Algorithme de reconstruction itératif pour tomographie optique diffuse avec mesures dans le domaine temporel

L'imagerie par tomographie optique diffuse requiert de modéliser la propagation de la lumière dans un tissu biologique pour une configuration optique et géométrique donnée. On appelle cela le problème direct. Une nouvelle approche basée sur la méthode des différences finies pour modéliser numériquement via l'équation de la diffusion (ED) la propagation de la lumière dans le domaine temporel dans un milieu inhomogène 3D avec frontières irrégulières est développée pour le cas de l'imagerie intrinsèque, c'est-à-dire l'imagerie des paramètres optiques d'absorption et de diffusion d'un tissu. Les éléments finis, lourds en calculs, car utilisant des maillages non structurés, sont généralement préférés, car les différences finies ne permettent pas de prendre en compte simplement des frontières irrégulières. L'utilisation de la méthode de blocking-off ainsi que d'un filtre de Sobel en 3D peuvent en principe permettre de surmonter ces difficultés et d'obtenir des équations rapides à résoudre numériquement avec les différences finies. Un algorithme est développé dans le présent ouvrage pour implanter cette approche et l'appliquer dans divers cas puis de la valider en comparant les résultats obtenus à ceux de simulations Monte-Carlo qui servent de référence. L'objectif ultime du projet est de pouvoir imager en trois dimensions un petit animal, c'est pourquoi le modèle de propagation est au coeur de l'algorithme de reconstruction d'images. L'obtention d'images requière la résolution d'un problème inverse de grandes dimensions et l'algorithme est basé sur une fonction objective que l'on minimise de façon itérative à l'aide d'une méthode basée sur le gradient. La fonction objective mesure l'écart entre les mesures expérimentales faites sur le sujet et les prédictions de celles-ci obtenues du modèle de propagation. Une des difficultés dans ce type d'algorithme est l'obtention du gradient. Ceci est fait à l'aide de variables auxiliaire (ou adjointes). Le but est de développer et de combiner des méthodes qui permettent à l'algorithme de converger le plus rapidement possible pour obtenir les propriétés optiques les plus fidèles possible à la réalité capable d'exploiter la dépendance temporelle des mesures résolues en temps, qui fournissent plus d'informations tout autre type de mesure en TOD. Des résultats illustrant la reconstruction d'un milieu complexe comme une souris sont présentés pour démontrer le potentiel de notre approche.

Étude des caractéristiques familiales et personnelles des jeunes hébergés en foyer de groupe au Centre jeunesse de l'Estrie

Cette étude de clientèle avait comme premier objectif de décrire les caractéristiques personnelles et familiales pour l'ensemble des jeunes qui séjournent en foyer de groupe au Centre jeunesse de l'Estrie. Le deuxième objectif de cette étude était de d'identifier les caractéristiques personnelles et familiales des jeunes des foyers de groupe inscrits au programme des familles d'accueil associées. Les jeunes qui ont participé à cette étude ont été recrutés dans les trois foyers de groupe du Centre jeunesse de l'Estrie. La proportion des jeunes qui ont accepté de participer est de 88%. Au total, 22 jeunes soit 15 adolescents et 7 adolescentes âgés entre 12 et 17 ans ont été rencontrés dans le cadre d'une entrevue structurée pour répondre à nos questionnaires. Différents types de questionnaires ont été utilisés pour évaluer les caractéristiques sociofamiliales et personnelles de ces jeunes. Ces questionnaires portaient sur la composition de la famille, les relations parents-enfant (qualité de la relation, fréquence des contacts, soins et surprotection reçus), la violence conjugale, la présence de problèmes avec la justice, de consommation d'alcool ou de drogue chez les membres de la famille, les problèmes de comportement des jeunes, leur consommation d'alcool et de psychotropes, leur cheminement scolaire, leur histoire de placement, la composition de leur réseau social de soutien, la présence d'idéations suicidaires, d'abus sexuels et la violence qu'ils ont subie par les pairs et les adultes. Les principaux résultats obtenus nous apprennent que ces jeunes ont en moyenne 14,8 ans. La proportion de garçons placés en foyer de groupe est plus élevée (68,2%) que la proportion de filles (31,8%). La moitié des jeunes (50%) perçoivent présenter des troubles de comportements extériorisés (agirs délinquants, comportements agressifs). La proportion des jeunes qui présentent des troubles intériorisés (retrait social, complaintes somatiques, anxiété et dépression) est presque aussi élevée (45,5%). Cette constatation nous amène à nous préoccuper de l'importance accordée à ce type de troubles dans le suivi clinique des jeunes puisque ces troubles passent souvent inaperçus lorsqu'ils sont accompagnés d'agirs délinquants ou agressifs chez le jeune ou chez les autres jeunes du foyer de groupe. De plus, 31,8% des jeunes perçoivent présenter des troubles de comportements intériorisés et extériorisés. Du côté de la consommation de psychotropes, 95,2% des jeunes avouent en avoir déjà fait usage au cours de leur vie. De ce nombre, 65% des jeunes avouent en consommer sur une base occasionnelle et seulement 33,3% avouent en consommer sur une base régulière. Par ailleurs, ces jeunes ont un faible réseau social de soutien; ils ont en moyenne 6,3 personnes autour d'eux réparties dans 2,8 catégories. Les caractéristiques du passé des jeunes placés en foyer de groupe révèlent qu'ils ont vécu des événements lourds de conséquence. Tout d'abord, l'âge moyen des jeunes au premier placement est de 9,5 ans. Ils ont cumulé en moyenne 53,6 mois en milieux substituts et ils ont connu 6,1 milieux différents. La proportion des jeunes ayant des idéations suicidaires s'élève à 40,9%. Parmi les adolescentes interrogées, 71,4% ont vécu au moins un épisode d'abus sexuel. Une proportion de 40,9% des jeunes rapportent avoir subi de la violence d'une intensité importante (score de 10 points sur une possibilité de 20) de la part des adultes qui se sont occupés d'eux. Aussi, ces jeunes ont un passé scolaire empreint d'échec: 86,4% des jeunes ont doublé au moins une armée scolaire. De plus, ces jeunes fréquentent un centre de jour depuis 35,8 mois en moyenne. Enfin, 71,4 % des jeunes ont le projet de compléter au moins leurs études secondaires. L'étude des caractéristiques familiales nous apprend que la plupart des jeunes (81,8%) ont maintenu un contact fréquent avec au moins un parent. La moitié des jeunes désignent leur mère dans leur réseau social de soutien. En fait, les jeunes ont une meilleure relation avec leur mère qu'avec leur père. La relation avec leur père est soit détériorée ou absente pour la majorité des jeunes. Cependant, la qualité de la relation avec la mère est passable. En fait, la moitié des répondants (52,6%) ont reçu dans leur enfance des soins insatisfaisants de la part d'au moins un parent et ils ont aussi subi de la surprotection (80%) c'est-à-dire du contrôle, de l'intrusion ou du maintien de comportements dépendants de la part de leur parent. Enfin, la majorité des jeunes (68,2%) proviennent d'une famille non traditionnelle (soit monoparentale ou recomposée). Une proportion de 52,4% des jeunes ont été témoins assez fréquemment de violence conjugale. De plus, les familles de ces jeunes comptent au moins un membre de la famille aux prises avec des problèmes de justice (68,2%) et des problèmes de consommation de drogues (45,5%). Le deuxième objectif de cette étude visait à identifier les caractéristiques plus spécifiques d'un sous-groupe de jeunes qui participent déjà au nouveau projet de familles d'accueil associées. Quatre jeunes (groupe 2) avaient été ciblés à cause de leur difficulté d'insertion dans un milieu plus normalisant. Ces jeunes ont cumulé plusieurs échecs de placement vers des familles d'accueil. Les caractéristiques qui les distinguent des autres jeunes qui ne participent pas au programme (groupe 1) sont essentiellement liées à leur histoire de placement. Tout d'abord, ils étaient beaucoup plus jeunes au moment du premier placement (groupe 1= 10,8 ans, groupe 2= 3,8 ans). Ils ont connu 9 milieux substituts différents alors que les autres n'en ont connu que 5,4. Ils ont séjourné 105 mois en milieux substituts comparativement aux autres jeunes qui ont cumulé en moyenne 42,2 mois en milieux substituts. Aussi, la proportion du temps passé en milieux substituts au cours de leur vie est plus élevée (61,4%) chez les jeunes inscrits au programme que chez les autres jeunes des foyers de groupe qui ne sont pas inscrits dans ce programme (23,6%).

Le développement de l'instruction publique catholique à Magog : ses rapports avec le processus d'industrialisation, 1879-1943

La présente étude présente un exemple concret du développement d'une commission scolaire en fonction de l'amorce du processus d'industrialisation dans une ville des Cantons de l'Est, Magog. L'étude débute avec l'école catholique dissidente en 1879, un peu avant la mise en place du processus d'industrialisation à Magog. La recherche s'arrête en 1943, date de la loi sur la fréquentation scolaire obligatoire au Québec. Les conséquences démographiques issues de l'industrialisation viennent transformer considérablement le visage ethnique et religieux de Magog. Principalement constituée d'Américains protestants, la population magogoise subit une intense transformation ethnique et religieuse entre 1881 et 1891. De protestante et anglophone qu'elle était jusqu'alors, elle devient majoritairement catholique et francophone en moins de dix ans. L'appareil scolaire en place n'est pas sans subir l'impact de ces profonds changements. D'abord conçu pour une clientèle enfantine protestante, il s'adapte en fonction des nouveaux arrivants en créant une branche dissidente catholique en 1879. Les dissidents catholiques, à leur tour, s'organisent en commission scolaire en 1890. Afin de considérer le développement scolaire de Magog comme une phase de l'évolution d'une localité, l'étude est centrée autour de la problématique suivante: quels sont les principaux obstacles qui ont exercé une influence sur le développement scolaire de Magog? Basée essentiellement sur des sources quantitatives et qualitatives variées de la Commission scolaire de Memphrémagog, états financiers, registres d'appel, procès-verbaux et correspondance, notre démarche est de reconstituer le passer administratif de la corporation scolaire: ses ressources humaines, matérielles et financières, ses clientèles, ses services. L'objectif visé ici est de vérifier et caractériser la capacité d'adaptation de la commission scolaire face à des situations comme les hausses de clientèles, le développement des quartiers, les relations entre l'usine textile et les jeunes travailleurs et enfin, la nature des rapports entre les décideurs et les membres de la communauté locale. Le mémoire est divisé en quatre chapitres. Le premier chapitre consiste à situer notre démarche à l'intérieur des courants ou tendances en histoire de l'éducation au Québec. Un rapide survol de l'historiographie nous a permis d'identifier notre démarche à un courant historiographique nouveau et issu d'historiens ontariens insatisfaits de l'approche radicale du contrôle social qui a sous-estimé, aux yeux de certains, le rôle effectif des régions dans le développement de l'Instruction publique. Cette nouvelle approche théorique met donc l'accent sur le rôle important des communautés locales dans l'organisation des structures scolaires. Aussi, l'apport de la sociologie de l'éducation et de la théorie générale des systèmes (approche systémique) nous a permis d'axer notre étude non pas en regard d'un seul point d'intérêt, mais surtout à partir de l'interaction soutenue entre les différentes factions ou acteurs afin de faire évoluer le système scolaire en fonction de besoins manifestes de la communauté locale ou issus de politiques étatiques. Une deuxième partie du chapitre est consacrée au contexte historique qui met en place les structures éducatives sur le territoire. Le deuxième chapitre s'intéresse à identifier les principaux acteurs qui oeuvrent au sein du système. Avec la création du régime municipal et de l'élargissement de ses pouvoirs dans la commission scolaire, l'État décentralise une bonne partie de l'administration scolaire et précise son rôle d'organisme subventionnaire aux corporations scolaires. Regroupés autour de leur commission scolaire, enfants, parents et citoyens contribuent à accroître les besoins scolaires. Pour équilibrer cette demande, le Conseil des commissaires oriente ses politiques vers un juste milieu entre les orientations gouvernementales, ses ressources matérielles et l'implication personnelle de chacun des commissaires. Le rôle de l'Église et de la petite bourgeoisie a contribué à concentrer l'effort du progrès de l'éducation vers des secteurs privilégiés de la ville, ne tenant pas toujours compte des besoins scolaires réels de l'ensemble de la population. Le chapitre IH présente le portrait concret du partage entre l'État et les communautés locales dans le financement du réseau public d'éducation et introduit un nouvel acteur dans le système: le milieu industriel local. Après une étude sur les revenus, les dépenses et les emprunts, il est démontré clairement que la communauté locale finance presque à elle seule les écoles publiques de Magog: 90% des recettes totales de la commission scolaire provient des contribuables catholiques. Les subventions du DIP sont nettement en-deçà de ce que l'État se proposait de soutenir au XIXe siècle (une subvention égale au montant total perçu en taxes scolaires). Un regard sur l'attitude des conseillers municipaux à accorder des arrangements politico-économiques à l'usine textile nous a permis d'identifier des conséquences non négligeables dans la perception des taxes scolaires de l'usine. Dans la période où l'usine textile demande des exemptions et commutations de taxes (de 1894 à 1943), les élus municipaux rajustent (ou conservent) l'évaluation du complexe industriel à une fraction seulement de l'évaluation réelle, ne tenant pas ainsi compte des nombreux ajouts et constructions qui affectent à la hausse l'évaluation foncière de la compagnie. Résultat: les commissaires catholiques ne perçoivent pas les sommes réelles qui leur sont dues. Cette disparité fiscale n'est pas sans affecter la commission scolaire aux prises avec de lourds emprunts issus des nombreuses constructions scolaires pour accueillir les enfants des nouveaux arrivants. L'étude des modalités du développement scolaire (quatrième chapitre) nous a permis de mettre en lumière la nature des rapports entre factions de la communauté locale et leurs représentants au Conseil des commissaires. Une étude sur les revendications et les affrontements entre les résidents du quartier ouvrier et membres du Conseil nous a permis de voir que les commissaires d'école ne prennent pas toujours les décisions politiques adéquates pour répondre aux besoins scolaires de la ville. L'appartenance sociale et géographique des commissaires justifient les priorités adoptées et qui se traduisent par un souci pour les écoles du centre-ville et particulièrement des garçons, plutôt que dans le quartier ouvrier, là où se manifestent depuis longtemps des besoins scolaires de plus en plus criants.

Étude de la symbiose actinorhizienne chez l'aulne en présence de résidus miniers aurifères acidogènes

Les concentrations de métaux lourds retrouvées dans les sols augmentent considérablement depuis la révolution industrielle et s’accumulent quotidiennement dans la biosphère. Ces composés métalliques persisteront pendant plusieurs années au niveau des différents écosystèmes affectés et voyageront dans les chaînes alimentaires par bioaccumulation. Les activités humaines, telle que l’industrie minière contribuent activement à cette problématique environnementale. En effet, l’excavation minière perturbe la roche-mère et favorise l’oxydation des métaux lourds sulfurés qui, lentement, produiront de l’acide sulfurique. Cette acidification peut mobiliser les éléments métalliques stables en condition neutre ou alcaline. Ces phénomènes induisent la formation du drainage minier acide (DMA) qui peut contaminer les cours d’eau ou les nappes phréatiques à proximité. Plusieurs mines sont situées en Abitibi-Témiscamingue en raison de l’abondance de divers minerais dans la roche mère tels que l’or. Une importante quantité de déchets industriels est produite lors de l’excavation du minerai, dont les résidus miniers entreposés dans des bassins de rétention extérieurs. Ces bassins prennent de l’expansion quotidiennement autour du site minier substituant la place de la végétation saine et des territoires. Une mise en végétation des sites miniers du Québec est exigée depuis 1995 afin de redonner une apparence naturelle aux sites et limiter le phénomène d’érosion. Depuis 2013, un plan de réaménagement et de restauration des sites exploités est obligatoire selon la loi sur les mines. Ces bassins seront donc ciblés pour effectuer des essais de revégétalisation par l’entremise de plantes actinorhiziennes. Les plantes actinorhiziennes sont des végétaux robustes pouvant coloniser nombreux habitats perturbés et hostiles. L’aulne est une plante actinorhizienne pouvant établir une relation symbiotique avec l’actinobactérie fixatrice d’azote du genre Frankia. La symbiose actinorhizienne est une interaction équitablement profitable entre la plante et la bactérie. Cette symbiose repose sur la capacité de la bactérie à transformer, au niveau des nodules, l’azote atmosphérique en ammonium assimilable grâce à une enzyme spécifique, la nitrogénase. Lorsque la symbiose est bien établie, elle donnera un avantage significatif aux plantes pour leur développement et leur croissance, et ce, même dans un substrat pauvre en nutriments ou contaminé. En effet, la symbiose actinorhizienne permet d’améliorer la structure physicochimique d’un sol et de l’enrichir en azote grâce à la fixation de l’azote atmosphérique. Dans la région de l’Abitibi-Témiscamingue, la mine Doyon est une mine d’or qui détient des sols acidogènes contenant des traces non négligeables de métaux lourds. Ce projet de recherche en microbiologie environnementale avait comme objectif principal d’évaluer la capacité des aulnes rugueux et des aulnes crispés à coloniser des résidus miniers acidogènes aurifères (concentrations différentes de 0 %, 35 %, 65 % et 100 %) avec ou sans l’aide de Frankia. La dispersion des contaminants par les feuilles a aussi été étudiée afin d’évaluer le risque environnemental de l’utilisation des aulnes sur le terrain à des fins de revégétalisation. Les objectifs préliminaires avaient comme but d’évaluer la résistance, de manière individuelle, de la souche ACN10a du genre Frankia (par extrait aqueux) puis des espèces d’aulne aux résidus miniers non stérilisés. Par le fait même, la microflore des résidus miniers a été étudiée dans le but d’isoler des espèces symbiotiques d’endophytes écoadaptées aux conditions arides du site minier Doyon. Concernant les objectifs préliminaires, les résultats ont démontré que la souche ACN10a résiste bien jusqu’à 35 % d’extrait aqueux de résidus miniers de la mine Doyon. Pour les concentrations supérieures à 50 %, Frankia (souche ACN10a) a démontré une respiration cellulaire et des concentrations protéiques décroissantes en raison de la présence d’éléments toxiques biodisponibles dans l’extrait aqueux. Par ailleurs, les aulnes rugueux et crispés ont démontré une tolérance jusqu’à la concentration de 35 % de résidus miniers non stérilisés sans la présence de Frankia. Par la suite, les résultats d’isolement n’ont pas démontré la capacité des aulnes à recruter des bactéries symbiotiques à partir des résidus miniers de la mine Doyon. Concernant l’objectif principal, les résultats ont démontré que l’aulne rugueux résiste mieux que l’aulne crispé jusqu’aux concentrations de 35 % de résidus miniers lorsqu’inoculés en manifestant une meilleure biomasse sèche totale, une plus grande concentration de chlorophylle dans les feuilles et un plus grand nombre spécifique de nodules. L’établissement symbiotique a été affecté par la présence des résidus miniers acidogène révélant que le nombre de site d’infection racinaire diminuait en fonction des concentrations de résidus miniers croissantes (0 %, 35 %, 65 % et 100 %). Ensuite, une analyse des éléments chimiques des feuilles a démontré que le transfert des métaux lourds des résidus miniers vers les feuilles était minime. Les plantes révélant de hautes teneurs en métaux lourds dans leurs feuilles ont développé par le fait même, une faible biomasse aérienne limitant ainsi la dispersion de contaminants lors de la perte des feuilles à l’automne. Le modèle expérimental aulne-Frankia possédait un seuil de tolérance visible à la concentration de 35 % de résidus miniers acidogènes aurifères de la mine Doyon. De plus, la présence de la symbiose actinorhizienne a modulé la distribution de certains éléments chimiques dans les feuilles en comparaison avec les aulnes non-inoculés (molybdène, nickel). Puis, une similarité a été notée dans la composition chimique des feuilles d’aulnes inoculés s’étant développés dans 0 % (témoin positif) et 35 % de résidus miniers.