nombreux facteurs clés de réussite. Le potentiel du scénario C peut être déployé seulement si ces conditions sont réunies pour s’assurer de la fiabilité du système et, par conséquent, pour assurer l’acceptabilité du public.