Modélisation des émotions de l’apprenant et interventions implicites pour les systèmes tutoriels intelligents

La modélisation de l’expérience de l’utilisateur dans les Interactions Homme-Machine est un enjeu important pour la conception et le développement des systèmes adaptatifs intelligents. Dans ce contexte, une attention particulière est portée sur les réactions émotionnelles de l’utilisateur, car elles ont une influence capitale sur ses aptitudes cognitives, comme la perception et la prise de décision. La modélisation des émotions est particulièrement pertinente pour les Systèmes Tutoriels Émotionnellement Intelligents (STEI). Ces systèmes cherchent à identifier les émotions de l’apprenant lors des sessions d’apprentissage, et à optimiser son expérience d’interaction en recourant à diverses stratégies d’interventions. Cette thèse vise à améliorer les méthodes de modélisation des émotions et les stratégies émotionnelles utilisées actuellement par les STEI pour agir sur les émotions de l’apprenant. Plus précisément, notre premier objectif a été de proposer une nouvelle méthode pour détecter l’état émotionnel de l’apprenant, en utilisant différentes sources d’informations qui permettent de mesurer les émotions de façon précise, tout en tenant compte des variables individuelles qui peuvent avoir un impact sur la manifestation des émotions. Pour ce faire, nous avons développé une approche multimodale combinant plusieurs mesures physiologiques (activité cérébrale, réactions galvaniques et rythme cardiaque) avec des variables individuelles, pour détecter une émotion très fréquemment observée lors des sessions d’apprentissage, à savoir l’incertitude. Dans un premier lieu, nous avons identifié les indicateurs physiologiques clés qui sont associés à cet état, ainsi que les caractéristiques individuelles qui contribuent à sa manifestation. Puis, nous avons développé des modèles prédictifs permettant de détecter automatiquement cet état à partir des différentes variables analysées, à travers l’entrainement d’algorithmes d’apprentissage machine. Notre deuxième objectif a été de proposer une approche unifiée pour reconnaître simultanément une combinaison de plusieurs émotions, et évaluer explicitement l’impact de ces émotions sur l’expérience d’interaction de l’apprenant. Pour cela, nous avons développé une plateforme hiérarchique, probabiliste et dynamique permettant de suivre les changements émotionnels de l'apprenant au fil du temps, et d’inférer automatiquement la tendance générale qui caractérise son expérience d’interaction à savoir : l’immersion, le blocage ou le décrochage. L’immersion correspond à une expérience optimale : un état dans lequel l'apprenant est complètement concentré et impliqué dans l’activité d’apprentissage. L’état de blocage correspond à une tendance d’interaction non optimale où l'apprenant a de la difficulté à se concentrer. Finalement, le décrochage correspond à un état extrêmement défavorable où l’apprenant n’est plus du tout impliqué dans l’activité d’apprentissage. La plateforme proposée intègre trois modalités de variables diagnostiques permettant d’évaluer l’expérience de l’apprenant à savoir : des variables physiologiques, des variables comportementales, et des mesures de performance, en combinaison avec des variables prédictives qui représentent le contexte courant de l’interaction et les caractéristiques personnelles de l'apprenant. Une étude a été réalisée pour valider notre approche à travers un protocole expérimental permettant de provoquer délibérément les trois tendances ciblées durant l’interaction des apprenants avec différents environnements d’apprentissage. Enfin, notre troisième objectif a été de proposer de nouvelles stratégies pour influencer positivement l’état émotionnel de l’apprenant, sans interrompre la dynamique de la session d’apprentissage. Nous avons à cette fin introduit le concept de stratégies émotionnelles implicites : une nouvelle approche pour agir subtilement sur les émotions de l’apprenant, dans le but d’améliorer son expérience d’apprentissage. Ces stratégies utilisent la perception subliminale, et plus précisément une technique connue sous le nom d’amorçage affectif. Cette technique permet de solliciter inconsciemment les émotions de l’apprenant, à travers la projection d’amorces comportant certaines connotations affectives. Nous avons mis en œuvre une stratégie émotionnelle implicite utilisant une forme particulière d’amorçage affectif à savoir : le conditionnement évaluatif, qui est destiné à améliorer de façon inconsciente l’estime de soi. Une étude expérimentale a été réalisée afin d’évaluer l’impact de cette stratégie sur les réactions émotionnelles et les performances des apprenants.

Le recours à des environnements numériques pour la diffusion de connaissances relatives au patrimoine bâti: une exploration du potentiel de la modélisation de systèmes typologiques

Un fichier intitulé Charbonneau_Nathalie_2008_AnimationAnnexeT accompagne la thèse. Il contient une séquence animée démontrant le type de parcours pouvant être effectué au sein des environnements numériques développés. Il s'agit d'un fichier .wmv qui a été compressé.

L’image numérique entre modélisation et captation : une étude sémiopragmatique de la réception des images depuis la reproduction technique

Si la manière de produire une image depuis la reproductibilité technique a toujours été profondément déterminée par la captation d’une réalité physique, le numérique (qui constitue une méthode d’inscription visuelle distincte) devrait, en théorie, modifier la relation du spectateur à ces « nouvelles images ». Toutefois, en pratique, le spectateur fait-il l’expérience des images numériques d’une manière différente de celles issues de la captation? Afin de répondre à cette question, ce mémoire analyse, à l’aide de l’approche sémio-pragmatique, comment le spectateur a conditionné son regard à travers les techniques de la captation (photographie, cinéma et vidéo). Ensuite, cette étude compare les habitudes et les attentes visuelles engendrées par ces techniques aux images numériques. Enfin, cette étude situe le problème de la rupture dans une perspective plus large que celle des techniques afin de poser le questionnement dans toute une tradition de la représentation artistique.

Modélisation de l’engagement et de la charge mentale de travail dans les Systèmes Tutoriels Intelligents

Les récents avancements en sciences cognitives, psychologie et neurosciences, ont démontré que les émotions et les processus cognitifs sont intimement reliés. Ce constat a donné lieu à une nouvelle génération de Systèmes Tutoriels Intelligents (STI) dont la logique d’adaptation repose sur une considération de la dimension émotionnelle et affective de l’apprenant. Ces systèmes, connus sous le nom de Systèmes Tutoriels Émotionnellement Intelligents (STEI), cherchent à se doter des facultés des tuteurs humains dans leurs capacités à détecter, comprendre et s’adapter intuitivement en fonction de l’état émotionnel des apprenants. Toutefois, en dépit du nombre important de travaux portant sur la modélisation émotionnelle, les différents résultats empiriques ont démontré que les STEI actuels n’arrivent pas à avoir un impact significatif sur les performances et les réactions émotionnelles des apprenants. Ces limites sont principalement dues à la complexité du concept émotionnel qui rend sa modélisation difficile et son interprétation ambiguë. Dans cette thèse, nous proposons d’augmenter les STEI des indicateurs d’états mentaux d’engagement et de charge mentale de travail. Ces états mentaux ont l’avantage d’englober à la fois une dimension affective et cognitive. Pour cela, nous allons, dans une première partie, présenter une approche de modélisation de ces indicateurs à partir des données de l’activité cérébrale des apprenants. Dans une seconde partie, nous allons intégrer ces modèles dans un STEI capable d’adapter en temps réel le processus d’apprentissage en fonction de ces indicateurs.

Analyse et modélisation de la réponse des détecteurs du projet PICASSO pour la recherche de la matière sombre

Les mesures cosmologiques les plus récentes ont montré la présence d’un type de matière exotique constituant 85% de la masse de l’univers. Ce type de matière non baryonique serait formé de particules neutres, non relativistes, massives et interagissant faiblement avec la matière baryonique. L’ensemble des candidats est regroupé sous le nom générique WIMP (Weakly Interactive Massive Particles). L’expérience PICASSO (Projet d’Identification des CAndidats Supersymétriques de la matière SOmbre) est une expérience utilisant des détecteurs à seuil d’énergie contenant des gouttelettes surchauffées constituées de C4F10. Cette technique de détection est basée sur le principe de la chambre à bulles. Le projet PICASSO a pour but de détecter directement une particule de matière sombre. Le principe de détection est qu’une particule de matière sombre interagissant avec le liquide actif engendre un recul nucléaire du 19F. L’énergie de recul serait suffisante pour engendrer une transition de phase accompagnée d’un signal acoustique enregistrée par des senseurs piézoélectriques. Dans le cadre de ce mémoire, une simulation du taux de comptage de l’étalonnage des détecteurs PICASSO soumis à des neutrons monoénergétiques a été effectuée en utilisant la théorie de Seitz qui décrit les critères pour qu’une transition de phase ait lieu pour un liquide en état de surchauffe. De plus, un modèle calculant le signal acoustique émis lors d’une transition de phase engendré par différents types de radiations a été créé permettant de caractériser la discrimination entre différents bruits de fond en fonction de l’énergie de seuil. Finalement, un outil d’analyse, la localisation des évènements, a été utilisé pour appliquer des coupures sur le volume dans le but d’améliorer la discrimination alpha-neutron.

Les cadres intermédiaires et l’information : modélisation des comportements informationnels de cadres intermédiaires d’une municipalité en transformation

Un atout majeur des organisations consiste en leur capacité à créer et exploiter l’information et les connaissances, capacité déterminée entre autres par les comportements informationnels. Chargés de décisions stratégiques, tactiques et opérationnelles, les cadres intermédiaires sont au cœur du processus de création des connaissances, et leurs comportements informationnels doivent être soutenus par des systèmes d’information. Toutefois, leurs comportements informationnels sont peu documentés. La présente recherche porte sur la modélisation des comportements informationnels de cadres intermédiaires d’une organisation municipale. Plus spécifiquement, elle examine comment ces cadres répondent à leurs besoins d’information courante dans le contexte de leurs activités de gestion, c’est-à-dire dans leur environnement d’utilisation d’information. L’étude répond aux questions de recherche suivantes : (1) Quelles sont les situations problématiques auxquelles font face les cadres intermédiaires municipaux ? (2) Quels sont les besoins informationnels exprimés par les cadres intermédiaires municipaux lors de situations problématiques ? (3) Quelles sont les sources d’information qui soutiennent les comportements informationnels des cadres intermédiaires municipaux ? Cette recherche descriptive s’inscrit dans une approche qualitative. Les 21 cadres intermédiaires ayant participé à l’étude proviennent de deux arrondissements d’une municipalité québécoise fusionnée en 2002. Les modes de collecte de données sont l’entrevue en profondeur en personne et l’observation directe auprès de ces cadres, et la collecte de documentation pertinente. L’incident critique est utilisé comme technique de collecte de données et comme unité d’analyse. Les données recueillies font l’objet d’une analyse de contenu qualitative basée sur la théorisation ancrée. Les résultats indiquent que les rôles de gestion proposés dans les écrits pour les cadres supérieurs s’appliquent aussi aux cadres intermédiaires, bien que le rôle conseil ressorte comme étant particulier à ces derniers. Ceux-ci ont des responsabilités de gestion aux trois niveaux d’intervention opérationnel, tactique et stratégique, bien qu’ils œuvrent davantage au plan tactique. Les situations problématiques dont ils sont chargés s’inscrivent dans l’environnement d’utilisation d’information constitué des composantes suivantes : leurs rôles et responsabilités de gestion et le contexte organisationnel propre à une municipalité en transformation. Les cadres intermédiaires ont eu à traiter davantage de situations nouvelles que récurrentes, caractérisées par des sujets portant principalement sur les ressources matérielles et immobilières ou sur des aspects d’intérêt juridique, réglementaire et normatif. Ils ont surtout manifesté des besoins pour de l’information de nature processuelle et contextuelle. Pour y répondre, ils ont consulté davantage de sources verbales que documentaires, même si le nombre de ces dernières reste élevé, et ont préféré utiliser des sources d’information internes. Au plan théorique, le modèle de comportement informationnel proposé pour les cadres intermédiaires municipaux enrichit les principales composantes du modèle général d’utilisation de l’information (Choo, 1998) et du modèle d’environnement d’utilisation d’information (Taylor, 1986, 1991). L’étude permet aussi de préciser les concepts d’« utilisateur » et d’« utilisation de l’information ». Au plan pratique, la recherche permet d’aider à la conception de systèmes de repérage d’information adaptés aux besoins des cadres intermédiaires municipaux, et aide à évaluer l’apport des systèmes d’information archivistiques à la gestion de la mémoire organisationnelle.

Modélisation des prix de quatre types d’occasion : une approche structurelle autorégressive.

Rapport de recherche

La signification de l’expérience d’« être avec » la personne soignée et sa contribution à la réadaptation : la perception d’infirmières

De multiples auteurs de la discipline infirmière réclament la valeur inestimable de la relation de caring et de ses bienfaits pour la clientèle nécessitant des soins et services de réadaptation. En dépit de cette importance, la recherche concernant les bienfaits thérapeutiques de la relation de caring pour la clientèle de réadaptation demeure encore un domaine peu exploité. Actuellement, aucune étude scientifique québécoise, canadienne ou internationale, issue de la discipline infirmière, ne porte sur la compréhension de l’expérience d’« être avec » la personne soignée dans un contexte de réadaptation, aspect qui s’avère central à la relation de caring selon Watson. Au cœur même de la philosophie du Human Caring de Watson, la présente étude vise à explorer, par des entrevues qualitatives auprès de 17 infirmières oeuvrant en contexte de réadaptation, la signification de l’expérience d « être avec » la personne soignée, de même que leur perception de la contribution de cette expérience à la réadaptation de la personne soignée. Cinquante et une entrevues, c’est-à-dire trois entrevues réalisées pour chaque participant de recherche, ont été analysées à l’aide de la méthode phénoménologique intitulée « Relational Caring Inquiry » développée par Cara (1997). Le processus de recrutement des participants a impliqué la direction des soins infirmiers des deux centres de réadaptation ciblés par l’étude. Une attention particulière a été mise afin de favoriser une diversité de participants (par exemple : genre, niveau éducationnel, quart de travail, unité de soins). Le processus d’analyse des données a permis la découverte de cinq eidos-thèmes. Parmi ces eidos-thèmes, quatre se rapportent à la signification de l’expérience d’«être avec» la personne soignée (première question de recherche), à savoir : (a) l’importance des valeurs humanistes au centre du soin, (b) l’investissement de l’infirmière et de la personne soignée, (c) les dimensions réciproque et relationnelle du soin et, finalement, (d) l’expérience de soin irremplaçable d’une complexité contextuelle. De façon plus détaillée, le premier eidos-thème dévoile les fondements humanistes à la base de l’expérience d’« être avec » la personne soignée. Le deuxième manifeste l’implication substantielle de l’infirmière et de la personne soignée. Le troisième eidos-thème met en lumière la réciprocité et la dimension relationnelle comme étant des éléments centraux à l’expérience d’« être avec » la personne soignée. Le quatrième eidos-thème documente les natures fondamentale et complexe de cette expérience de soin unique, de même que les conditions contextuelles qui la facilitent et la contraignent. Le cinquième et dernier eidos-thème ayant émergé de la présente étude, « rehaussement de l’harmonie corps-âme-esprit chez la personne soignée et l’infirmière », illustre la perception des participantes quant à la contribution thérapeutique de l’expérience d’« être avec » la personne soignée à la réadaptation de cette dernière (deuxième question de recherche). Cette contribution se situe en termes de répondre aux besoins du patient, d’optimiser les progrès de réadaptation de la personne soignée, de promouvoir le niveau de bien-être de la personne soignée et de l’infirmière et, finalement, de hausser la croissance intérieure des personnes engagées dans cette expérience de soin extraordinaire. La reconnaissance des cinq eidos-thèmes a favorisé l’émergence de l’essence universelle du phénomène à l’étude qui s’intitule « la rencontre humaine profonde, thérapeutique et transformatrice ». La présente étude contribue de façon novatrice au développement des connaissances, notamment en permettant une meilleure compréhension de ce que signifie l’expérience d’« être avec » la personne soignée, pour des infirmières en réadaptation et en proposant une multitude de résultats probants pouvant servir de guide à la promulgation de soins infirmiers en contexte de réadaptation. En déterminant la signification ontologique de cette expérience de soin, la présente étude permet de préciser la place du phénomène d’« être avec » la personne soignée au centre de la théorie du caring. Ces résultats qui découlent de la deuxième question de recherche participent au développement initial d’un corpus de connaissances. Ces résultats probants serviront de guide au renouvellement de la pratique infirmière en contexte de réadaptation. De plus, en identifiant les bienfaits de cette expérience de soin, la présente étude reconnaît l’élément au cœur de la relation transpersonnelle de caring, qui contribue à rehausser l’harmonie corps-âme-esprit chez la personne soignée et l’infirmière. En plus de la clinique, des recommandations au niveau de la formation et de la recherche en sciences infirmières découlent de la présente étude.

Signification de l’expérience de la phase palliative du cancer, pour des personnes atteintes et leurs familles des Baléares, alors que le pronostic leur est connu

Le cancer est considéré comme l’une des principales causes de morbidité et de mortalité et, en Espagne, représente à lui seul 25% du taux de mortalité globale. Lorsqu’une personne et sa famille font l’expérience de traverser la phase avancée du cancer, celles-ci vivent un grand choc émotionnel où les souffrances physique, psychique et spirituelle peuvent être présentes. L’information donnée par les professionnels de la santé aux membres de la famille, incluant la personne atteinte, en ce qui concerne le diagnostic et le pronostic du cancer est maintenant plus fréquente dans le contexte méditerranéen. Il n'est pas clair, toutefois, comment cette nouvelle approche est vécue par les familles. C’est pourquoi, le but de cette recherche qualitative de type phénoménologique est d’explorer la signification de l’expérience de familles dont l’un des membres est atteint d’un cancer terminal, alors que tous connaissent le pronostic de la maladie. Les résultats obtenus reposent sur l’analyse en profondeur d’entrevues réalisées auprès de quatre couples. L’analyse des données, à l’aide de la méthode phénoménologique de Giorgi (1997), fait émerger deux thèmes centraux caractérisant la signification de cette expérience de la phase palliative de cancer, alors que l’information sur le mauvais pronostic est connue tant par la personne atteinte que sa famille. Le premier thème central est celui de vivre intensément la perte de la vie rêvée et comporte le vécu suite au choc du pronostic fatal, le fait de vivre constamment des sentiments et des émotions liés à différentes pertes telles que la tristesse, la frustration, l’inquiétude et l’incertitude, et l’espoir de ne pas souffrir. Le deuxième thème central qui ressort est le développement de stratégies par les couples participants afin de rendre leur vie plus supportable. Ces stratégies sont les suivantes : accueillir l’information et le soutien professionnel, retrouver une certaine normalité dans la vie quotidienne, profiter de la vie, recevoir l’aide de la famille et des amis, maintenir une communication cognitive et instrumentale ouverte, se protéger au niveau émotionnel et envisager l’avenir sans la personne aimée. Tous ces éléments, dans le contexte individuel de vie de chaque famille transforment chacun de ces vécus en une expérience unique qui doit être comprise et respectée comme telle par tous les professionnels de la santé impliqués. Les connaissances développées par cette recherche permettront aux infirmières de mieux comprendre l’expérience de la phase palliative du cancer pour des couples dont le diagnostic et le pronostic fatal sont connus par tous, ceci afin d’améliorer leur qualité des soins. Afin de poursuivre le développement du savoir infirmier, il est recommandé de poursuivre des études afin d’explorer plus en profondeur la communication au sein des couples.

L’expérience de l’injustice.

Compte-rendu

Modélisation systémique de la transition pour des familles ayant un adolescent atteint de fibrose kystique en phase pré-transfert vers l'établissement adulte

Les progrès spectaculaires réalisés dans le traitement de la fibrose kystique font en sorte qu'un nombre de plus en plus élevé de familles comptant un adolescent atteint de ce problème de santé, peut maintenant envisager d'effectuer la transition depuis l'adolescent vers l'âge adulte. À ce jour, les recherches à ce sujet demeurent peu nombreuses, principalement en ce qui a trait à la nature des interations entre les adolescents, leurs parents et les professionnels de la santé qui préparent ces familles en vue du transfert, depuis un établissement pédiatrique vers un établissement adulte. L'appréhension de ce phénomène s'est réalisée dans une perspective constructiviste et systémique, ce qui a permis de mettre en relief certaines des multiples facettes du phénomène et de jeter un éclairage novateur sur des dynamiques entre les membres de la famille et entre ces derniers et les professionnels de la santé. Le but de cette étude de cas, de type qualitavive, était de modéliser de manière systémique, le processus de transtion pour des familles ayant un adolescent atteint de la fibrose kystique qui est en phase pré transfert, depuis l'établissement pédiatrique vers le milieu adulte. Des entretiens semi-dirigés ont été réalisés avec sept familles comptant un adolescent atteint de la fibrose kystique. De plus, un entretien de groupe a également été effectué avec une équipe interprofessionnelle oeuvrant dans une clinique qui traite des adolescents atteints de la fibrose kysitque. L'analyse qualitative des données a mené au développement d'un modèle systémique de la transition pour ces familles. Ce modèle souligne qu'en évoluant de façon parallèle, les familles et les professionnels de la santé poursuivent la même finalité de favoriser le développement de l'autonomie de l'adolescent. Ce processus de transition chez ces familles s'inscrit, par ailleurs, dans un espace-temps signifié par le transfert inter-établissements, avec peu de considération pour la souffrance parentale liée au pronostic de la maladie. Ainsi, le développement de l'autonomie est marqué par la confiance qui doit s'établir entre l'adolescent et son parent, en passant par la surveillance du parent envers l'adolescent et par la responsabilisation graduelle chez ce dernier. Cette étude propose donc une modélisation systémique de ce processus de transition qui contribue non seulement au développement du concept de la transition en sciences de la santé, mais aussi de la pratique clinique et de la recherche dans le domaine des soins à la famille aux prises avec un adolescent atteint de la fibrose kystique.