Conception d’un mécanisme déployable à grand ratio d’expansion et de son système d’actionnement par roues d’inertie pour applications spatiales

Cette thèse propose de développer des mécanismes déployables pour applications spatiales ainsi que des modes d’actionnement permettant leur déploiement et le contrôle de l’orientation en orbite de l’engin spatial les supportant. L’objectif étant de permettre le déploiement de surfaces larges pour des panneaux solaires, coupoles de télécommunication ou sections de station spatiale, une géométrie plane simple en triangle est retenue afin de pouvoir être assemblée en différents types de surfaces. Les configurations à membrures rigides proposées dans la littérature pour le déploiement de solides symétriques sont optimisées et adaptées à l’expansion d’une géométrie ouverte, telle une coupole. L’optimisation permet d’atteindre un ratio d’expansion plan pour une seule unité de plus de 5, mais présente des instabilités lors de l’actionnement d’un prototype. Le principe de transmission du mouvement d’un étage à l’autre du mécanisme est revu afin de diminuer la sensibilité des performances du mécanisme à la géométrie de ses membrures internes. Le nouveau modèle, basé sur des courroies crantées, permet d’atteindre des ratios d’expansion plans supérieurs à 20 dans certaines configurations. L’effet des principaux facteurs géométriques de conception est étudié afin d’obtenir une relation simple d’optimisation du mécanisme plan pour adapter ce dernier à différents contextes d’applications. La géométrie identique des faces triangulaires de chaque surface déployée permet aussi l’empilement de ces faces pour augmenter la compacité du mécanisme. Une articulation spécialisée est conçue afin de permettre le dépliage des faces puis leur déploiement successivement. Le déploiement de grandes surfaces ne se fait pas sans influencer lourdement l’orientation et potentiellement la trajectoire de l’engin spatial, aussi, différentes stratégies de contrôle de l’orientation novatrices sont proposées. Afin de tirer profit d’une grande surface, l’actionnement par masses ponctuelles en périphérie du mécanisme est présentée, ses équations dynamiques sont dérivées et simulées pour en observer les performances. Celles-ci démontrent le potentiel de cette stratégie de réorientation, sans obstruction de l’espace central du satellite de base, mais les performances restent en deçà de l’effet d’une roue d’inertie de masse équivalente. Une stratégie d’actionnement redondant par roue d’inertie est alors présentée pour différents niveaux de complexité de mécanismes dont toutes les articulations sont passives, c’est-à-dire non actionnées. Un mécanisme à quatre barres plan est simulé en boucle fermée avec un contrôleur simple pour valider le contrôle d’un mécanisme ciseau commun. Ces résultats sont étendus à la dérivation des équations dynamiques d’un mécanisme sphérique à quatre barres, qui démontre le potentiel de l’actionnement par roue d’inertie pour le contrôle de la configuration et de l’orientation spatiale d’un tel mécanisme. Un prototype à deux corps ayant chacun une roue d’inertie et une seule articulation passive les reliant est réalisé et contrôlé grâce à un suivi par caméra des modules. Le banc d’essai est détaillé, ainsi que les défis que l’élimination des forces externes ont représenté dans sa conception. Les résultats montrent que le système est contrôlable en orientation et en configuration. La thèse se termine par une étude de cas pour l’application des principaux systèmes développés dans cette recherche. La collecte de débris orbitaux de petite et moyenne taille est présentée comme un problème n’ayant pas encore eu de solution adéquate et posant un réel danger aux missions spatiales à venir. L’unité déployable triangulaire entraînée par courroies est dupliquée de manière à former une coupole de plusieurs centaines de mètres de diamètre et est proposée comme solution pour capturer et ralentir ces catégories de débris. Les paramètres d’une mission à cette fin sont détaillés, ainsi que le potentiel de réorientation que les roues d’inertie permettent en plus du contrôle de son déploiement. Près de 2000 débris pourraient être retirés en moins d’un an en orbite basse à 819 km d’altitude.

Développement et expérimentation d'algorithmes de réorientation pour un robot sériel en chute libre

Ce mémoire présente 2 types de méthodes pour effectuer la réorientation d’un robot sériel en chute libre en utilisant les mouvements internes de celui-ci. Ces mouvements sont prescrits à partir d’algorithmes de planification de trajectoire basés sur le modèle dynamique du robot. La première méthode tente de réorienter le robot en appliquant une technique d’optimisation locale fonctionnant avec une fonction potentielle décrivant l’orientation du système, et la deuxième méthode applique des fonctions sinusoïdales aux articulations pour réorienter le robot. Pour tester les performances des méthodes en simulation, on tente de réorienter le robot pour une configuration initiale et finale identiques où toutes les membrures sont alignées mais avec le robot ayant complété une rotation de 180 degrés sur lui-même. Afin de comparer les résultats obtenus avec la réalité, un prototype de robot sériel plan flottant possédant trois membrures et deux liaisons rotoïdes est construit. Les expérimentations effectuées montrent que le prototype est capable d’atteindre les réorientations prescrites si peu de perturbations extérieures sont présentes et ce, même si le contrôle de l’orientation est effectué en boucle ouverte.

La peur au ventre: la viande halal dans l’assiette québécoise- pratiques et stratégies alimentaires culturelles en contexte québécois

Notre mémoire est dans l’entre-lieu de deux champs de recherche : les pratiques alimentaires religieuses extraites de leur contexte et la définition de l’identité en lien avec ces pratiques ou en réaction à l’introduction de celles-ci en terre d’accueil. Nous avons étudié la viande halal, un objet à forte charge symbolique, en interrogeant des informateurs musulmans pratiquants installés dans la province de Québec et des Québécois dits de souche pour comprendre leurs perceptions de cet objet et son aménagement dans leur vie quotidienne et dans l’espace public.

Conception, développement et validation expérimentale d’une boussole haptique

Ce mémoire présente la conception, le contrôle et la validation expérimentale d’une boussole haptique servant à diriger les utilisateurs aux prises avec une déficience visuelle, et ce, dans tous les environnements. La revue de littérature décrit le besoin pour un guidage haptique et permet de mettre en perspective cette technologie dans le marché actuel. La boussole proposée utilise le principe de couples asymétriques. Son design est basé sur une architecture de moteur à entraînement direct et un contrôle en boucle ouverte étalonné au préalable. Cette conception permet d’atteindre une vaste plage de fréquences pour la rétroaction haptique. Les propriétés mécaniques de l’assemblage sont évaluées. Puis, l’étalonnage des couples permet d’assurer que le contrôle en boucle ouverte produit des couples avec une précision suffisante. Un premier test avec des utilisateurs a permis d’identifier que les paramètres de fréquence entre 5 et 15 Hz combinés avec des couples au-delà de 40 mNm permettent d’atteindre une efficacité intéressante pour la tâche. L’expérience suivante démontre qu’utiliser une rétroaction haptique proportionnelle à l’erreur d’orientation améliore significativement les performances. Le concept est ensuite éprouvé avec dix-neuf sujets qui doivent se diriger sur un parcours avec l’aide seule de cette boussole haptique. Les résultats montrent que tous les sujets ont réussi à rencontrer tous les objectifs de la route, tout en maintenant des déviations latérales relativement faibles (0:39 m en moyenne). Les performances obtenues et les impressions des utilisateurs sont prometteuses et plaident en faveur de ce dispositif. Pour terminer, un modèle simplifié du comportement d’un individu pour la tâche d’orientation est développé et démontre l’importance de la personnalisation de l’appareil. Ce modèle est ensuite utilisé pour mettre en valeur la stratégie d’horizon défilant pour le placement de la cible intermédiaire actuelle dans un parcours sur une longue distance.

Commission Charbonneau : de l'enjeu à la stratégie - étude du cadrage médiatique de la mise en place de la commission d'enquête et du débat sur la transparence

Le journalisme politique au Québec et ailleurs dans le monde est en pleine mutation. L’arrivée de nouvelles technologies appelle les organisations de presse à revoir leurs façons de faire de l’information. L’émergence de nouveaux concepts et de nouveaux enjeux incitent les journalistes à modifier leurs pratiques. La médiatisation et les théories du cadrage deviennent donc des outils d’interprétation des nouvelles façons de faire la couverture de divers enjeux. Ce mémoire s’intéresse plus spécifiquement à la médiatisation de la mise en place de la commission d’enquête sur l’industrie de la construction au Québec entre 2009 et 2012. Il répond à deux principales questions de recherche. Quel type de cadrage a été majoritairement été utilisé, celui principalement centré sur les enjeux ou celui centré sur les stratégies? Quelle place prend la thématique de la transparence dans le cadre du débat sur la mise en place de la commission d’enquête sur l’industrie de la construction? Une analyse de contenu médiatique des trois principaux quotidiens québécois, sur un peu plus de 3 ans, permet d’offrir quelques réponses et pistes de réflexions. Notamment, elle nous a permis de conclure que le recours aux cadres stratégiques est majoritaire et que cela se constate d’autant plus dans les articles d’opinion. L’analyse ne nous permet cependant pas d’établir de manière statistique cette deuxième conclusion. Finalement, la majorité des références à la thématique de la transparence au cours du débat sur la mise en place d’une commission d’enquête ont été faites sous l’angle du manque de volonté des acteurs gouvernementaux. Ce mémoire conclut avec quelques questionnements sur la qualité de l’information, les modifications de la pratique journalistique, le cynisme qu’amène le recours aux cadres centrés sur les stratégies et son impact sur la démocratie et les citoyens.

Le discours juridique dans la " société du risque ": Regard réflexif sur l'évolution de l'assurance et du principe de précaution en droit

Cette recherche propose une analyse critique du droit applicable à deux dimensions de la gestion des risques : l’indemnisation des dommages au moyen de l’assurance et la prévention des risques au moyen du principe de précaution. Dans une perspective interdisciplinaire, l’interaction du droit avec les rationalités politique, économique, scientifique et sociale est soulignée par l’opposition de deux théories : la Société du risque d’Ulrich Beck et la Société assurantielle de François Ewald. L’argumentation révèle les différentes significations de la limite de l’assurance privée en droit et les discours dissonants quant aux stratégies juridiques utilisées face aux risques. Le mémoire fournit ainsi des balises essentielles à la réflexion juridique critique. L’originalité de l’angle d’analyse, qui tient compte de l’évolution du droit en lien avec la modification de la rationalité politique survenue au XIXe siècle avec l’industrialisation des sociétés occidentales, permet d’enrichir l’épistémologie juridique. Il en découle entre autres une réflexion au sujet de l’évolution des conceptions théoriques du droit et de son rôle social escompté.

Identification des stratégies déployées par les infirmières pour offrir des soins palliatifs en fin de vie dans des unités de soins aigus

La réalité veut que beaucoup de personnes en fin de vie meurent dans des unités de soins aigus. Aussi, les infirmières qui travaillent dans ce milieu ont à prodiguer des soins infirmiers à une clientèle à la fois de soins aigus et de soins palliatifs. Par contre, celles-ci ont à faire face, entre autres, à des contraintes et obstacles organisationnels et environnementaux qui viennent compliquer la prestation de soins infirmiers palliatifs au travers d’une clientèle majoritairement de soins aigus. Il importe donc de savoir comment elles y parviennent. Cette étude exploratoire descriptive a pour but d’explorer et de décrire les stratégies que les infirmières de milieux de soins aigus déploient pour favoriser une pratique optimale de soins palliatifs de fin de vie. Le cadre de référence utilisé est le profil des compétences générales et spécifiques en soins palliatifs attribué aux infirmières du MSSS (2008). Huit participantes (infirmières) travaillant dans des unités de médecine et de cardiologie dans les établissements du CHU de Québec ont été rencontrées. Beaucoup de stratégies ont été identifiées, dont une plus propice à ce milieu soit, « Optimiser le temps passé auprès du patient et sa famille ». La stratégie « Faire de l’enseignement et donner aux proches de l’information » est celle qui revient le plus souvent dans le discours de ces infirmières. Également, on note des divergences quant aux obstacles et aux facteurs favorables mentionnés dans la littérature générale en soins palliatifs.

Progresser dans la formation doctorale en sciences de l’humain et du social : individus et structure en tension

La présente thèse porte sur les enjeux de la progression dans la formation doctorale en sciences de l’humain et du social (SHS). Dans la plupart des pays occidentaux, les administrations universitaires se disent préoccupées par les délais d’achèvement et les faibles taux de diplomation au doctorat. S’il est admis que les aptitudes intellectuelles ne suffisent pas pour progresser dans les études doctorales, les recherches menées jusqu’ici montrent que les modalités de la formation, ainsi que le milieu et le contexte d’études dans lesquels celle-ci s’inscrit ont des répercussions sur l’expérience doctorale. Peu d’études portent toutefois sur la façon dont l’interaction de facteurs individuels et structurels peut affecter la progression dans ce processus de formation. En nous appuyant sur la théorie de la structuration de Giddens (2005), nous postulons dès lors que certaines valeurs, traditions et pratiques propres au monde académique – perpétuées, volontairement ou non, par les acteurs universitaires – peuvent nuire à la progression des doctorant-e-s. Afin d’examiner la question, une étude de cas instrumentale à visée compréhensive (Stake, 1994) a été réalisée. Six facultés des SHS d’une université canadienne ont été ciblées pour constituer le cas à l’étude. Outre l’analyse d’un ensemble de documents institutionnels relatif à la formation doctorale dans le contexte étudié, 36 doctorant-e-s issus de 19 disciplines ainsi que quatorze professeur-e-s et cinq administrateurs universitaires (directions de programmes/doyens/vices-doyens) ont été rencontrés dans le cadre d’entretiens semi-directifs. Nos résultats ont dans un premier temps permis de tracer un portrait descriptif détaillé du cas à l’étude. Les particularités de l’organisation formelle et tacite de la formation doctorale en SHS dans le contexte étudié ainsi que les défis qu’elle sous-tend ont été circonscrits, de même que les stratégies à privilégier – du point de vue des participant-e-s – pour progresser dans la formation. Dans un deuxième temps, il a été possible de montrer, d’une part, que c’est bien à la jonction de facteurs individuels et structurels que se situe la problématique de la progression dans la formation doctorale en SHS et des faibles taux de diplomation qui la caractérisent. D’autre part, la portée systémique d’une telle problématique a été mise au jour : à travers leurs choix, leurs attitudes et leurs pratiques, les acteurs universitaires contribuent à la reproduction de façon de faire et de penser « attendues » ou « admises » dans leur milieu, dont certaines ont le potentiel de nuire à la progression dans la formation doctorale.

Commande prédictive non linéaire d’un séchoir à lit fluidisé pour granules pharmaceutiques

Avec la disponibilité de capteurs fiables de teneur en eau exploitant la spectroscopie proche infrarouge (NIR pour near-infrared) et les outils chimiométriques, il est maintenant possible d’appliquer des stratégies de commande en ligne sur plusieurs procédés de séchage dans l’industrie pharmaceutique. Dans cet ouvrage, le séchage de granules pharmaceutiques avec un séchoir à lit fluidisé discontinu (FBD pour fluidized bed dryer) de taille pilote est étudié à l’aide d’un capteur d’humidité spectroscopique. Des modifications électriques sont d’abord effectuées sur le séchoir instrumenté afin d’acheminer les signaux mesurés et manipulés à un périphérique d’acquisition. La conception d’une interface homme-machine permet ensuite de contrôler directement le séchoir à l’aide d’un ordinateur portable. Par la suite, un algorithme de commande prédictive (NMPC pour nonlinear model predictive control), basée sur un modèle phénoménologique consolidé du FBD, est exécuté en boucle sur ce même ordinateur. L’objectif est d’atteindre une consigne précise de teneur en eau en fin de séchage tout en contraignant la température des particules ainsi qu’en diminuant le temps de lot. De plus, la consommation énergétique du FBD est explicitement incluse dans la fonction objectif du NMPC. En comparant à une technique d’opération typique en industrie (principalement en boucle ouverte), il est démontré que le temps de séchage et la consommation énergétique peuvent être efficacement gérés sur le procédé pilote tout en limitant plusieurs problèmes d’opération comme le sous-séchage, le surséchage ou le surchauffage des granules.

Évaluation du potentiel de croissance et de rendement d’une culture de tomates biologiques cultivées dans une serre climatisée à l’aide d’un système géothermique

Ce projet visait à comparer les effets agronomiques d’une serre de tomates biologiques semi-fermée utilisant un système de climatisation par géothermie comparativement à une serre ouverte. Deux serres de 228 et 230 m2 ont été équipées d’un système d’échangeur d’air avec géothermie qui refroidissait et déshumidifiait l’air (serre semi-fermée) et d’un système de ventilation naturelle (serre témoin). Ces dernières ont été comparées au cours des années 2012 et 2013 entre lesquels les traitements ont été permutés. Les variables mesurées étaient les paramètres de croissance des plants ainsi que le rendement, le calibre des fruits et les propriétés physico-chimiques des tomates. Les résultats ont démontré que le système de climatisation n’a pas eu d’effets significatifs sur la croissance des plants, la qualité des fruits ainsi que le rendement. Les deux serres avaient des cibles de concentration en CO2 comprises entre 450 µL L-1 et 1000 µL L-1 selon l’ensoleillement. Les quantités de CO2 injectées ont été de 11 kg/m2 et 15 kg/m2 respectivement en 2012 et 2013 dans la serre semi-fermée alors qu’elles ont été de 24 kg/m2 et 25 kg/m2 dans la serre témoin. Bien qu’ayant nécessité moins d’injection, la serre semi-fermée a permis de conserver des concentrations en CO2 de 638 µL L-1 en 2012 et de 593 µL L-1 en 2013. Ces concentrations sont plus élevées que celles obtenues dans la serre témoin qui étaient respectivement de 385 µL L-1 et 486 µL L-1 en 2012 et 2013. De ce fait, le coût monétaire associé à l’enrichissement carboné a été de 1,6 à 2,0 fois plus élevé dans la serre témoin que dans la serre semi-fermée.

La mise en registre automatique des surfaces acquises à partir d’objets déformables

La mise en registre 3D (opération parfois appelée alignement) est un processus de transformation d’ensembles de données 3D dans un même système de coordonnées afin d’en aligner les éléments communs. Deux ensembles de données alignés ensemble peuvent être les scans partiels des deux vues différentes d’un même objet. Ils peuvent aussi être deux modèles complets, générés à des moments différents, d’un même objet ou de deux objets distincts. En fonction des ensembles de données à traiter, les méthodes d’alignement sont classées en mise en registre rigide ou non-rigide. Dans le cas de la mise en registre rigide, les données sont généralement acquises à partir d’objets rigides. Le processus de mise en registre peut être accompli en trouvant une seule transformation rigide globale (rotation, translation) pour aligner l’ensemble de données source avec l’ensemble de données cible. Toutefois, dans le cas non-rigide, où les données sont acquises à partir d’objets déformables, le processus de mise en registre est plus difficile parce qu’il est important de trouver à la fois une transformation globale et des déformations locales. Dans cette thèse, trois méthodes sont proposées pour résoudre le problème de mise en registre non-rigide entre deux ensembles de données (représentées par des maillages triangulaires) acquises à partir d’objets déformables. La première méthode permet de mettre en registre deux surfaces se chevauchant partiellement. La méthode surmonte les limitations des méthodes antérieures pour trouver une grande déformation globale entre deux surfaces. Cependant, cette méthode est limitée aux petites déformations locales sur la surface afin de valider le descripteur utilisé. La seconde méthode est s’appuie sur le cadre de la première et est appliquée à des données pour lesquelles la déformation entre les deux surfaces est composée à la fois d’une grande déformation globale et de petites déformations locales. La troisième méthode, qui se base sur les deux autres méthodes, est proposée pour la mise en registre d’ensembles de données qui sont plus complexes. Bien que la qualité que elle fournit n’est pas aussi bonne que la seconde méthode, son temps de calcul est accéléré d’environ quatre fois parce que le nombre de paramètres optimisés est réduit de moitié. L’efficacité des trois méthodes repose sur des stratégies via lesquelles les correspondances sont déterminées correctement et le modèle de déformation est exploité judicieusement. Ces méthodes sont mises en oeuvre et comparées avec d’autres méthodes sur diverses données afin d’évaluer leur robustesse pour résoudre le problème de mise en registre non-rigide. Les méthodes proposées sont des solutions prometteuses qui peuvent être appliquées dans des applications telles que la mise en registre non-rigide de vues multiples, la reconstruction 3D dynamique, l’animation 3D ou la recherche de modèles 3D dans des banques de données.

La parole en action : dissensus sur les accommodements raisonnables lors des auditions en commission parlementaire au Québec (2010-2011)

La question du pluralisme religieux est au Québec, l’objet de désaccords et de variations dans son mode de régulation et ses instruments d’action publique. La consultation publique sur le projet loi n° 94, Loi établissant les balises encadrant les demandes d’accommodement dans l’Administration gouvernementale et dans certains établissements, est au cœur de ceux-ci. En se basant sur l’analyse des séances d’auditions publiques en commission parlementaire qui ont eu lieu au Québec entre mai 2010 et janvier 2011 sur le projet de loi n° 94, cette thèse vise à interroger les enjeux liés à la publicisation des prises de positions et de l’échange d’arguments entre différents acteurs. À partir d’une méthodologie par théorisation enracinée et d’un cadre conceptuel qui se rattache à la communication publique, cette thèse cherche à mettre en évidence quelques-unes des propriétés des interactions verbales et non verbales qui composent et incarnent cette activité délibérative. Elle approche ces interactions du point de vue de leur publicisation en s’appuyant sur deux principes : la participation publique en tant qu’un instant de la construction du problème public et l’audition publique en commission parlementaire comme maillon d’un réseau dialogique qui participe à la publicisation du désaccord sur les accommodements raisonnables. Mettant l’accent sur l’usage du langage (verbal, non verbal et para verbal), l’objectif de cette thèse est de mieux comprendre comment des groupes minoritaires et majoritaires, engagés dans une arène publique où les points de vue par rapport aux accommodements raisonnables sont confrontés et mis en visibilité, gèrent leur situation de parole publique. La démarche de recherche a combiné deux stratégies d’analyse : la première stratégie d’inspiration conversationnelle, qui observe chaque séquence comme objet indépendant, a permis de saisir le déroulement des séances d’audition en respectant le caractère séquentiel des tours de parole La deuxième stratégie reviens sur les principaux résultats de l’analyse des séances d’auditions pour valider les résultats et parvenir à la saturation théorique pour élaborer une modélisation. L’exploitation des données selon cette approche qualitative a abouti au repérage de trois dynamiques. La première fait état des contraintes discursives. La seconde met en évidence le rôle des dimensions motivationnelles et socioculturelles dans la construction des positionnements et dans l’adoption d’un registre polémique. La troisième souligne la portée de la parole publique en termes d’actualisation des rapports de pouvoir et de confirmation de son caractère polémique. La modélisation proposée par cette thèse représente le registre polémique comme un élément constitutif de l’engagement argumentatif des acteurs sociaux mais qui est considérablement enchâssé dans d’autres éléments contextuels et motivationnels qui vont orienter sa portée. En tant qu’elle est exprimée dans un site dialogique, la parole publique en situation d’audition publique en commission parlementaire est en mesure de créer de nouvelles intrigues et d’une possibilité de coexister dans le dissensus. Le principal apport de cette thèse est qu’elle propose une articulation, concrète et originale entre une approche de la parole publique en tant que révélatrice d’autre chose que d’elle-même (nécessaire à tout éclaircissement des points de vue dans cette controverse) et une approche de la parole publique en tant que performance conduisant à la transformation du monde social. D’où, le titre de la thèse : la parole en action. Mots clefs : parole publique, discours, arène publique, pluralisme religieux, accommodements raisonnables, controverses, dissensus, théorisation enracinée