L’anxiété des élèves au primaire: une analyse des connaissances théoriques et pratiques des enseignants

Méthodologie: Entretiens semi-dirigés

Choix en situation d’incertitude: distinction entre les méthodes de calculs utilisées par les individus lors d’ajout d’effet de corrélation

Méthodologie: Équation de Bellman (Programmation dynamique) ; Méthode de la valeur optionnelle

Victimisation par les pairs et climat scolaire : une étude menée en contexte de persévérance et de réussite scolaires chez des élèves du secondaire

Cette étude vise à analyser les liens entre le climat scolaire et la victimisation par les pairs en contexte de persévérance et de réussite scolaires au secondaire. Après avoir démontré l’existence de liens théoriques entre ces trois variables, elle évalue l’influence du climat scolaire décliné en quatre composantes (sentiment de sécurité, de justice, relations interpersonnelles/soutien et collaboration/participation) sur six formes de victimisation par les pairs (physique, verbale, psychologique, matérielle, électronique, à connotation sexuelle). Les résultats de cette recherche menée auprès de 2 154 élèves de la première à la cinquième secondaire révèlent que la composante du climat scolaire « Sentiment de sécurité » se distingue avec une influence sur les six formes de victimisation étudiées, signifiant que les élèves qui se sentent en sécurité dans leur milieu scolaire sont moins à risque de vivre ces différentes formes de violence. L’influence des autres composantes du climat scolaire sur la victimisation s’est toutefois avérée très faible. Comme le vécu victimaire et la perception d’un climat scolaire négatif peuvent nuire à la réussite et à la persévérance scolaires et entraver la diplomation, et que la décision d’abandonner l’école se prend souvent durant la quatrième et cinquième années du secondaire (Frase, 1989; MELS, 2009), c’est à ce groupe particulier d’élèves que la troisième partie de cette thèse s’est consacrée. Les analyses menées spécifiquement auprès d’élèves de quatrième et cinquième secondaire (n = 715) indiquent que ceux qui subissent au moins une des six formes de victimisation perçoivent plus négativement chacune des composantes du climat scolaire de leur établissement, comparativement à leurs pairs non victimisés. Précisément, les élèves victimes de violence physique et verbale perçoivent plus négativement les quatre composantes du climat scolaire et celles de formes matérielle, psychologique et à connotation sexuelle jugent aussi plus négativement toutes les composantes du climat scolaire, excepté celle du climat de sécurité. L’ensemble de ces résultats indiquent que la perception du climat scolaire influence la victimisation pour l’ensemble des élèves du secondaire et soulignent que cette victimisation, vécue par les élèves de quatrième et cinquième secondaire, affecte plus négativement leur perception du climat scolaire. Des réflexions sont finalement proposées afin d’orienter de futures recherches de même que certaines retombées pratiques pour les milieux scolaires.

Analyse multidimensionnelle de la persévérance aux études universitaires de premier cycle

L’abandon des études universitaires a attiré l’attention de plusieurs chercheurs. Toutefois, il est difficile de saisir la persévérance dans sa globalité à cause de sa complexité et le nombre important des facteurs associés. La persévérance aux études est liée aux facteurs individuels, aux facteurs contextuels et à la situation financière au cours des études. Ces facteurs ont été étudiés séparément et d’une manière isolée, et aucune étude n’a, à notre connaissance, tenté de mettre ces facteurs simultanément dans un même modèle. Dans cette thèse, nous identifions les principaux déterminants de la persévérance, tout en nous appuyant sur le modèle des attentes et des valeurs (Eccles et al., 1983), le modèle interactionnel de Tinto (1975) et les modèles d’impact financier (Paulsen & St. John, 1997; St. John, 1990; St. John et al., 1994). Cette thèse a pour objectif de valider un modèle de persévérance aux études universitaires de premier cycle. Celle-ci comporte deux études. Une étude rétrospective qui permet d’évaluer, à partir de l’expérience antérieure des étudiants (n = 731), les principaux facteurs qui ont joué un rôle sur le plan de la persévérance ou de l’abandon des études. Une étude prospective suivant sur une période de six mois (deux temps de mesure) des étudiants inscrits dans un programme de baccalauréat à l’Université Laval (n = 3 084). Pour les résultats de l’étude rétrospective, la situation financière, les performances scolaires antérieures et le fait d’avoir effectué des études préuniversitaires au Cégep prédisent la persévérance. Pour le premier temps de mesure de l’étude prospective, la perception de compétence, les attentes de succès et l’intérêt prédisent l’intention de persévérer. Deux facteurs interactionnels prédisent l’intention de persévérer à savoir : les interactions avec les pairs et l’engagement institutionnel et universitaire. En ce qui concerne le deuxième temps de mesure de l’étude prospective, l’intention de persévérer, la préoccupation de la Faculté par rapport à l’enseignement et au développement des étudiants, le développement intellectuel et académique ainsi que le fait d’avoir fait des études préuniversitaires au Cégep prédisent la persévérance. Les implications théoriques, méthodologiques et pratiques sont abordées et des pistes de recherches futures sont proposées.

Spatio-temporal coverage optimization of sensor networks

Les réseaux de capteurs sont formés d’un ensemble de dispositifs capables de prendre individuellement des mesures d’un environnement particulier et d’échanger de l’information afin d’obtenir une représentation de haut niveau sur les activités en cours dans la zone d’intérêt. Une telle détection distribuée, avec de nombreux appareils situés à proximité des phénomènes d’intérêt, est pertinente dans des domaines tels que la surveillance, l’agriculture, l’observation environnementale, la surveillance industrielle, etc. Nous proposons dans cette thèse plusieurs approches pour effectuer l’optimisation des opérations spatio-temporelles de ces dispositifs, en déterminant où les placer dans l’environnement et comment les contrôler au fil du temps afin de détecter les cibles mobiles d’intérêt. La première nouveauté consiste en un modèle de détection réaliste représentant la couverture d’un réseau de capteurs dans son environnement. Nous proposons pour cela un modèle 3D probabiliste de la capacité de détection d’un capteur sur ses abords. Ce modèle inègre également de l’information sur l’environnement grâce à l’évaluation de la visibilité selon le champ de vision. À partir de ce modèle de détection, l’optimisation spatiale est effectuée par la recherche du meilleur emplacement et l’orientation de chaque capteur du réseau. Pour ce faire, nous proposons un nouvel algorithme basé sur la descente du gradient qui a été favorablement comparée avec d’autres méthodes génériques d’optimisation «boites noires» sous l’aspect de la couverture du terrain, tout en étant plus efficace en terme de calculs. Une fois que les capteurs placés dans l’environnement, l’optimisation temporelle consiste à bien couvrir un groupe de cibles mobiles dans l’environnement. D’abord, on effectue la prédiction de la position future des cibles mobiles détectées par les capteurs. La prédiction se fait soit à l’aide de l’historique des autres cibles qui ont traversé le même environnement (prédiction à long terme), ou seulement en utilisant les déplacements précédents de la même cible (prédiction à court terme). Nous proposons de nouveaux algorithmes dans chaque catégorie qui performent mieux ou produits des résultats comparables par rapport aux méthodes existantes. Une fois que les futurs emplacements de cibles sont prédits, les paramètres des capteurs sont optimisés afin que les cibles soient correctement couvertes pendant un certain temps, selon les prédictions. À cet effet, nous proposons une méthode heuristique pour faire un contrôle de capteurs, qui se base sur les prévisions probabilistes de trajectoire des cibles et également sur la couverture probabiliste des capteurs des cibles. Et pour terminer, les méthodes d’optimisation spatiales et temporelles proposées ont été intégrées et appliquées avec succès, ce qui démontre une approche complète et efficace pour l’optimisation spatio-temporelle des réseaux de capteurs.

Mémoire de source, propension à halluciner et psychose : identification de marqueurs cognitifs et cliniques chez une population à haut risque génétique

Les déficits cognitifs sont centraux à la psychose et sont observables plusieurs années avant le premier épisode psychotique. L’atteinte de la mémoire épisodique est fréquemment identifiée comme une des plus sévères, tant chez les patients qu’avant l’apparition de la pathologie chez des populations à risque. Chez les patients psychotiques, l’étude neuropsychologique des processus mnésiques a permis de mieux comprendre l’origine de cette atteinte. Une altération des processus de mémoire de source qui permettent d’associer un souvenir à son origine a ainsi été identifiée et a été associée aux symptômes positifs de psychose, principalement aux hallucinations. La mémoire de source de même que la présence de symptômes sous-cliniques n’ont pourtant jamais été investiguées avant l’apparition de la maladie chez une population à haut risque génétique de psychose (HRG). Or, leur étude permettrait de voir si les déficits en mémoire de source de même que le vécu d’expériences hallucinatoires sont associés à l’apparition de la psychose ou s’ils en précèdent l’émergence, constituant alors des indicateurs précoces de pathologie. Afin d’étudier cette question, trois principaux objectifs ont été poursuivis par la présente thèse : 1) caractériser le fonctionnement de la mémoire de source chez une population HRG afin d’observer si une atteinte de ce processus précède l’apparition de la maladie, 2) évaluer si des manifestations sous-cliniques de symptômes psychotiques, soit les expériences hallucinatoires, sont identifiables chez une population à risque et 3) investiguer si un lien est présent entre le fonctionnement en mémoire de source et la symptomatologie sous-clinique chez une population à risque, à l’instar de ce qui est documenté chez les patients. Les résultats de la thèse ont permis de démontrer que les HRG présentent une atteinte de la mémoire de source ciblée à l’attribution du contexte temporel des souvenirs, ainsi que des distorsions mnésiques qui se manifestent par une fragmentation des souvenirs et par une défaillance de la métacognition en mémoire. Il a également été observé que les expériences hallucinatoires sous-cliniques étaient plus fréquentes chez les HRG. Des associations ont été documentées entre certaines distorsions en mémoire et la propension à halluciner. Ces résultats permettent d’identifier de nouveaux indicateurs cliniques et cognitifs du risque de développer une psychose et permettent de soulever des hypothèses liant l’attribution de la source interne-externe de l’information et le développement de la maladie. Les implications empiriques, théoriques, méthodologiques et cliniques de la thèse sont discutées.

La persévérance scolaire des immigrants haïtiens de première génération au Québec et à New York

Le but de cette thèse a consisté à comprendre les facteurs de la persévérance et de l’abandon scolaire des nouveaux arrivants haïtiens au Québec et à New York. La recension d’écrits a révélé une sous-documentation de la thématique en question. Toutefois, l’élaboration du cadre conceptuel nous a permis de mieux cerner la problématique, d’analyser et de synthétiser plusieurs approches théoriques dont les théories du rendement scolaire des immigrants (Rong et Brown, 2001 ; Warikoo et Carter, 2009 ; Xie et Greenman, 2011), l’approche bourdieusienne des capitaux (1979a, 1979b, 1980), le structuro-fonctionnalisme de Merton (1965) et le courant effets-écoles/ effets-enseignants (Crahay, 2000 ; Bressoux, 1994a). Nous avons également mis en évidence deux approches compréhensives à savoir l’interactionnisme (Weber, 1959 ; Boudon, 1979, 1994 ; Goffman, 1998 ; Garfinkel, 1967) et l’approche du rapport au savoir de l’équipe ESCOL (Rochex, 2002 ; Charlot, 2003) dans l’objectif de faire valoir le caractère relatif des conclusions d’une recherche qualitative qui priorise la subjectivité des participants dans l’analyse des faits sociaux. Dans cette recherche, nous avons interviewé onze participants à Montréal et à Brooklyn, parmi lesquels sept hommes et quatre femmes. Ils ont tous une expérience d’abandon scolaire au secondaire ou au secteur des adultes. Nous avons utilisé l’entretien semi-dirigé comme méthode de collecte d’information et l’analyse thématique est celle de l’analyse des données. L’analyse des données nous a permis de classer les informations fournies par les participants en cinq rubriques : capital économique, capital culturel, capital social, encadrement institutionnel et facteurs spécifiques. Ces cinq rubriques regroupent les facteurs de la persévérance et du décrochage scolaire évoqués par les participants de la recherche. La réalisation de cette thèse nous apporte un bon éclairage quant à notre tentative de comprendre la dynamique de l’abandon scolaire des jeunes et des jeunes adultes immigrants haïtiens de première génération au Québec et à New York, au secondaire et au secteur de l’éducation des adultes. Nous avons mis en relation les résultats de la recherche avec ceux des travaux que nous avons recensés dans la problématique et dans le cadre conceptuel de cette thèse. La synthèse de ces résultats nous a amené à faire une proposition d’éléments d’un modèle d’analyse que nous qualifions de « relance scolaire des nouveaux arrivants haïtiens au Québec et à New York ». L’analyse et la synthèse des facteurs émergents de la recherche, plus précisément des six thèmes qui composent la rubrique des facteurs spécifiques : facteurs démographiques, motivation personnelle, lacunes de base, facteurs affectifs, traits de personnalité et problèmes de comportement, nous ont permis d’élaborer un autre concept qui peut représenter une grande contribution à la persévérance scolaire des nouveaux arrivants haïtiens. Il s’agit de l’encadrement psycho-intégrationnel qui est une forme d’accompagnement dont les jeunes et les jeunes adultes nouveaux arrivants haïtiens pourront être bénéficiaires au début en vue d’un bon démarrage sur le plan socioéducatif et de leur persévérance scolaire au pays d’accueil. L’encadrement psycho-intégrationnel, consistera à mettre en relation certains faits psychologiques qui ont marqué la vie pré-migratoire des élèves jeunes et jeunes adultes d’origine haïtienne avec les faits sociaux qui peuvent influencer leur vie au pays d’accueil. C’est une forme d’assistance individuelle dont l’État, les institutions sociales d’intégration et l’école constitueront les principales structures de matérialisation. Les principaux intervenants, notamment les psychologues, les travailleurs sociaux et les anthropo-sociologues se chargeront de comprendre et d’orienter les nouveaux arrivants quant au nouveau comportement à adopter pour une meilleure évolution sur les plans socio-culturel, professionnel et économique. Mots clés : Persévérance scolaire, relance scolaire, immigrants haïtiens, première génération, nouveaux arrivants.

Ponts composites bois-béton collaborant en portée simple : théorie, essais et conception

Avec le vieillissement des infrastructures routières au Québec, plusieurs ponts de courte portée devront être reconstruits à neuf au cours des prochaines années. La pratique usuelle est de les concevoir entièrement en béton ou en systèmes mixtes acier-béton. Toutefois, avec l’avancement de la recherche dans le domaine du bois, le système hybride bois-béton est envisageable. Le but est de tirer profit des avantages de chaque matériau en les disposant aux endroits appropriés. Le tablier du pont est constitué d’une dalle de béton qui agit en compression et protège des intempéries les poutres en bois lamellé-collé qui résistent en traction. L’enjeu est la capacité de lier efficacement ces deux matériaux pour qu’ils puissent reprendre les efforts dus aux charges de conception avec un glissement d’interface minimal. De nombreux chercheurs ont proposé diverses méthodes pour répondre à cette problématique. Les connecteurs locaux (vis, clous) sont moins rigides et se déforment beaucoup à l’ultime. À l’inverse, les connecteurs continus offrent une rigidité très élevée, de petits déplacements à rupture sans négliger la plasticité du système. Pour cette raison, le connecteur choisi est le HBV Shear, une mince bande d’acier de 90mm de hauteur perforée de trous de 10mm. Sa moitié inférieure est collée dans une fente pratiquée dans la poutre et la partie supérieure est immergée dans le béton. Pour caractériser le comportement du connecteur, dix essais en cisaillement simple ont été effectués. Ils ont permis de quantifier la rigidité et d’apprécier la ductilité qui s’installe dans le système par l’ajout de l’acier. Par la suite, six poutres hybrides simple de 4 m, deux systèmes à poutres double de 4m et deux poutres hybrides de 12m de portée ont été amenées à la rupture en flexion. Ces essais ont montré que le connecteur se brisait sous l’effort de manière ductile avant la rupture fragile de la poutre en bois. Les résultats ont aussi prouvé que les méthodes de calculs utilisées estiment correctement la séquence de rupture ainsi que le comportement du système avec une très grande efficacité. Finalement, un tablier de pont composite a été conçu pour résister aux efforts à l’ultime, en service et à long terme.

Histoire évolutive de la galaxie spirale NGC 5430

La galaxie spirale barrée NGC 5430 est particulière en ce sens qu’elle présente un noeud Wolf-Rayet très lumineux et des bras asymétriques. Des spectres longue-fente le long de la barre et dans le bras déformé ainsi que des données SpIOMM couvrant l’ensemble de la galaxie ont été analysées. L’absorption stellaire sous-jacente a été soustraite des spectres longue-fente à l’aide d’un ajustement de modèles théoriques de populations stellaires fait avec le programme GANDALF. L’absorption a un impact très important sur le calcul de l’extinction ainsi que sur les différents diagnostics propres aux régions HII et aux populations stellaires jeunes. Enfin, cette étude montre que NGC 5430 comporte une composante gazeuse ionisée diffuse sur toute son étendue et qu’il est important d’en tenir compte afin d’appliquer correctement les diagnostics. Un des scénarios évolutifs proposés au terme de cette étude est que le noeud Wolf-Rayet constitue le restant d’une petite galaxie ou d’un nuage intergalactique qui serait entré en collision avec NGC 5430. Une structure englobant le noeud Wolf-Rayet se déplace à une vitesse considérablement inférieure (50 - 70 km s-1) à celle attendue à une telle distance du centre de la galaxie (200 - 220 km s-1). De plus, le noeud Wolf-Rayet semble très massif puisque l’intensité maximale du continu stellaire de cette région est semblable à celle du noyau et est de loin supérieure à celle de l’autre côté de la barre. Le nombre d’étoiles Wolf-Rayet (2150) est aussi considérable. Il n’est toutefois pas exclu que la différence de vitesses observée témoigne d’un écoulement de gaz le long de la barre, qui alimenterait la formation stellaire du noeud Wolf-Rayet ou du noyau.

Étude communicationnelle des pratiques culturelles au Québec: analyses des enquêtes ministérielles (1979-2009). Facteurs et prédicteurs, générations et cycles de vie, et découpages territoriaux

Cette thèse porte sur les pratiques culturelles des Québécois et des Québécoises et, plus spécifiquement dans un premier temps, sur les facteurs qui les influencent. Elle traite ensuite des comparaisons entre les individus selon les générations et les cycles de vie. Finalement, elle porte sur les découpages territoriaux régionaux sur le plan des pratiques culturelles et sur les questions liées au territoire. Tous les résultats sont tirés des enquêtes sur les pratiques culturelles au Québec menées à tous les cinq ans depuis 1979 par les ministères en charge de la culture. Les deux principaux référents théoriques sont la théorie de la légitimité de Bourdieu et la figure de l’omnivore de Peterson. Dans la première partie, cette thèse a cherché à savoir si les usages d’Internet sont associés à une ouverture culturelle ou à un confinement. Les résultats montrent que l’âge, la scolarité et les usages culturels que l’on fait d’Internet sont des prédicteurs importants des visites des lieux culturels et des sorties au spectacle. Les modèles qui incluent les usages d’Internet et des variables sociodémographiques sont plus performants que ceux ne considérant que ces dernières. Dans la deuxième partie, les quasi-cohortes à l’étude ont été comparées afin de voir si leurs comportements culturels diffèrent selon les cycles de vie et si leur parcours culturel a varié dans le temps. Finalement, la diversification des pratiques des quasi-cohortes a été étudiée afin d’estimer si elles deviennent plus omnivores avec le temps et d’une quasi-cohorte à l’autre. Le modèle explicatif créé affiche des différences dans le parcours culturel selon les cycles de vie, de même qu’au fil du temps. Il met également en lumière des différences d’une génération à l’autre, de même que des différences entre les générations lorsqu’elles traversent un même cycle de vie. À la différence de ceux de Peterson (2004), les résultats ne permettent pas de conclure que les quasi-cohortes plus âgées sont plus omnivores qu’avant ni que les jeunes sont plus omnivores que leurs aînés. La troisième partie de ce travail avait un objectif comparatif : il s’agissait de voir si les régions administratives du Québec, lorsqu’elles sont étudiées sous l’angle des pratiques culturelles, se regroupent conformément à la typologie des espaces culturels régionaux développée par Harvey et Fortin (1995) sur la base de l’offre culturelle. Les résultats montrent que les regroupements ne sont pas toujours conformes à la typologie et que les pratiques sont très hétérogènes, ce qui permet difficilement d’établir une constance dans les regroupements. Aussi semble-t-il indiqué de fonder la comparaison des territoires sur la prise en compte de l’objet (p. ex. offre ou pratique culturelle), de l’échelle territoriale (p. ex. bibliothèque municipale ou musée national) et de la nature du produit ou de la pratique (p. ex. mobile ou immobile). En conclusion, la pertinence d’élargir l’horizon des pratiques culturelles mesurées dans les enquêtes et d’y inclure des phénomènes transcendants, comme les valeurs, les contraintes et la motivation a été remise en question. À titre d’exemple, l’étude de la motivation pourrait permettre de préciser la figure de l’omnivore au Québec. Il est également apparu pertinent de poursuivre la réflexion en étudiant la manière dont les pratiques culturelles sont consommées afin de voir si, et comment, le cas échéant, s’opère la distinction.

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.

Mesure des comportements des mentors en contexte de mentorat scolaire et liens entre ces comportements, la qualité de la relation de mentorat et l’ajustement des protégés

Les résultats d’études récentes suggèrent que certains comportements de soutien des mentors pourraient augmenter les bénéfices du mentorat scolaire. Cependant, peu d’outils validés sont disponibles dans la littérature pour mesurer ces comportements. Il est aussi convenu que l’efficacité du mentorat scolaire dépend de la qualité de la relation tissée entre le mentor et son protégé, laquelle serait tributaire d’un ensemble de facteurs, dont les comportements du mentor. Néanmoins, encore une fois très peu d’études empiriques ont tenté d’identifier les patrons de comportements des mentors les plus susceptibles d’influencer la relation de mentorat et l’ajustement des protégés. La présente thèse poursuit deux objectifs, soit de construire et valider un outil de mesure des comportements de soutien des mentors oeuvrant en contexte de mentorat scolaire, puis d’explorer les liens entre des comportements de structure et de soutien des mentors, la relation de mentorat et l’ajustement des protégés. L’échelle de comportements des mentors (ECM) a été développée en s’inspirant des prémisses du modèle sociomotivationnel du mentorat (Larose & Tarabulsy, 2014). Deux cent cinquante-trois étudiants du collégial participant à un programme de mentorat scolaire d’une durée de huit mois ont complété une version expérimentale de l’ECM ainsi que différentes mesures de la qualité de la relation de mentorat à deux temps de leur participation au programme. Les résultats montrent que le questionnaire possède de bons coefficients de cohérence interne et une structure factorielle adéquate, à l’exception du facteur soutien à l’autonomie. De plus, trois des dimensions de l’ECM prédisent la qualité de la relation de mentorat et la perception d’utilité de l’intervention. Des recommandations pour l’utilisation et l’amélioration de l’ECM sont proposées. Sur la base des évaluations des protégés à l’ECM (Brodeur et al., 2015), quatre regroupements distincts de comportements de mentors ont été identifiés : Optimal, Suffisant, Contrôlant, et Inadéquat. Les résultats montrent que plus les mentors ont fait preuve de soutien et de structure, plus les protégés ont évalué positivement la relation et l’utilité du mentorat, sauf pour les profils Optimal et Contrôlant. Par ailleurs, uniquement l’ajustement social des protégés a différé du groupe contrôle, et ce proportionnellement à la quantité de soutien et de structure prodigués par les mentors. D’autre part, il est discuté de l’impact de l’ajustement initial des protégés sur les comportements des mentors. Des implications théoriques et pratiques des résultats des deux articles sont présentées. Mots-clés : mentorat scolaire, comportements des mentors, validation de questionnaire, qualité de la relation de mentorat, ajustement des protégés.

Modulateurs intégrés sur silicium pour la transmission de signaux à modulation d'amplitude multi-niveau

Au cours des dernières années, la photonique intégrée sur silicium a progressé rapidement. Les modulateurs issus de cette technologie présentent des caractéristiques potentiellement intéressantes pour les systèmes de communication à courte portée. En effet, il est prévu que ces modulateurs pourront être opérés à des vitesses de transmission élevées, tout en limitant le coût de fabrication et la consommation de puissance. Parallèlement, la modulation d’amplitude multi-niveau (PAM) est prometteuse pour ce type de systèmes. Ainsi, ce travail porte sur le développement de modulateurs de silicium pour la transmission de signaux PAM. Dans le premier chapitre, les concepts théoriques nécessaires à la conception de modulateurs de silicium sont présentés. Les modulateurs Mach-Zehnder et les modulateurs à base de réseau de Bragg sont principalement abordés. De plus, les effets électro-optiques dans le silicium, la modulation PAM, les différents types d’électrodes intégrées et la compensation des distorsions par traitement du signal sont détaillés.Dans le deuxième chapitre, un modulateur Mach-Zehnder aux électrodes segmentées est présenté. La segmentation des électrodes permet la génération de signaux optiques PAM à partir de séquences binaires. Cette approche permet d’éliminer l’utilisation de convertisseur numérique-analogique en intégrant cette fonction dans le domaine optique, ce qui vise à réduire le coût du système de communication. Ce chapitre contient la description détaillée du modulateur, les résultats de caractérisation optique et de la caractérisation électrique, ainsi que les tests systèmes. De plus, les tests systèmes incluent l’utilisation de pré-compensation ou de post-compensation du signal sous la forme d’égalisation de la réponse en fréquence pour les formats de modulation PAM-4 et PAM-8 à différents taux binaires. Une vitesse de transmission de 30 Gb/s est démontrée dans les deux cas et ce malgré une limitation importante de la réponse en fréquence suite à l’ajout d’un assemblage des circuits radiofréquences (largeur de bande 3 dB de 8 GHz). Il s’agit de la première démonstration de modulation PAM-8 à l’aide d’un modulateur Mach-Zehnder aux électrodes segmentées. Finalement, les conclusions tirées de ce travail ont mené à la conception d’un deuxième modulateur Mach-Zehnder aux électrodes segmentées présentement en phase de test, dont les performances montrent un très grand potentiel. Dans le troisième chapitre, un modulateur à réseau de Bragg à deux sauts de phase est présenté. L’utilisation de réseaux de Bragg est une approche encore peu développée pour la modulation. En effet, la réponse spectrale de ces structures peut être contrôlée précisément, une caractéristique intéressante pour la conception de modulateurs. Dans ces travaux, nous proposons l’ajout de deux sauts de phase à un réseau de Bragg uniforme pour obtenir un pic de transmission dans la bande de réflexion de celui-ci. Ainsi, il est possible d’altérer l’amplitude du pic de transmission à l’aide d’une jonction pn. Comme pour le deuxième chapitre, ce chapitre inclut la description détaillée du modulateur, les résultats des caractérisations optique et électrique, ainsi que les tests systèmes. De plus, la caractérisation de jonctions pn à l’aide du modulateur à réseau de Bragg est expliquée. Des vitesses de transmission PAM-4 de 60 Gb/s et OOK de 55 Gb/s sont démontrées après la compensation des distorsions des signaux. À notre connaissance, il s’agit du modulateur à réseau de Bragg le plus rapide à ce jour. De plus, pour la première fois, les performances d’un tel modulateur s’approchent de celles des modulateurs de silicium les plus rapides utilisant des microrésonateurs en anneau ou des interféromètres Mach-Zehnder.

Conception mécaniste-empirique des chaussées non revêtues

Dans le contexte où les routes non revêtues sont susceptibles de subir des charges importantes, une méthode rigoureuse pour la conception de ces chaussées basée sur des principes mécanistes-empiriques et sur le comportement mécanique des sols support est souhaitable. La conception mécaniste combinée à des lois d’endommagement permet l’optimisation des structures de chaussées non revêtues ainsi que la réduction des coûts de construction et d’entretien. Le but de ce projet est donc la mise au point d’une méthode de conception mécaniste-empirique adaptée aux chaussées non revêtues. Il a été question tout d’abord de mettre au point un code de calcul pour la détermination des contraintes et des déformations dans la chaussée. Ensuite, des lois d’endommagement empiriques pour les chaussées non revêtues ont été développées. Enfin, les méthodes de calcul ont permis la création d’abaques de conception. Le développement du code de calcul a consisté en une modélisation de la chaussée par un système élastique multi-couches. La modélisation a été faite en utilisant la transformation d’Odemark et les équations de Boussinesq pour le calcul des déformations sous la charge. L’élaboration des fonctions de transfert empiriques adaptées aux chaussées non revêtues a également été effectuée. Le développement des fonctions de transfert s’est fait en deux étapes. Tout d’abord, l’établissement de valeurs seuil d’orniérage considérant des niveaux jugés raisonnables de conditions fonctionnelle et structurale de la chaussée. Ensuite, le développement de critères de déformation admissible en associant les déformations théoriques calculées à l’aide du code de calcul à l’endommagement observé sur plusieurs routes en service. Les essais ont eu lieu sur des chaussées typiques reconstituées en laboratoire et soumises à un chargement répété par simulateur de charge. Les chaussées ont été instrumentées pour mesurer la déformation au sommet du sol d’infrastructure et les taux d’endommagements ont été mesurés au cours des essais.

Modélisation de la dispersion chromatique et de l’atténuation dans les fibres microstructurées à coeur suspendu

D’abord, nous présentons les principes physiques nous permettant de modéliser et comprendre le phénomène de propagation linéaire des impulsions lumineuses dans un milieu homogène, dans les guides d’ondes planaires et enfin dans les fibres optiques microstructurées. Ensuite, nous faisons une analyse mathématique rigoureuse des équations linéaires de propagation et posons le problème comme celui de la recherche de valeurs propres d’opérateurs auto-adjoints dans un espace de Hilbert. On verra que ces résultats théoriques s’appliquent aux équations simulées dans le logiciel Comsol Multiphysics. Enfin, nous recensons et proposons différentes façons de prédire les valeurs de dispersion chromatique et d’atténuation dans les fibres microstructurées à coeur suspendu en utilisant les notions et équations discutés dans les deux premiers chapitres. Le choix de la géométrie, du matériau et de la longueur d’onde de la lumière transmise sont parmi les variables étudiées numériquement. Nous ferons également un exemple détaillé d’utilisation du logiciel Comsol Multiphysics pour construire un modèle de fibre optique microstructurée.