Prévision du NO2 en utilisant la méthode du réseau de neurones

Cet article décrit une procédure de modélisation du phénomène de dispersion de la concentration du dioxyde de nitrogène (NO2) en utilisant la technique du perceptron multicouche (MLP). Notre objectif est de prouver que la concentration du NO2 est une variable autorégressive et expliquée par des variables météorologiques. Pour ce faire, nous avons procédé par trois étapes : dans la première étape nous avons utilisé la variable concentration NO2 uniquement, dans la seconde étape nous avons utilisé les variables météorologiques uniquement et dans la troisième étape nous avons utilisé la concentration du NO2 combinée avec les variables météorologiques. Les résultats ont montré que le troisième cas est plus performant que les deux autres ce qui prouve notre hypothèse.

Les déterminants du succès subjectif de carrière : possibilités de mobilité externe et congruence personne-organisation

Le succès de carrière a fait l’objet d’une multitude d’études et deux formes de succès ont été identifiées; le succès subjectif et le succès objectif de carrière. Dans le cadre de notre recherche, nous nous sommes intéressés au succès subjectif de carrière compte tenu de son association confirmée avec le bien-être psychologique, la qualité de la vie au travail (Nabi, 2003; Peluchette, 1993), la motivation intrinsèque, la confiance en soi (Abele et Spurk, 2009b) et l’engagement envers l’organisation (Hennequin, 2009a). En outre, selon diverses études (Arthur, Khapova et Wilderom, 2005; El Akremi, Guerrero et Neveu, 2006), le succès de carrière a tendance à être examiné plus sur la base des critères objectifs (salaire et promotions) que des critères subjectifs (la perception de l’individu). Par ailleurs, il y a eu une méta-analyse, élaborée par Ng, Eby, Sorensen et Feldman (2005) qui a examiné les déterminants du succès de carrière, à la lumière de deux perspectives théoriques développées par Turner (1960); soit la perspective de la mobilité par concours « contest mobility » et la perspective de la mobilité sponsorisée « sponsored mobility ». Ces auteurs ont révélé que les recherches sur le succès de carrière ont une portée limitée; « there is only a limited range of variables being examined as predictor of career success » (p. 396); d’où la nécessité d’examiner d’autres déterminants de succès de carrière, en les associant aux deux perspectives théoriques développées par Turner (1960). La présente recherche s’inscrit également dans la lignée des études qui ont pour but d’analyser les déterminants du succès de carrière. Toutefois, elle traite des liens entre le succès subjectif de carrière, les possibilités de mobilité externe et la congruence personne-organisation. Sur la base des recommandations de Ng, Eby, Sorensen et Feldman (2005), nous avons associé la congruence personne-organisation au modèle de la mobilité sponsorisé et les possibilités de mobilité externe au modèle de la mobilité par concours. Notre étude est de type explicatif, compte tenu du fait qu’elle tente de vérifier les liens entre le succès subjectif de carrière, les possibilités de mobilité externe et la congruence personne-organisation. À cet effet, nous avons eu recours à des données qui ont été colligées auprès de professionnels des ressources humaines, membre de l’ordre des conseillers en ressources humaines et en relations industrielles (Saba et Dufour, 2005) afin de pouvoir tester empiriquement les liens que nous anticipions entre notre variable dépendante (succès subjectif de carrière) et nos variables indépendantes (congruence personne-organisation et possibilités de mobilité externe) en tenant compte à la fois de notre variable médiatrice, à savoir le sponsorat organisationnel qui intervient dans le lien entre la congruence personne-organisation, et de nos variables de contrôle, qui sont l’âge, le genre, le statut marital, la scolarité, l'ancienneté dans l'organisation et l'ancienneté sur le marché du travail. Par ailleurs, nous avons adopté une méthode quantitative et nous avons procédé à des analyses statistiques, afin de faire sortir les caractéristiques de la distribution des variables; à des analyses bivariées, afin d’analyser les relations (statistiques) entre notre variable dépendante (succès subjectif de carrière) et chacune de nos variables indépendantes (la congruence personne-organisation et les possibilités de mobilité externe) et à une régression multiple, afin de déterminer si des corrélations existent entre les différentes variables à l’étude, nous avons également effectué un test de médiation afin de vérifier le rôle médiateur du sponsorat organisationnel dans le lien entre la congruence personne-organisation et le succès subjectif de carrière. De façon générale, nos hypothèses de recherche on été confirmées. Les possibilités de mobilité externe et la congruence personne-organisation sont liées positivement au succès subjectif de carrière. De plus, nous avons identifié une médiation partielle du sponsorat organisationnel dans le lien entre la congruence personne-organisation et le succès subjectif de carrière.

Macro-analyse quantitative des facteurs d’émergence des émeutes : une nouvelle approche de compréhension mondiale des violences collectives

Les calculs statistiques ont été effectués à l'aide du logiciel SPSS.

Analyse de l'attrition des enseignants au Québec

L’abandon de la carrière chez les enseignants, généralement appelé l’attrition des enseignants dans les écrits scientifiques, a été l’objet de nombreuses études. La connaissance en est assez avancée dans certaines régions du monde, mais très peu de recherches ont étudié cette problématique au Québec. Ainsi, l’objectif principal de ce travail de recherche était d’identifier les facteurs de l’attrition des enseignants au Québec. L’objectif spécifique de cette recherche était d’observer comment ces facteurs influencent la perception des individus et amènent certains d’entre eux à prendre la décision de quitter. Dans le cadre de cette étude qualitative, 26 individus (16 femmes et 10 hommes) ayant récemment quitté l’enseignement ont été rencontrés. Dix participants ont exercé la profession enseignante au niveau primaire et 16 au niveau secondaire. Afin de recueillir les données, le chercheur a procédé à des entrevues de groupe semi-dirigées d’une durée de deux heures. Les résultats de cette étude indiquent que les facteurs qui influencent l’attrition des enseignants au Québec sont nombreux et variés. Ils sont surtout relatifs aux conditions d’exercice de la profession et les plus souvent mentionnés sont les difficultés liées à la gestion de classe, la précarité du travail, les difficultés dans les relations avec les collègues, la charge de travail et le peu de soutien offert par la direction. Le contexte social et la faible valorisation de la profession enseignante ont aussi été mentionnés. Par ailleurs, le chercheur a analysé la perception qu’avaient les participants de leur expérience de travail à l’aide de la théorie de l’autodétermination (Deci et Ryan, 2000). Les résultats de cette analyse suggèrent que les participants ne se sentaient pas en mesure de satisfaire leurs besoins psychologiques fondamentaux dans le cadre du travail enseignant.

L’exercice du raisonnement clinique d’infirmières du programme SIPPE lorsqu’elles priorisent leurs interventions auprès de familles qui vivent en contexte de vulnérabilité.

Cette recherche qualitative avait pour but d’explorer le raisonnement clinique d’infirmières de première ligne en CSSS/CLSC lorsqu’elles priorisent leurs interventions auprès de familles vivant en contexte de vulnérabilité dans le cadre du programme des Services intégrés en périnatalité et pour la petite enfance (SIPPE). Il s’agit d’une étude de cas qui comporte un échantillon intentionnel de sept épisodes de soins impliquant deux infirmières auprès de sept familles en période postnatale lorsqu’elles priorisent leurs interventions. La collecte de données a procédé par méthode think aloud, suivie d’entretiens semi-dirigés auprès des infirmières. Une analyse qualitative des données a été effectuée selon des méthodes interprétatives et par comptage de catégories. Ces dernières ont été formulées et mises en relation en s’inspirant de la modélisation du processus de raisonnement clinique de Tanner (2006) ainsi que des stratégies de raisonnement clinique proposés par Fonteyn (1998). Au terme de cette étude, le processus de raisonnement clinique ne semble pas être différent selon le type de priorité d’intervention auprès de familles en contexte de vulnérabilité, particulièrement lorsque nous distinguons la priorité selon un degré d’urgence (prioritaire ou secondaire). Aussi, nous constatons qu’il existe peu de diversité dans les processus de raisonnement clinique mobilisés à travers les sept épisodes de soins; et qu’un processus narratif de raisonnement est fréquent. Si une famille exprime un besoin urgent, l’infirmière y répond prioritairement. Par ailleurs, lorsque des conditions suggèrent un potentiel accru de vulnérabilité des familles, un mode de raisonnement clinique plus systématique, qui comporte une collecte et une mise en relation d’informations afin de formuler une proposition pour soutenir le passage à l’action, semble être mobilisé pour prioriser l’intervention. Il en est ainsi s’il s’agit d’un premier bébé, que la famille n’utilise pas d’autres ressources formelles de soutien. Autrement, s’il s’agit d’un deuxième bébé et que les familles utilisent d’autres ressources, les infirmières tendent plutôt à appliquer une routine d’intervention SIPPE. Aussi, cette recherche témoigne de l’engagement soutenu des infirmières auprès de familles vivant d’importants défis. Il importe toutefois de soutenir le développement d’un répertoire plus varié de processus de raisonnement clinique afin de renforcer leur capacité de prioriser leur intervention qui se déroule dans un contexte de multiples contraintes organisationnelles et interpersonnelles.

Cognitive deficits in alcoholism

Contexte : Les répercussions de l’alcool au niveau des fonctions cognitives sont bien documentées. Certaines hypothèses suggèrent que l’alcool affecte des fonctions cognitives spécifiques alors que d’autres avancent l’hypothèse de déficits diffus. Cependant, une ambigüité persiste concernant quelles fonctions cognitives sont le plus touchées par l’alcool, et à quel point la durée d’abstinence affecte la récupération cognitive. Nous avons procédé à une des premières méta-analyses qui s’intéresse aux différentes fonctions cognitives touchées par la consommation problématique d’alcool et à la durée d’abstinence requise pour une récupération au niveau des cognitions. Méthodes : Une recherche de la littérature a permis d’identifier 62 études évaluant les cognitions chez les personnes présentant des troubles liés à l’utilisation d’alcool. Les estimations de la taille d’effet ont été calculées avec la Comprehensive Meta Analysis –V2 pour les 12 domaines cognitifs suivants : quotient intellectuel, fluidité verbale/langage, vitesse de traitement de l’information, mémoire de travail, attention, résolution de problème/fonctions exécutives, inhibition/impulsivité, apprentissage verbal, mémoire verbale, apprentissage visuel, mémoire visuelle, habiletés visuo-spatiales. Parmi ces 12 domaines cognitifs, 3 estimations de la taille d’effet ont été calculées selon les durées d’abstinences suivantes : court- (<1 mois), moyen- (2 à 12 mois) et long- (>1 an) termes. Résultats : Les résultats ont révélé la présence de dysfonctions modérées dans 11 domaines cognitifs durant l’abstinence à court terme, et dans 10 domaines cognitifs pour le moyen-terme. Des dysfonctions cognitives minimales furent notées durant l’abstinence à long-terme. Conclusions : Ces résultats révèlent des déficits cognitifs significatifs et diffus durant la première année d’abstinence. Déficits qui se normalisent après un an. Ces résultats soutiennent l’hypothèse de déficits cognitifs diffus reliés à l’alcoolisme et suggèrent que la cognition devrait faire partie intégrante du traitement d’alcoolisme.

Face aux portraits photographiques de Sally Mann. La série "What Remains" (2000-2004).

Le portrait captive lorsqu’il est envisagé comme présence humaine et qu’il tend à se soustraire à l’interprétation analytique. Prenant appui sur ce constat, le mémoire se penche sur la réponse spectatorielle induite par des portraits photographiques dont l’opacité pose un défi à l’attribution de significations précises. Ces portraits, qui abordent le thème de la mort, appartiennent au corpus "What Remains" (2000-2004) de l’artiste américaine Sally Mann. Ils réactualisent le procédé obsolète du collodion, revisitent le vocabulaire formel du pictorialisme et évoquent l’imagerie mortuaire du 19e siècle. Par ces citations historiques, les œuvres gênent la lecture du référent et introduisent des renversements de sens: elles troublent toute certitude dans la perception et toute littéralité dans l’interprétation. Le mémoire étudie les diverses stratégies citationnelles à la source de cette opacification et examine comment celles-ci tendent à établir les conditions de l’expérience esthétique. Après avoir réévalué certains présupposés théoriques sur la photographie, les paramètres techniques, formels et iconographiques des œuvres sont passés en revue afin d’évaluer leur impact respectif. En s’appuyant sur un cadre issu de la théorie des médias et de la psychanalyse, le travail du médium émerge comme le principal déterminant de l’expérience de ces portraits contemporains.

Dialogue sur l'avenir de la démocratie libérale : John Rawls, Richard Rorty et Leo Strauss

Réalisé en cotutelle avec l'Université de Paris-Sorbonne (Paris IV).

Initiatives médiatiques pour baliser le développement des nanotechnologies : une enquête qualitative auprès des journalistes et des chercheurs en nanobiotechnologies

Grâce aux nanotechnologies, l’être humain peut maîtriser la matière à l’échelle du nanomètre — soit au niveau des atomes et des molécules. Les matériaux obtenus suite à ces manipulations présentent des propriétés nouvelles qui les rendent très intéressants pour nombre d’applications techniques, et ce dans tous les domaines technoscientifiques. Ainsi, les nanotechnologies sont souvent considérées comme les prémisses d’une profonde révolution technologique et sociale. Toutefois, si les nanotechnologies intéressent investisseurs, gouvernement, entreprises et universités, elles soulèvent aussi des questions éthiques, notamment au sujet de leur toxicité, de leurs retombées et de la modification de l’être humain. À ces questions s’ajoutent plusieurs interrogations sur la gouvernance des nanotechnologies : comment, en effet, encadrer en amont le développement de celles-ci pour éviter d’éventuelles conséquences néfastes en aval? Parmi ces interrogations, le rôle des médias dans les relations entre les développeurs de nanotechnologies et le public est souvent mentionné. Certains voient dans les médias un acteur auquel les chercheurs pourraient recourir pour établir un dialogue avec le public afin d’assurer un développement harmonieux des nanotechnologies. Si cette recommandation semble très pertinente, il n’existe, à notre connaissance, aucune étude empirique pour en vérifier la faisabilité auprès des acteurs concernés (chercheurs, médias, etc.). Dans le cadre de cette thèse, nous avons donc voulu examiner et analyser les perceptions des chercheurs et des journalistes québécois envers des initiatives médiatiques pour baliser le développement des nanotechnologies. Pour ce faire, nous avons procédé à une étude qualitative auprès de vingt (20) chercheurs en nanobiotechnologies/nanomédecine et dix (10) journalistes spécialisés en vulgarisation scientifique. L’analyse des entretiens avec les répondants a révélé que si les acteurs rencontrés sont favorables envers de telles initiatives, il existe plusieurs contraintes pouvant gêner une telle entreprise. Suite à l’examen de ces contraintes, nous avons suggéré des initiatives concrètes que les chercheurs québécois pourraient mettre en place pour mieux baliser le développement des nanotechnologies à l’aide d’un dialogue avec le public. Ces suggestions consistent notamment à créer des médias privés pour les chercheurs, à recourir aux médias indépendants et à investir le web. De telles initiatives, cependant, ne peuvent s’obtenir qu’au prix d’un remaniement des priorités des chercheurs.

Étude intracrânienne sur les mécanismes cérébraux permettant la reconnaissance d’objets

La reconnaissance d’objets est une tâche complexe au cours de laquelle le cerveau doit assembler de manière cohérente tous les éléments d’un objet accessible à l’œil afin de le reconnaître. La construction d’une représentation corticale de l’objet se fait selon un processus appelé « bottom-up », impliquant notamment les régions occipitales et temporales. Un mécanisme « top-down » au niveau des régions pariétales et frontales, facilite la reconnaissance en suggérant des identités potentielles de l’objet à reconnaître. Cependant, le mode de fonctionnement de ces mécanismes est peu connu. Plusieurs études ont démontré une activité gamma induite au moment de la perception cohérente de stimuli, lui conférant ainsi un rôle important dans la reconnaissance d’objets. Cependant, ces études ont utilisé des techniques d’enregistrement peu précises ainsi que des stimuli répétitifs. La première étude de cette thèse vise à décrire la dynamique spatio-temporelle de l’activité gamma induite à l’aide de l’électroencéphalographie intracrânienne, une technique qui possède des résolutions spatiales et temporelles des plus précises. Une tâche d’images fragmentées a été conçue dans le but de décrire l’activité gamma induite selon différents niveaux de reconnaissance, tout en évitant la répétition de stimuli déjà reconnus. Afin de mieux circonscrire les mécanismes « top-down », la tâche a été répétée après un délai de 24 heures. Les résultats démontrent une puissante activité gamma induite au moment de la reconnaissance dans les régions « bottom-up ». Quant aux mécanismes « top-down », l’activité était plus importante aux régions occipitopariétales. Après 24 heures, l’activité était davantage puissante aux régions frontales, suggérant une adaptation des procédés « top-down » selon les demandes de la tâche. Très peu d’études se sont intéressées au rythme alpha dans la reconnaissance d’objets, malgré qu’il soit bien reconnu pour son rôle dans l’attention, la mémoire et la communication des régions neuronales distantes. La seconde étude de cette thèse vise donc à décrire plus précisément l’implication du rythme alpha dans la reconnaissance d’objets en utilisant les techniques et tâches identiques à la première étude. Les analyses révèlent une puissante activité alpha se propageant des régions postérieures aux régions antérieures, non spécifique à la reconnaissance. Une synchronisation de la phase de l’alpha était, quant à elle, observable qu’au moment de la reconnaissance. Après 24 heures, un patron similaire était observable, mais l’amplitude de l’activité augmentait au niveau frontal et les synchronies de la phase étaient davantage distribuées. Le rythme alpha semble donc refléter des processus attentionnels et communicationnels dans la reconnaissance d’objets. En conclusion, cette thèse a permis de décrire avec précision la dynamique spatio-temporelle de l’activité gamma induite et du rythme alpha ainsi que d’en apprendre davantage sur les rôles potentiels que ces deux rythmes occupent dans la reconnaissance d’objets.

Pauvreté des familles monoparentales. Le Canada et le Québec dans l’univers des régimes providentiels

La pauvreté monoparentale touche de nombreux pays développés au point que la monoparentalité est restée pendant longtemps associée à la pauvreté. Malgré les efforts de l’État-providence, les systèmes de protection sociale s’avèrent souvent inefficaces et inadaptés aux changements de la structure familiale et de la diversité des modes de résidence. Or, les situations des familles monoparentales ne sont pas semblables d’une société à une autre. Certaines sociétés adoptent des régimes providentiels qui offrent des conditions plutôt favorables aux familles quel que soit leur statut (monoparental ou biparental), tandis que d’autres se caractérisent par des systèmes moins égalitaires et moins favorables aux familles monoparentales. Notre thèse cherche à déconstruire le lien entre la pauvreté et la monoparentalité en poussant plus loin la réflexion sur les régimes providentiels. Le bien-être des familles monoparentales dépend des arrangements institutionnels des régimes qui assurent des ressources à travers les trois piliers que sont l’État, le marché et la famille. Certaines sociétés favorisent le pilier de l’État comme principal pourvoyeur de ressources alors que d’autres mettent l’accent sur le marché. Dans d’autres cas, la solidarité familiale est considérée comme étant fondamentale dans le bien-être des individus. Parmi ces trois piliers, il est souvent difficile de trouver la combinaison la plus appropriée pour protéger les familles monoparentales et leur assurer une certaine sécurité et une autonomie économique. Lorsque les gouvernements adoptent la politique de prise en charge des familles monoparentales, ces dernières deviennent très dépendantes de l’assistance sociale et des programmes d’aide publique. Dans un contexte libéral, les mesures d’incitation au travail qui visent les chefs de famille monoparentale ont plutôt tendance à réduire cette dépendance. Mais dans bien des cas, les familles monoparentales sont amenées à dépendre d’un revenu du marché qui ne les aide pas toujours à sortir de la pauvreté. Lorsque nous regardons le troisième pilier, celui de la famille, il s’avère souvent que les solidarités qui proviennent de cette source sont limitées et occasionnelles et nécessitent parfois une réglementation spéciale pour les dynamiser (comme c’est le cas des pensions alimentaires). L’articulation de ces piliers et leur apport au bien-être des familles monoparentales soulève une question fondamentale : Quelles sont les possibilités pour les chefs de famille monoparentale de fonder et maintenir un ménage autonome qui ne soit ni pauvre ni dans la dépendance par rapport à une seule source de revenu qui peut provenir de l’État, du marché ou de la famille ? Pour examiner cette question, nous avons procédé à des comparaisons internationales et interprovinciales à partir des données du Luxembourg Income Study (LIS). Le choix des comparaisons internationales est très utile pour situer le Québec dans un environnement de régimes providentiels avec un cadre théoriquement et conceptuellement structuré pour comprendre les politiques de lutte contre la pauvreté monoparentale. Cette recherche montre principalement que la pauvreté monoparentale est très problématique dans les régimes qui privilégient le marché comme principal pilier de bien-être. Elle l’est aussi dans certains pays qui privilégient les transferts et adoptent des politiques de prise en charge envers les familles monoparentales qui restent largement désavantagées par rapport aux familles biparentales. Par contre, certains régimes favorisent une complémentarité entre ce que peuvent tirer les familles du marché du travail et ce qu’elles peuvent tirer des ressources de l’État. Généralement, ce genre d’approche mène vers des taux de pauvreté plus faibles chez les familles monoparentales. Le Québec fait partie des sociétés où le marché représente une source fondamentale de bien-être. Toutefois, la pauvreté monoparentale est moins problématique que chez ses voisins d’Amérique du Nord. De nombreux chefs de famille monoparentale dans la province occupent des emplois à temps plein sans être désavantagés. Cependant, les chefs de famille monoparentale qui occupent des emplois à temps partiel sont largement plus exposés à la pauvreté. Pourtant, dans certaines sociétés, particulièrement aux Pays-Bas, ce statut d’emploi offre des conditions meilleures pour la conciliation travail-famille.

Effet de la surexpression du gène Hoxb4 sur la prolifération homéostatique des cellules T mémoires

Les cellules T mémoires (Tm) protègent l’organisme contre les réinfections de pathogènes qu’il a déjà combattu. Les Tm possèdent plusieurs propriétés en commun avec les cellules souches hématopoïétiques (CSH), notamment la capacité de se différencier, de s’auto-renouveler et de maintenir une population relativement constante au sein de l’organisme via des mécanismes homéostatiques. Il a été démontré que Hoxb4, un membre de la famille des facteurs de transcription Hox, était capable d’induire l’expansion des CSH in vivo et in vitro de façon rapide. Au vu de ces parallèles, nous avons posé l’hypothèse que la surexpression de Hoxb4 pourrait induire l’expansion de populations de Tm. Nous avons analysé les populations de Tm et lymphocytes T naïfs (Tn) dans les organes lymphoïdes de souris transgéniques surexprimant Hoxb4 et les avons comparées à des souris de type sauvage (wt). Alors que la fréquence des cellules T matures Hoxb4 diminuait avec l’âge, leur phénotype ainsi que leur viabilité demeuraient inchangés. Ensuite, nous avons procédé à des transplantations en compétition de Tm (CD4+CD44hi) Hoxb4 et wt chez des hôtes dépourvus de lymphocytes T (CD3-/-) dans le but d’évaluer leur contribution à la reconstitution du compartiment T après 2 mois. Au final, les Tm wt avait contribué un peu plus que les Tm Hoxb4 à la reconstitution (~60%). Des analyses fonctionnelles et phénotypiques ont montré que les Tm Hoxb4 possédaient une fonctionnalité normale, mais se distinguaient des Tm wt par la présence d’une faible population qui présentait un phénotype « mémoire central » (Tcm), conférant habituellement une longévité accrue. Les cellules des ganglions lymphatiques totaux des hôtes furent transplantées de façon sérielle chez trois générations de nouveaux hôtes. Le phénotype Tcm observés chez les Tm Hoxb4 était récapitulé chez les hôtes secondaires uniquement. Les ratios sont demeurés en faveur des Tm wt lors des deux transplantations suivantes, mais les Tm Hoxb4 ont commencé à montrer un avantage compétitif chez certains hôtes quaternaires. Une transplantation en compétition à court terme de Tm Hoxb4 et wt marqués avec un marqueur cytoplasmique ont démontré la présence chez les Tm Hoxb4 seulement d’une faible population CD62Lhi proliférant lentement. Ainsi, l’expansion préférentielle de Tcm CD4 par le biais d’une sélection ou d’une différenciation induite par la surexpression de Hoxb4 pourrait potentiellement leur permettre de maintenir un état de quiescence leur permettant de persister plus longtemps suite à des transplantations sérielles.

Improvements in Fermentative Hydrogen Production through Physiological Manipulation and Metabolic Engineering

La production biologique d'hydrogène (H2) représente une technologie possible pour la production à grande échelle durable de H2 nécessaire pour l'économie future de l'hydrogène. Cependant, l'obstacle majeur à l'élaboration d'un processus pratique a été la faiblesse des rendements qui sont obtenus, généralement autour de 25%, bien en sous des rendements pouvant être atteints pour la production de biocarburants à partir d'autres processus. L'objectif de cette thèse était de tenter d'améliorer la production d'H2 par la manipulation physiologique et le génie métabolique. Une hypothèse qui a été étudiée était que la production d'H2 pourrait être améliorée et rendue plus économique en utilisant un procédé de fermentation microaérobie sombre car cela pourrait fournir la puissance supplémentaire nécessaire pour une conversion plus complète du substrat et donc une production plus grande d'H2 sans l'aide de l'énergie lumineuse. Les concentrations optimales d’O2 pour la production de H2 microaérobie ont été examinées ainsi que l'impact des sources de carbone et d'azote sur le processus. La recherche présentée ici a démontré la capacité de Rhodobacter capsulatus JP91 hup- (un mutant déficient d’absorption-hydrogénase) de produire de l'H2 sous condition microaérobie sombre avec une limitation dans des quantités d’O2 et d'azote fixé. D'autres travaux devraient être entrepris pour augmenter les rendements d'H2 en utilisant cette technologie. De plus, un processus de photofermentation a été créé pour améliorer le rendement d’H2 à partir du glucose à l'aide de R. capsulatus JP91 hup- soit en mode non renouvelé (batch) et / ou en conditions de culture en continu. Certains défis techniques ont été surmontés en mettant en place des conditions adéquates de fonctionnement pour un rendement accru d'H2. Un rendement maximal de 3,3 mols de H2/ mol de glucose a été trouvé pour les cultures en batch tandis que pour les cultures en continu, il était de 10,3 mols H2/ mol de glucose, beaucoup plus élevé que celui rapporté antérieurement et proche de la valeur maximale théorique de 12 mols H2/ mol de glucose. Dans les cultures en batch l'efficacité maximale de conversion d’énergie lumineuse était de 0,7% alors qu'elle était de 1,34% dans les cultures en continu avec un rendement de conversion maximum de la valeur de chauffage du glucose de 91,14%. Diverses autres approches pour l'augmentation des rendements des processus de photofermentation sont proposées. Les résultats globaux indiquent qu'un processus photofermentatif efficace de production d'H2 à partir du glucose en une seule étape avec des cultures en continu dans des photobioréacteurs pourrait être développé ce qui serait un processus beaucoup plus prometteur que les processus en deux étapes ou avec les co-cultures étudiés antérieurément. En outre, l'expression hétérologue d’hydrogenase a été utilisée comme une stratégie d'ingénierie métabolique afin d'améliorer la production d'H2 par fermentation. La capacité d'exprimer une hydrogénase d'une espèce avec des gènes de maturation d'une autre espèce a été examinée. Une stratégie a démontré que la protéine HydA orpheline de R. rubrum est fonctionnelle et active lorsque co-exprimée chez Escherichia coli avec HydE, HydF et HydG provenant d'organisme différent. La co-expression des gènes [FeFe]-hydrogénase structurels et de maturation dans des micro-organismes qui n'ont pas une [FeFe]-hydrogénase indigène peut entraîner le succès dans l'assemblage et la biosynthèse d'hydrogénase active. Toutefois, d'autres facteurs peuvent être nécessaires pour obtenir des rendements considérablement augmentés en protéines ainsi que l'activité spécifique des hydrogénases recombinantes. Une autre stratégie a consisté à surexprimer une [FeFe]-hydrogénase très active dans une souche hôte de E. coli. L'expression d'une hydrogénase qui peut interagir directement avec le NADPH est souhaitable car cela, plutôt que de la ferrédoxine réduite, est naturellement produit par le métabolisme. Toutefois, la maturation de ce type d'hydrogénase chez E. coli n'a pas été rapportée auparavant. L'opéron hnd (hndA, B, C, D) de Desulfovibrio fructosovorans code pour une [FeFe]-hydrogénase NADP-dépendante, a été exprimé dans différentes souches d’E. coli avec les gènes de maturation hydE, hydF et hydG de Clostridium acetobutylicum. L'activité de l'hydrogénase a été détectée in vitro, donc une NADP-dépendante [FeFe]-hydrogénase multimérique active a été exprimée avec succès chez E. coli pour la première fois. Les recherches futures pourraient conduire à l'expression de cette enzyme chez les souches de E. coli qui produisent plus de NADPH, ouvrant la voie à une augmentation des rendements d'hydrogène via la voie des pentoses phosphates.

Films minces supramoléculaires de copolymères de PS-P4VP réalisés par trempage

Bien que ce soit un procédé industriel répandu, les films de copolymères à blocs préparés par trempage (« dip-coating ») sont moins étudiés que ceux obtenus par tournette (« spin-coating »). Pourtant, il est possible grâce à cette technique de contrôler précisément les caractéristiques de ces films. Au-delà de la méthode de fabrication, la capacité de modifier la morphologie des films trempés à l’aide d’autres facteurs externes est un enjeu primordial pour leur utilisation dans les nanotechnologies. Nous avons choisi, ici, d’étudier l’influence d’une petite molécule sur la morphologie de films supramoléculaires réalisés par « dip-coating » à partir de solutions de poly(styrène-b-4-vinyl pyridine) (PS-P4VP) dans le tétrahydrofurane (THF). En présence de 1-naphtol (NOH) et d’1-acide napthoïque (NCOOH), qui se complexent par pont hydrogène au bloc P4VP, ces films donnent, respectivement, une morphologie en nodules (sphères) et en stries (cylindres horizontaux). Des études par spectroscopie infrarouge ont permis de mesurer la quantité de petite molécule dans ces films minces, qui varie avec la vitesse de retrait mais qui s’avère être identique pour les deux petites molécules, à une vitesse de retrait donnée. Cependant, des études thermiques ont montré qu’une faible fraction de petite molécule est dispersée dans le PS (davantage de NOH que de NCOOH à cause de la plus faible liaison hydrogène du premier). La vitesse de retrait est un paramètre clé permettant de contrôler à la fois l’épaisseur et la composition du film supramoléculaire. L’évolution de l’épaisseur peut être modélisée par deux régimes récemment découverts. Aux faibles vitesses, l’épaisseur décroît (régime de capillarité), atteint un minimum, puis augmente aux vitesses plus élevées (régime de drainage). La quantité de petite molécule augmente aux faibles vitesses pour atteindre un plateau correspondant à la composition de la solution aux vitesses les plus élevées. Des changements de morphologie, à la fois liés à l’épaisseur et à la quantité de petite molécule, sont alors observés lorsque la vitesse de retrait est modifiée. Le choix du solvant est aussi primordial dans le procédé de « dip-coating » et a été étudié en utilisant le chloroforme, qui est un bon solvant pour les deux blocs. Il s’avère qu’à la fois la composition ainsi que la morphologie des films de PS-P4VP complexés sont différentes par rapport aux expériences réalisées dans le THF. Premièrement, la quantité de petite molécule reste constante avec la vitesse de retrait mais les films sont plus riches en NCOOH qu’en NOH. Deuxièmement, la morphologie des films contenant du NOH présente des stries ainsi que des lamelles à plat, tandis que seules ces dernières sont observables pour le NCOOH. Ce comportement est essentiellement dû à la quantité différente de petite molécule modulée par leur force de complexation différente avec le P4VP dans le chloroforme. Enfin, ces films ont été utilisés pour l’adsorption contrôlée de nanoparticules d’or afin de guider leur organisation sur des surfaces recouvertes de PS-P4VP. Avant de servir comme gabarits, un recuit en vapeurs de solvant permet soit d’améliorer l’ordre à longue distance des nodules de P4VP, soit de modifier la morphologie des films selon le solvant utilisé (THF ou chloroforme). Ils peuvent être ensuite exposés à une solution de nanoparticules d’or de 15 nm de diamètre qui permet leur adsorption sélective sur les nodules (ou stries) de P4VP.

Amorçage cognitif pour amélioration de l’acquisition de la connaissance dans un système tutoriel intelligent

Cette thèse vise à définir une nouvelle méthode d’enseignement pour les systèmes tutoriels intelligents dans le but d’améliorer l’acquisition des connaissances. L’apprentissage est un phénomène complexe faisant intervenir des mécanismes émotionnels et cognitifs de nature consciente et inconsciente. Nous nous intéressons à mieux comprendre les mécanismes inconscients du raisonnement lors de l’acquisition des connaissances. L’importance de ces processus inconscients pour le raisonnement est bien documentée en neurosciences, mais demeure encore largement inexplorée dans notre domaine de recherche. Dans cette thèse, nous proposons la mise en place d’une nouvelle approche pédagogique dans le domaine de l’éducation implémentant une taxonomie neuroscientifique de la perception humaine. Nous montrons que cette nouvelle approche agit sur le raisonnement et, à tour de rôle, améliore l’apprentissage général et l’induction de la connaissance dans un environnement de résolution de problème. Dans une première partie, nous présentons l’implémentation de notre nouvelle méthode dans un système tutoriel visant à améliorer le raisonnement pour un meilleur apprentissage. De plus, compte tenu de l’importance des mécanismes émotionnels dans l’apprentissage, nous avons également procédé dans cette partie à la mesure des émotions par des capteurs physiologiques. L’efficacité de notre méthode pour l’apprentissage et son impact positif observé sur les émotions a été validée sur trente et un participants. Dans une seconde partie, nous allons plus loin dans notre recherche en adaptant notre méthode visant à améliorer le raisonnement pour une meilleure induction de la connaissance. L’induction est un type de raisonnement qui permet de construire des règles générales à partir d’exemples spécifiques ou de faits particuliers. Afin de mieux comprendre l’impact de notre méthode sur les processus cognitifs impliqués dans ce type de raisonnement, nous avons eu recours à des capteurs cérébraux pour mesurer l’activité du cerveau des utilisateurs. La validation de notre approche réalisée sur quarante-trois volontaires montre l’efficacité de notre méthode pour l’induction de la connaissance et la viabilité de mesurer le raisonnement par des mesures cérébrales suite à l’application appropriée d’algorithmes de traitement de signal. Suite à ces deux parties, nous clorons la thèse par une discussion applicative en décrivant la mise en place d’un nouveau système tutoriel intelligent intégrant les résultats de nos travaux.