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.

Mécanisme de salissage et de nettoyage en surface de matériaux polymères

Résumé: Le développement de l’industrie des polymères fourni de plus en plus de choix pour la formulation de matériaux pour les couvre-planchers. Les caoutchoucs, le PVC et le linoleum sont les polymères habituellement utilisés dans l’industrie des couvre-planchers. Ce projet répond à un problème de facilité de nettoyage des couvre-planchers de caoutchouc qui sont reconnus pour être mous, collants et ayant une surface rugueuse. L’INTRODUCTION couvrira l’état actuel de la recherche sur les couvre-planchers, surtout en regard au problème de la «nettoyabilité». La théorie pertinente et les informations générales sur les polymères, les composites polymériques et la science des surfaces seront introduites au CHAPITRE 1. Ensuite, le CHAPITRE 2 couvrira la méthode utilisée pour déterminer la nettoyabilité, l’évaluation des résultats ainsi que l’équipement utilise. Le CHAPITRE 3, discutera des premières expériences sur l’effet de la mouillabilité, la rugosité et la dureté sur la facilité de nettoyage des polymères purs. Plusieurs polymères ayant des surfaces plus ou moins hydrophobes seront investigués afin d’observer leur effet sur la nettoyabilité. L’effet de la rugosité sur la nettoyabilité sera investigué en imprimant une rugosité définie lors du moulage des échantillons; l’influence de la dureté sera également étudiée. Ensuite, un modèle de salissage/nettoyage sera établi à partir de nos résultats et observations afin de rationaliser les facteurs, ou « règles », qui détrminent la facilité de nettoyage des surfaces. Finalement, la réticulation au peroxyde sera étudiée comme une méthode de modification des polymères dans le but d’améliorer leur nettoyabilité; un mécanisme découlant des résultats de ces études sera présenté. Le CHAPITRE 4 étendra cette recherche aux mélanges de polymères; ces derniers servent habituellement à optimiser la performance des polymères purs. Dans ce chapitre, les mêmes tests discutés dans le CHAPITRE 3 seront utilisés pour vérifier le modèle de nettoyabilité établi ci-haut. De plus, l’influence de la non-miscibilité des mélanges de polymères sera discutée du point de vue de la thermodynamique (DSC) et de la morphologie (MEB). L’utilisation de la réticulation par peroxyde sera étudié dans les mélanges EPDM/ (E-ran-MAA(Zn)-ran-BuMA) afin d’améliorer la compatibilité de ces polymères. Les effets du dosage en agent de réticulation et du temps de cuisson seront également examinés. Finalement, un compatibilisant pré-réticulé a été développé pour les mélanges ternaires EPDM/ (E-ran-MAA(Zn)-ran-BuMA)/ HSR; son effet sur la nettoyabilité et sur la morphologie du mélange sera exposé.

Les bandes riveraines au Québec : obstacles à leur végétalisation et démarche à entreprendre

Les bandes riveraines des cours d’eau sont essentielles au maintien d’un équilibre écosystémique entre l’environnement terrestre et hydrique. Elles sont souvent définies comme une bande de terre végétalisée qui borde les cours d’eau. Celles-ci procurent des avantages environnementaux, paysagers et économiques importants aux communautés qui en bénéficient. Au Québec, plusieurs lois et règlements gouvernementaux ont un impact sur les bandes riveraines. La gestion de la compétence et l’application règlementaire sont déléguées aux municipalités, toutefois ce ne sont pas toutes les municipalités qui appliquent leur règlementation et cela a un impact négatif sur la santé des bandes riveraines dont on constate la dégradation sur les berges de nombreux cours d’eau. L’objectif de cet essai vise à présenter un portrait de la situation des bandes riveraines au Québec et de leur état, ainsi que d’identifier les différents obstacles à leur végétalisation. Ces derniers se divisent en trois groupes soit l’insuffisance de volonté politique de la part des élus municipaux afin de faire appliquer la règlementation en vigueur, le manque de ressources financières et humaines dans la fonction publique municipale et l’utilisation du territoire par les propriétaires riveraines. Ces différents freins favorisent la dégradation des berges des rivières du Québec. Cet essai a également comme objectif de présenter les actions effectuées par les communautés locales afin d’améliorer la situation. Depuis plusieurs années, certaines municipalités ont décidé de végétaliser leurs berges et de conscientiser leurs citoyens aux bienfaits des bandes riveraines et à leur préservation. Diverses organisations se sont aussi données comme mandat d’agir dans leur localité. C’est le cas des organismes de bassin versant et des associations de riverains qui organisent des actions de distribution et de plantations d’arbres, ainsi que de sensibilisation. Pour encourager l’ensemble des municipalités du Québec à agir et les aider dans la mise en œuvre d’actions, une démarche est détaillée dans le présent essai misant, entre autres, sur la sensibilisation des riverains, l’aménagement de bandes riveraines publiques et un plan de communication. Des recommandations destinées au gouvernement et aux instances municipales sont également formulées afin de modifier les mécanismes entourant la gestion règlementaire des bandes riveraines et pour les végétaliser adéquatement afin qu’elles puissent fournir des services écosystémiques nécessaires au maintien d’un équilibre entre les milieux aquatiques et terrestres. Enfin, les municipalités gagneraient à faire appliquer leur règlementation si elles veulent améliorer leur environnement et la qualité de l’eau sur leur territoire.

On precise three-dimensional environment modeling via UAV-based photogrammetric systems

Abstract : Images acquired from unmanned aerial vehicles (UAVs) can provide data with unprecedented spatial and temporal resolution for three-dimensional (3D) modeling. Solutions developed for this purpose are mainly operating based on photogrammetry concepts, namely UAV-Photogrammetry Systems (UAV-PS). Such systems are used in applications where both geospatial and visual information of the environment is required. These applications include, but are not limited to, natural resource management such as precision agriculture, military and police-related services such as traffic-law enforcement, precision engineering such as infrastructure inspection, and health services such as epidemic emergency management. UAV-photogrammetry systems can be differentiated based on their spatial characteristics in terms of accuracy and resolution. That is some applications, such as precision engineering, require high-resolution and high-accuracy information of the environment (e.g. 3D modeling with less than one centimeter accuracy and resolution). In other applications, lower levels of accuracy might be sufficient, (e.g. wildlife management needing few decimeters of resolution). However, even in those applications, the specific characteristics of UAV-PSs should be well considered in the steps of both system development and application in order to yield satisfying results. In this regard, this thesis presents a comprehensive review of the applications of unmanned aerial imagery, where the objective was to determine the challenges that remote-sensing applications of UAV systems currently face. This review also allowed recognizing the specific characteristics and requirements of UAV-PSs, which are mostly ignored or not thoroughly assessed in recent studies. Accordingly, the focus of the first part of this thesis is on exploring the methodological and experimental aspects of implementing a UAV-PS. The developed system was extensively evaluated for precise modeling of an open-pit gravel mine and performing volumetric-change measurements. This application was selected for two main reasons. Firstly, this case study provided a challenging environment for 3D modeling, in terms of scale changes, terrain relief variations as well as structure and texture diversities. Secondly, open-pit-mine monitoring demands high levels of accuracy, which justifies our efforts to improve the developed UAV-PS to its maximum capacities. The hardware of the system consisted of an electric-powered helicopter, a high-resolution digital camera, and an inertial navigation system. The software of the system included the in-house programs specifically designed for camera calibration, platform calibration, system integration, onboard data acquisition, flight planning and ground control point (GCP) detection. The detailed features of the system are discussed in the thesis, and solutions are proposed in order to enhance the system and its photogrammetric outputs. The accuracy of the results was evaluated under various mapping conditions, including direct georeferencing and indirect georeferencing with different numbers, distributions and types of ground control points. Additionally, the effects of imaging configuration and network stability on modeling accuracy were assessed. The second part of this thesis concentrates on improving the techniques of sparse and dense reconstruction. The proposed solutions are alternatives to traditional aerial photogrammetry techniques, properly adapted to specific characteristics of unmanned, low-altitude imagery. Firstly, a method was developed for robust sparse matching and epipolar-geometry estimation. The main achievement of this method was its capacity to handle a very high percentage of outliers (errors among corresponding points) with remarkable computational efficiency (compared to the state-of-the-art techniques). Secondly, a block bundle adjustment (BBA) strategy was proposed based on the integration of intrinsic camera calibration parameters as pseudo-observations to Gauss-Helmert model. The principal advantage of this strategy was controlling the adverse effect of unstable imaging networks and noisy image observations on the accuracy of self-calibration. The sparse implementation of this strategy was also performed, which allowed its application to data sets containing a lot of tie points. Finally, the concepts of intrinsic curves were revisited for dense stereo matching. The proposed technique could achieve a high level of accuracy and efficiency by searching only through a small fraction of the whole disparity search space as well as internally handling occlusions and matching ambiguities. These photogrammetric solutions were extensively tested using synthetic data, close-range images and the images acquired from the gravel-pit mine. Achieving absolute 3D mapping accuracy of 11±7 mm illustrated the success of this system for high-precision modeling of the environment.

Évaluation du ratio de couverture optimal pour un portefeuille d'obligations dans le contexte du marché financier canadien

Il existe une multitude de façons de protéger un portefeuille formé d'obligations contre une variation des taux d'intérêt qui pourrait affecter défavorablement la valeur marchande du portefeuille. L'une d'elles consiste à vendre des contrats à terme sur obligations afin que les variations de la valeur marchande du portefeuille soient compensées par les gains (ou les pertes) sur le marché à terme. Le succès d'une telle opération dépend de l'évaluation du ratio de couverture puisque c'est lui qui déterminera quelle quantité de contrats à terme il faudra vendre pour protéger le portefeuille. L'objectif de cette étude consiste à déterminer, parmi cinq méthodes d'estimation du ratio de couverture (une naïve et quatre théoriques), celle qui permet de minimiser la variance du rendement du portefeuille à couvrir tout en sacrifiant le moins possible en terme de rendement. Pour ce faire, nous avons utilisé neuf portefeuilles formés d'obligations du gouvernement du Canada ayant des caractéristiques (coupon, échéance) très différentes que nous avons couverts en utilisant le contrat à terme sur obligations du gouvernement du Canada qui se transige à la Bourse de Montréal. L'analyse des résultats nous a amené à conclure que la méthode naïve génère de meilleurs résultats que les méthodes théoriques lorsque le portefeuille à couvrir possède des caractéristiques semblables au titre qui sert de couverture. Dans tous les autres cas (où le portefeuille à couvrir a des caractéristiques très différentes du contrat à terme qui sert de couverture), la performance de la méthode naïve est plutôt médiocre, mais aucune autre méthode n'est supérieure aux autres sur une base régulière.

Évaluation empirique d’un modèle explicatif du succès des programmes d'aide aux employés

L'objet de ce mémoire est de mesurer l'efficacité des programmes d'aide aux employés (PAE). Dans un deuxième temps, nous cherchons à identifier les facteurs explicatifs du succès des PAE. Nous avons conceptualisé ces interrogations autour d'un modèle théorique qui découpe le concept de succès des PAE en trois variables dépendantes soit, la résolution de la situation problématique, la satisfaction des usagers envers le PAE et l'amélioration de la performance au travail grâce et à la suite des consultations au PAE. De même, nous avons identifié quatre groupes de variables indépendantes susceptibles d'expliquer les variations dans le succès des PAE soit: le profil des usagers, les caractéristiques de la situation problématique, les caractéristiques de la consultation et finalement les caractéristiques de l'organisation à laquelle appartiennent les usagers. Pour évaluer ce modèle et afin de répondre à ces interrogations nous avons sondé par questionnaire vingt-deux usagers cliniques d'un PAE externe. L'échantillon était composé majoritairement de femmes âgées entre 30 et 49 ans, travaillant principalement dans des emplois professionnels. L'analyse quantitative des réponses nous a permis de conclure que généralement le PAE est assez efficace pour résoudre les situations problématiques vécues par ses usagers. Les résultats tendent aussi à montrer que les usagers du PAE sont très satisfaits des services dispensés. Il ressort finalement que, grâce aux consultations au PAE, l'impact négatif de la situation problématique sur la performance au travail de l'usager disparaît et même qu'en moyenne la performance au travail s'améliore légèrement. Suite aux analyses bi-variées, nous pouvons identifier certains facteurs explicatifs du succès des PAE. Les principales variables pour lesquelles le succès des PAE variait significativement étaient le sexe, l'âge, la catégorie d'emploi, le type de difficultés, l'urgence de la situation problématique, le motif de cessation des services, la taille de l'entreprise et la présence ou non d'un syndicat dans l'entreprise du répondant.

L'utilité perçue de l'information comptable par les responsables des départements de production et de marketing

Cette recherche examine l'association entre les qualités de l'information comptable, son utilisation, le département qui en fait usage et la perception des gestionnaires de l'utilité de cette information comptable. On a mesuré la perception de Futilité de l'information comptable à partir d'un questionnaire auprès des responsables de deux départements fonctionnels d'entreprises: les directeurs des départements de production et de marketing en regard de la prise de décisions et de l'évaluation de la performance. La cueillette de données a été réalisée à l'aide d'un questionnaire qu'on a envoyé à 308 responsables dans 154 entreprises. L'étude empirique pour tester les hypothèses de recherche a été réalisée sur 71 répondants. Les résultats indiquent que dans le contexte de prise de décision, la perception positive de l'utilité de l'information comptable s'accroît si cette information est jugée de qualité et si elle est utilisée; de plus, cette perception peut varier d'un département à un autre. Dans le contexte de l'évaluation de la performance, la perception positive de l'utilité de l'information comptable s'accroît si cette information est jugée de qualité, elle peut varier d'un département à un autre, mais contrairement à l'hypothèse posée cette perception n'est pas liée à son utilisation. On note aussi que l'utilité perçue de l'information comptable est meilleure dans les départements de marketing que dans les départements de production.

Un modèle d'intégration des enfants en difficulté d'adaptation et d'apprentissage

Depuis vingt-cinq ans, le Québec a connu dans le monde de l'éducation un nombre assez impressionnant de changements, de réformes, de mises au point et de renouvellements de programme. Du rapport Parent à l'école québécoise, notre système éducatif a vécu toutes sortes de situations qui nous ont conduits à une structure éducationnelle plus cohérente, plus apte à répondre à la majorité des besoins des citoyens et de la société. Cependant, les années 1968-1976 ont vu se développer un système d'éducation parallèle créant tout un réseau à double voie : la voie régulière et la voie de l'exceptionnel. Le rapport Celdic et le rapport Copex sont venus ébranler cette structure à double voie et les intervenants dans le monde de l'éducation ont refait une partie des devoirs élaborés è l'occasion du rapport Parent. La Commission Scolaire Régionale Blainville Deux-Montagnes n'a pas vécu à l'écart de ces changements et elle est actuellement tributaire de deux voies parallèles dans son système d'éducation. Elle refait également ses devoirs et étudie présentement la possibilité d'intégrer dans ses classes régulières les élèves qui présentent des difficultés d'adaptation et d'apprentissage et qui ont été exclus des classes régulières pour être placés sur ce que plusieurs appellent une voie d’évitement. L'intégration est devenue le sujet d'étude des comités d'école, du comité de parents et des diverses tables de gestion de la commission scolaire, tant celle des écoles que celle des divers services. En tant qu'administrateur dans une des polyvalentes de cette commission scolaire, j'aurai à prendre part aux discussions et aux études qui seront faites et j'aurai, également, à participer aux diverses prises de décisions qu'entraînera cette opération. [...]

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.

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.

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.

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.

Le développement des habiletés motrices : l’influence du vécu sportif chez les étudiants en science de l’activité physique

Un nombre grandissant d’enfants en bas âge pratique un seul sport tout au long de l’année (American Academy of Pediatrics, 2000). Cette pratique, communément appelée la spécialisation hâtive, est pour plusieurs parents, entraineurs et enfants la meilleure façon d’atteindre les plus hauts niveaux de performance (rangs professionnels, compétitions internationales, bourses d’études universitaires, etc.). Toutefois, plusieurs études portant sur la performance et le développement de l’athlète proposent une alternative à la spécialisation hâtive : la spécialisation tardive (Güllich et Emrich, 2006; Lidor et Lavyan, 2002; Moesch, Elbe, Hauge et Wikman, 2011), qui est issue du modèle de la participation sportive de Côté, Baker et Abernethy (2007) et qui propose une spécialisation dans un seul sport seulement durant l’adolescence. Cette voie permettrait d’atteindre d’aussi hauts niveaux de performance, mais sans les conséquences négatives de la spécialisation hâtive. Parmi ces conséquences, Mostafavifar, Best et Myer (2013) ont émis l’hypothèse que la voie de la spécialisation hâtive mènerait à une limitation du développement des habiletés motrices. Venant ajouter à ce postulat, Fransen et ses collaborateurs (2012) ont démontré que les enfants ayant une pratique sportive diversifiée présentaient de meilleures aptitudes physiques (saut vertical et coordination). Par rapport à ces deux voies de développement, plusieurs modèles de développement (Balyi, Way et Higgs, 2013; Côté et al., 2007; Gulbin, Croser, Morley et Weissensteiner, 2013) proposent une troisième voie, la participation récréative, qui a pour finalité le maintien d’une bonne condition physique à long terme et dans laquelle le participant peut s’orienter (consciemment ou inconsciemment) dès son jeune âge ou après avoir suivi l’une des voies de la performance sportive. Devant cette diversité de voies de développement et en s’inspirant de l’hypothèse de Mostafavifar et autres (2013) selon laquelle la spécialisation hâtive mènerait à une limitation du développement des habiletés motrices et des résultats de Fransen et autres (2012) concernant les aptitudes physiques, le premier objectif est d’identifier les indicateurs du vécu sportif du participant (tels que l’âge de début du sport, le nombre de sports pratiqués, le volume d’entrainement de chacun des sports, la durée de la pratique de chacun des sports, le volume total d’entrainement et le niveau atteint dans chacun des sports) permettant d’expliquer un meilleur niveau de certaines habiletés motrices. Le deuxième objectif est de décrire la pratique sportive des étudiants et étudiantes selon les indicateurs du vécu sportif. L’hypothèse principale est qu’un participant s’inscrivant dans la voie de la performance sportive (spécialisation hâtive ou spécialisation tardive) peut diminuer ses chances de maintenir une bonne condition physique à long terme à cause d’une limitation du développement de ses habiletés motrices. Les habiletés motrices et les aptitudes physiques de 154 étudiantes et étudiants actifs en éducation physique et à la santé et en kinésiologie ont été mesurées. Le questionnaire (annexe F) a permis de quantifier certains indicateurs du vécu sportif des participants, soit (a) l’âge de début du sport, (b) le nombre de sports pratiqués, (c) le volume d’entrainement de chacun des sports, (d) la durée de la pratique de chacun des sports, (e) le volume total d’entrainement total et (f) le niveau atteint dans chacun des sports. Une analyse sommaire du questionnaire a permis d’obtenir deux autres indicateurs, soit (g) le pourcentage du volume total occupé par chacun des sports et (h) l’index des sports pratiqués (basé sur le nombre d’habiletés motrices stimulées par le sport et le nombre de sports). Le dernier indicateur, (i) les aptitudes physiques, a été calculé durant les tests physiques. Une analyse de régression multiple a été utilisée afin d’identifier parmi ces variables indépendantes le plus petit nombre d’entre elles qui explique le mieux la variabilité de la maitrise des habiletés motrices. Concernant le premier objectif, les résultats révèlent que les aptitudes physiques et l’index des sports pratiqués seraient les variables expliquant le mieux la variabilité des habiletés motrices d’un participant. Ces résultats montrent qu’il est préférable d’être génétiquement avantagé en termes d’aptitudes physiques afin d’avoir de bonnes habiletés motrices. Mais au-delà de la génétique, il demeure essentiel de solliciter les aptitudes physiques afin de les développer à leur plein potentiel (par exemple : un coureur peut avoir une excellente aptitude physique d’endurance cardiovasculaire, mais il ne pourra pas gagner de course s’il ne la sollicite pas à l’entrainement). De plus, afin de développer ses habiletés motrices, le participant devrait s’inscrire dans un parcours sportif qui lui permet de stimuler un grand nombre d’habiletés motrices, ce qui veut dire qu’au-delà du nombre de sports qu’il aura pratiqués, c’est le nombre d’habiletés motrices qu’il aura stimulées durant son vécu sportif qui lui permettra de développer ses habiletés motrices. Nos résultats viennent ainsi nuancer le postulat que la spécialisation hâtive peut mener à une limitation du développement des habiletés motrices (Mostafavifar et al., 2013) puisqu’un athlète s’étant spécialisé hâtivement dans un sport qui stimule plusieurs habiletés motrices devrait posséder un meilleur bagage d’habiletés motrices que celui ayant pratiqué plusieurs sports qui, au bout du compte, auront stimulé peu d’habiletés motrices (demi-fond, sprint, aviron, haies, bobsleigh, etc.). En ce qui a trait à l’hypothèse principale, nos résultats nous permettent d’avancer qu’un athlète s’inscrivant dans une voie de la performance sportive devrait être en mesure de maintenir une bonne condition physique à long terme si son vécu sportif a stimulé plusieurs habiletés motrices.

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.