Étude des représentations du rôle professionnel d'éducatrice d'étudiantes en techniques d'éducation en services de garde en éducation psychomotrice

Cette étude identifie les représentations du rôle professionnel d'éducatrice en éducation psychomotrice. Le rôle professionnel d'éducatrice se définit comme un processus de prise de décisions concernant l'enfant, l'organisation de l'environnement et le jeu. Les représentations sont constituées de deux systèmes : les croyances et les processus cognitifs. Trois étudiantes respectivement inscrites en première, en troisième et en cinquième session ont participé à une entrevue semi-dirigée portant sur le rôle professionnel d'éducatrice en éducation psychomotrice. Les modèles de rôles maternel, thérapeutique et instructionnel (Katz, 1970) sont à la base de l'analyse des croyances alors que le diagnostic, la conception, la planification et le guide identifient les quatre processus cognitifs du rôle professionnel d'éducatrice (Saracho, 1988). Une analyse qualitative des verbatims des entrevues a permis d'isoler les croyances et les processus cognitifs. Par la suite, les représentations du rôle professionnel d'éducatrice se sont précisées de la présence des modèles de rôles dans l'utilisation des processus cognitifs. Selon cette étude, les quatre processus cognitifs du rôle professionnel apparaissent chez chacun des sujets. Les sujets prennent principalement des décisions concernant l'enfant. Par contre, les décisions touchant l'organisation de l'environnement et le jeu sont peu présentes. Par ailleurs, les trois sujets appliquent les modèles de rôles maternel, instructionnel et thérapeutique dans chaque processus cognitif du rôle professionnel d'éducatrice. Toutefois, de façon générale, les sujets tendent vers l'orientation intellectuelle du modèle de rôle instructionnel dans le diagnostic, la conception et la planification. De plus, tous les sujets présentent l'orientation intellectuelle du modèle instructionnel dans le guide. Cependant, l'orientation académique du modèle instructionnel apparaît dans le diagnostic, la conception et la planification des sujets de troisième et de cinquième session. Cette étude ouvre la voie à la recherche sur l'enseignement et l'apprentissage des processus cognitifs et des croyances compatibles avec le rôle professionnel d'éducatrice. De plus, ces représentations devenant explicites permettent aux formatrices d'éducatrice de porter une évaluation diagnostique autant en formation initiale qu'en formation continue. Cette recherche contribue à définir un «corpus» de savoirs propre aux éducatrices en Techniques d'éducation en services de garde dans le cadre d'une pédagogie basée sur le cognitivisme.

Nanostructured catalysts for the development of the hydrogen economy

La catalyse joue un rôle essentiel dans de nombreuses applications industrielles telles que les industries pétrochimique et biochimique, ainsi que dans la production de polymères et pour la protection de l’environnement. La conception et la fabrication de catalyseurs efficaces et rentables est une étape importante pour résoudre un certain nombre de problèmes des nouvelles technologies de conversion chimique et de stockage de l’énergie. L’objectif de cette thèse est le développement de voies de synthèse efficaces et simples pour fabriquer des catalyseurs performants à base de métaux non nobles et d’examiner les aspects fondamentaux concernant la relation entre structure/composition et performance catalytique, notamment dans des processus liés à la production et au stockage de l’hydrogène. Dans un premier temps, une série d’oxydes métalliques mixtes (Cu/CeO2, CuFe/CeO2, CuCo/CeO2, CuFe2O4, NiFe2O4) nanostructurés et poreux ont été synthétisés grâce à une méthode améliorée de nanocasting. Les matériaux Cu/CeO2 obtenus, dont la composition et la structure poreuse peuvent être contrôlées, ont ensuite été testés pour l’oxydation préférentielle du CO dans un flux d’hydrogène dans le but d’obtenir un combustible hydrogène de haute pureté. Les catalyseurs synthétisés présentent une activité et une sélectivité élevées lors de l’oxydation sélective du CO en CO2. Concernant la question du stockage d’hydrogène, une voie de synthèse a été trouvée pour le composét mixte CuO-NiO, démontrant une excellente performance catalytique comparable aux catalyseurs à base de métaux nobles pour la production d’hydrogène à partir de l’ammoniaborane (aussi appelé borazane). L’activité catalytique du catalyseur étudié dans cette réaction est fortement influencée par la nature des précurseurs métalliques, la composition et la température de traitement thermique utilisées pour la préparation du catalyseur. Enfin, des catalyseurs de Cu-Ni supportés sur silice colloïdale ou sur des particules de carbone, ayant une composition et une taille variable, ont été synthétisés par un simple procédé d’imprégnation. Les catalyseurs supportés sur carbone sont stables et très actifs à la fois dans l’hydrolyse du borazane et la décomposition de l’hydrazine aqueuse pour la production d’hydrogène. Il a été démontré qu’un catalyseur optimal peut être obtenu par le contrôle de l’effet bi-métallique, l’interaction métal-support, et la taille des particules de métal.

Une formation coopérative pour coopérants à l'étranger

La formule coopérative constitue un instrument de développement privilégié par certains gouvernements et organismes de coopération internationale. De 1976 à 1985, le Conseil de la coopération du Québec (C.C.Q.), par le biais de son service international, est intervenu dans de nombreux projets coopératifs dans des pays en développement. En 1985, le C.C.Q. abandonnait ces activités qui furent transférées à un nouvel organisme: la Société de coopération pour le développement international (SOCODEVI). La Société de développement international Desjardins (S.D.I.D.), œuvre également à l'étranger depuis 1970, particulièrement dans le secteur de l'épargne et du crédit. En outre, quelques autres organismes collaborent à des projets coopératifs bien qu'ils ne privilégient pas ce secteur d'intervention. Ces divers organismes font régulièrement appel à des consultants experts et à des coopérants pour intervenir auprès des coopératives dans des pays en développement. Les premiers remplissent des mandats ponctuels alors que les seconds travailleront sur place pour une période minimale de deux ans dans la plupart des cas. Ces coopérants doivent faire preuve avant tout de compétence professionnelle, mais également de connaissances sur la coopération internationale et du coopératisme et posséder certaines qualités personnelles. Avant leur départ pour l'étranger, ils prennent part à un programme de formation devant les préparer à affronter les réalités du milieu où ils seront appelés à oeuvrer. Ce programme couvre différents aspects: la problématique du développement, la coopération internationale, le pays d'intervention, le coopératisme, etc... Notre intérêt pour l'éducation coopérative comme objet de cet essai résulte d'une demande de SOCODEVI à l'effet de concevoir un document de formation devant être utilisé dans le cadre d'un programme de formation s'adressant à des personnes en provenance de ses sociétés membres. Notre tâche ayant été limitée, en définitive, à la conception d'un document de référence, il nous apparaissait intéressant, à partir de là, de concevoir entièrement une session de formation sur le coopératisme; d'autant plus que ce type d'activité ne semble pas exister chez ces organismes de coopération internationale. Nous présentons donc une session de formation au coopératisme s'adressant à de futurs coopérants qui en ont une connaissance très limitée. Avant de toucher le noeud de ce travail, il nous sera cependant utile, dans un premier temps, de situer les principaux organismes de coopération internationale qui pourraient avoir besoin de ce type de formation. Dans une deuxième partie, nous aborderons les aspects théoriques sur lesquels nous nous baserons pour ensuite construire un modèle d'éducation coopérative constituant un plan général guidant la conception et le déroulement d'activités de formation. C'est à partir de ce modèle que nous présenterons, dans un quatrième temps, une session complète d'éducation coopérative destinée à de futurs coopérants. Ensuite, nous évaluerons cette session par rapport aux aspects théoriques de base et aux principes soutenant notre modèle. Pour conclure, nous proposerons un outil qui, croyons-nous, pourrait permettre d'entretenir la réflexion des coopérants tout au long de leur intervention et d'enrichir la littérature coopérative sur les pratiques dans différents pays en développement. Il s'agit du "diagnostic coopératif".

Padronização e flexibilidade: proposta de um edifício tipo para uma escola técnica profissionalizante

Nowadays the acquisition of sustainable elements and concepts in construction has been increasingly discussed, improved and incorporated to buildings, since the sector directly interferes in the urban space and environment, representing environmental impact. In order to make a sustainable building (Green Building) it is vital to incorporate less damaging constructive practice, starting from the project until the operation of the enterprise, that means to consider an integrated process of conception, implementation, construction and operation. The more effective sustainable principles participation in architecture happens at the projecting step through minimal environment impact solutions. Among the issues varieties that goes with sustainability proposal of the buildings project, there were added to this work the elements that are directly attached to bioclimatic architecture, more specifically the climate variation, ventilation, lighting and sunlight, that directly affect the project conception. It is important to put in evidence that architecture role goes far beyond the simple activity of building spaces; it is the sequence of political, economic, social and cultural elements, having the users as the main apparatus to its materialization. Thereby this professional dissertation consists of an architecture draft for a professional and technological school in the Rio Grande do Norte State, this dissertation is based on the analysis of previous experience and the bioclimatic principles that implicate in building on hot and dry, hot and humid climates, and the use of strategic solutions that aim the optimization of natural light and ventilation

As vicissitudes do espaço urbano moderno ou o menino e a água do banho

Tese de Doutoramento em Arquitetura, com a especialização em Teoria e Prática do Projecto, apresentada na Faculdade de Arquitetura da Universidade de Lisboa, para obtenção do grau de Doutor.

Padronização e flexibilidade: proposta de um edifício tipo para uma escola técnica profissionalizante

Nowadays the acquisition of sustainable elements and concepts in construction has been increasingly discussed, improved and incorporated to buildings, since the sector directly interferes in the urban space and environment, representing environmental impact. In order to make a sustainable building (Green Building) it is vital to incorporate less damaging constructive practice, starting from the project until the operation of the enterprise, that means to consider an integrated process of conception, implementation, construction and operation. The more effective sustainable principles participation in architecture happens at the projecting step through minimal environment impact solutions. Among the issues varieties that goes with sustainability proposal of the buildings project, there were added to this work the elements that are directly attached to bioclimatic architecture, more specifically the climate variation, ventilation, lighting and sunlight, that directly affect the project conception. It is important to put in evidence that architecture role goes far beyond the simple activity of building spaces; it is the sequence of political, economic, social and cultural elements, having the users as the main apparatus to its materialization. Thereby this professional dissertation consists of an architecture draft for a professional and technological school in the Rio Grande do Norte State, this dissertation is based on the analysis of previous experience and the bioclimatic principles that implicate in building on hot and dry, hot and humid climates, and the use of strategic solutions that aim the optimization of natural light and ventilation

Approche basée sur des patrons pour concevoir des logiciels d’enseignement adaptés aux technologies du Web

Les applications Web en général ont connu d’importantes évolutions technologiques au cours des deux dernières décennies et avec elles les habitudes et les attentes de la génération de femmes et d’hommes dite numérique. Paradoxalement à ces bouleversements technologiques et comportementaux, les logiciels d’enseignement et d’apprentissage (LEA) n’ont pas tout à fait suivi la même courbe d’évolution technologique. En effet, leur modèle de conception est demeuré si statique que leur utilité pédagogique est remise en cause par les experts en pédagogie selon lesquels les LEA actuels ne tiennent pas suffisamment compte des aspects théoriques pédagogiques. Mais comment améliorer la prise en compte de ces aspects dans le processus de conception des LEA? Plusieurs approches permettent de concevoir des LEA robustes. Cependant, un intérêt particulier existe pour l’utilisation du concept patron dans ce processus de conception tant par les experts en pédagogie que par les experts en génie logiciel. En effet, ce concept permet de capitaliser l’expérience des experts et permet aussi de simplifier de belle manière le processus de conception et de ce fait son coût. Une comparaison des travaux utilisant des patrons pour concevoir des LEA a montré qu’il n’existe pas de cadre de synergie entre les différents acteurs de l’équipe de conception, les experts en pédagogie d’un côté et les experts en génie logiciel de l’autre. De plus, les cycles de vie proposés dans ces travaux ne sont pas complets, ni rigoureusement décrits afin de permettre de développer des LEA efficients. Enfin, les travaux comparés ne montrent pas comment faire coexister les exigences pédagogiques avec les exigences logicielles. Le concept patron peut-il aider à construire des LEA robustes satisfaisant aux exigences pédagogiques ? Comme solution, cette thèse propose une approche de conception basée sur des patrons pour concevoir des LEA adaptés aux technologies du Web. Plus spécifiquement, l’approche méthodique proposée montre quelles doivent être les étapes séquentielles à prévoir pour concevoir un LEA répondant aux exigences pédagogiques. De plus, un répertoire est présenté et contient 110 patrons recensés et organisés en paquetages. Ces patrons peuvent être facilement retrouvés à l’aide du guide de recherche décrit pour être utilisés dans le processus de conception. L’approche de conception a été validée avec deux exemples d’application, permettant de conclure d’une part que l’approche de conception des LEA est réaliste et d’autre part que les patrons sont bien valides et fonctionnels. L’approche de conception de LEA proposée est originale et se démarque de celles que l’on trouve dans la littérature car elle est entièrement basée sur le concept patron. L’approche permet également de prendre en compte les exigences pédagogiques. Elle est générique car indépendante de toute plateforme logicielle ou matérielle. Toutefois, le processus de traduction des exigences pédagogiques n’est pas encore très intuitif, ni très linéaire. D’autres travaux doivent être réalisés pour compléter les résultats obtenus afin de pouvoir traduire en artéfacts exploitables par les ingénieurs logiciels les exigences pédagogiques les plus complexes et les plus abstraites. Pour la suite de cette thèse, une instanciation des patrons proposés serait intéressante ainsi que la définition d’un métamodèle basé sur des patrons qui pourrait permettre la spécification d’un langage de modélisation typique des LEA. L’ajout de patrons permettant d’ajouter une couche sémantique au niveau des LEA pourrait être envisagée. Cette couche sémantique permettra non seulement d’adapter les scénarios pédagogiques, mais aussi d’automatiser le processus d’adaptation au besoin d’un apprenant en particulier. Il peut être aussi envisagé la transformation des patrons proposés en ontologies pouvant permettre de faciliter l’évaluation des connaissances de l’apprenant, de lui communiquer des informations structurées et utiles pour son apprentissage et correspondant à son besoin d’apprentissage.

Propriétés optiques et analytiques des nanotrous : vers la conception de biocapteurs en résonance des plasmons de surface localisés

Les biocapteurs sont utilisés quotidiennement pour déterminer la présence de molécules biologiques dans une matrice complexe, comme l’urine pour les tests de grossesses ou le sang pour les glucomètres. Les techniques courantes pour la détection des autres maladies nécessitent fréquemment le marquage de l’analyte avec une autre molécule, ce qui est à éviter pour fin de simplicité d’analyse. Ces travaux ont pour but la maximisation de la sensibilité d’une surface d’or ou d’argent nanotrouée, afin de permettre la détection de la liaison de molécules biologiques par résonance des plasmons de surface localisés (LSPR), en utilisant la spectroscopie de transmission. Un biocapteur portable, rapide et sans marquage pour quantifier des analytes d’intérêt médical ou environnemental pourrait être construit à partir de ces travaux. Dans l’objectif d’étudier de nombreuses configurations pour maximiser la sensibilité, le temps et le coût des méthodes de fabrication de nanostructures habituelles auraient limité le nombre de surfaces nanotrouées pouvant être étudiées. Un autre objectif du projet consiste donc au développement d’une technique de fabrication rapide de réseaux de nanotrous, et à moindres coûts, basée sur la lithographie de nanosphères (NSL) et sur la gravure au plasma à l’oxygène (RIE). La sensibilité à la variation d’indice de réfraction associée aux liaisons de molécules sur la surface du métal noble et la longueur d’onde d’excitation du plasmon de surface sont influencées par les caractéristiques des réseaux de nanotrous. Dans les travaux rapportés ici, la nature du métal utilisé, le diamètre ainsi que la périodicité des trous sont variés pour étudier leur influence sur les bandes LSPR du spectre en transmission pour maximiser cette sensibilité, visant la fabrication d’un biocapteur. Les surfaces d’argent, ayant un diamètre de nanotrous inférieur à 200 nm pour une périodicité de 450 nm et les nanotrous d’une périodicité de 650 nm démontre un potentiel de sensibilité supérieur.

Rapport M/L de disques de galaxies issus de modèles CSPE et contrôle des contraintes mécaniques dans la conception de revêtements optiques

La thèse qui suit est organisée en deux volets: un premier volet portant sur les modèles de masse de galaxies et un second volet sur la conception de revêtements optiques et le contrôle de leurs propriétés mécaniques. Les modèles de masse présentés dans cette thèse ont été réalisés sur un sous-échantillon de dix galaxies de l'étude SINGS comprenant neuf galaxies normales et une galaxie naine. Ce travail visait à fixer le rapport masse-luminosité du disque à tout rayon en utilisant les résultats de modèles d'évolution galactique chimio-spectrophotométriques ajustés spécifiquement à chaque galaxie grâce à son profil de photométrie multi-bandes. Les résultats montrent que les disques stellaires tels que normalisés par les rapports masse-luminosité issus des modèles ont des masses cohérentes dans toutes les bandes étudiées de l'ultra-violet, du visible ainsi que du proche infrarouge (bandes FUV à IRAC2). Ces disques peuvent être considérés comme maximaux par rapport aux données cinématiques des galaxies étudiées. Ceci est dû au fait que le rapport M/L est plus élevé au centre que sur les bords. Les disques étant maximaux et physiquement justifiés, on ne peut dès lors ignorer les effets de composants tels que les bulbes ou les barres et les corrections nécessaires doivent être apportées aux profils de luminosité et de vitesses de rotation de la galaxie. Dans les travaux de la seconde partie, le logiciel en développement libre OpenFilters a été modifié afin de tenir compte des contraintes mécaniques dans la conception numérique de revêtements optiques. Les contraintes mécaniques dans les couches minces ont un effet délétère sur leurs performances optiques. Un revêtement destiné à rendre réflectives les lames d'un étalon Fabry-Perot utilisé en astronomie a été conçu et fabriqué afin d'évaluer les performances réelles de la méthode. Ce cas a été choisi à cause de la diminution de la finesse d'un étalon Fabry-Perot apporté par la courbure des lames sous l'effet des contraintes. Les résultats montrent que les mesures concordent avec les modèles numériques et qu'il est donc possible à l'aide de ce logiciel d'optimiser les revêtements pour leur comportement mécanique autant que pour leurs propriétés optiques.

Évaluation environnementale de systèmes de construction de cloisons résidentielles : réflexions sur l'adaptabilité et la flexibilité

L’introduction du développement durable apporte de nouvelles préoccupations environnementales au niveau de la construction et de la rénovation résidentielles, une industrie qui représente un marché économique important au Canada. En plus d’engendrer plusieurs impacts sur l’environnement, la conception actuelle ne permet pas d’accommoder le changement initié par l’évolution des pratiques, les avancées technologiques, mais également par l’évolution des patrons de vie des occupants. Dans un premier temps, la revue de littérature dresse le portrait de l’industrie de la construction, rénovation et démolition (CRD) au Canada, ainsi que le profil de gestion des débris de CRD. Ensuite, une analyse documentaire traite de différents outils de conception développés pour améliorer la performance du secteur : 3RV-E, écoconception, écoconstruction et LEED®. De plus, la recension des écrits permet également de cerner les concepts d’adaptabilité et de flexibilité au niveau du bâtiment et dans les approches et mouvements émergents en architecture. Cette démarche nous amène à établir l’hypothèse que l’intégration des critères d’adaptabilité et de flexibilité au niveau du logement aurait pour effet d’améliorer l’adéquation entre les besoins évolutifs des occupants et les nouvelles considérations environnementales. Au niveau méthodologique, l’analyse du cycle de vie simplifiée par l’Eco-indicator99 encadre l’analyse environnementale de l’ossature de trois types de construction de cloison. De cette évaluation, on conclut que c’est la construction traditionnelle à ossature de bois qui produit le moins d’impacts. Dans l’ordre suivant la proposition de construction de cloison à ossature d’aluminium, plus adaptable et flexible, et finalement la construction à ossature d’acier qui est le système le plus dommageable. Par contre, en intégrant le facteur temporel, cette analyse démontre que l’intégration de l’adaptabilité et de la flexibilité procure plusieurs cycles de vie et de rénovation au produit et à ses composantes. Finalement, ces concepts offrent également le potentiel de diminuer les impacts générés par la construction et la rénovation, un constat qui mériterait d’être abordé dans une approche plus systémique.

Prisons et chez-soi dans la littérature migrante canadienne et allemande féminine : la construction de l'espace chez Agnant, Farhoud et Demirkan

Les littératures migrantes féminines canadienne et allemande contemporaine sont ancrées sur des questionnements de l’espace. Les auteures comme Abla Farhoud (Le bonheur a la queue glissante), Marie-Célie Agnant (La dot de Sara) et Renan Demirkan (Schwarzer Tee mit drei Stück Zucker) arrivent à transmettre les problèmes et questionnements liés à la condition migrante féminine de nos jours, à travers leur utilisation particulière de l’espace dans leurs romans. La métaphore de la prison aide à saisir la complexité de la situation de la femme et de son rapport avec l’espace. Il faut prendre en considération des facteurs comme le déracinement de la femme de la terre natale, sa domination par l’homme et son impuissance face aux événements liés à la migration, ainsi que son emprisonnement par autrui quand la femme est marquée par les préjugés et le racisme de la société d’accueil. La prison de la femme se manifeste également à un autre niveau, soit celui des théories spatiales : les théories spatiales masculines courantes (notamment celles de Bachelard, Merleau-Ponty, Lefebvre, De Certeau et Augé) négligent la situation particulière de la femme. Bien qu’elles aident à exposer ce que les espaces dans les romans nous communiquent et comment il faut lire les espaces, elles sont insuffisantes pour révéler le rapport femme migrante – espace dans toute sa complexité. De plus, la réalité spatiale de la femme telle qu’exposée par les théories féministes (notamment celles de Shands, Rose, Chapman et Massey) saisit seulement en partie le rapport spatial complexe de la femme migrante. La faiblesse des théories mentionnées ci-haut vient du fait qu’elles sont parfois trop simples. Elles ne tiennent pas compte de l’histoire de la femme migrante : due à son histoire particulière, sa conception des termes territoire, chez-soi et identité est tout à fait différente de celle des individus qui n’ont pas fait l’expérience d’un déracinement. En exposant les problèmes particuliers de ces femmes, cette thèse aide à sortir les femmes du silence qui les opprime. Par cette thèse, nous répondons donc à un besoin qui existe dans le champ d’étude : nous plaçons la femme migrante au centre de la réflexion théorique en insistant sur la complémentarité des théories masculines et féminines/féministes et sur la nécessité de combiner plusieurs points de vues théoriques. Par cette thèse, à l’aide de notre analyse des espaces dans les romans, nous précisons la situation nuancée de la femme migrante et apportons des perspectives éclairantes au sujet de son rapport complexe à l’espace.

La construction de l’identité dans une société de la diversité. Critique du multiculturalisme de Kymlicka et de Taylor

Les sociétés modernes sont de plus en plus souvent confrontées aux enjeux de la diversité. Le multiculturalisme tente d’y apporter une réponse à travers un modèle de société basé sur une politique de la reconnaissance. Selon moi, l’argumentation des multiculturalistes repose sur leur conception de l’identité. C’est pourquoi, pour apporter une critique nouvelle de ce courant de pensée, j’analyse les écrits de ses principaux défenseurs, Will Kymlicka et Charles Taylor, en concentrant mon analyse sur ce qu’ils entendent par identité. Je soutiens que leur conception ne laisse pas assez de place au potentiel d’évolution et ne considère pas suffisamment l’importance et le pouvoir de la volonté individuelle dans la construction de l’identité. En m’appuyant sur l’étude d’autres auteurs, je souligne la nécessité de considérer les frontières entre le semblable et l’autre de manière plus souple et de reconnaître que la violence peut s’exercer par la création de différences entre les personnes. J’ai choisi la figure radicale de « l’homme sans qualités » de Robert Musil pour montrer comment un individu peut devenir autonome à travers un acte de destruction créatrice. Enfin, je conclus que l’État devrait favoriser ce processus, et permettre au sujet, qui est selon moi dénué d’une nature authentique, de penser son existence comme une expérience du possible.

Les navires vikings : conception géométrique et architecture traditionnelle au Moyen Âge scandinave.

Selon l’image reçue des Vikings, ce peuple incarne l'esprit d’une immense solidarité primitive ayant su résister rudement au joug du christianisme et à la domination du Latin en Europe occidentale. Cette image n’est pas sans ses contradictions et, s’il est vrai que l’écriture était encore inconnue en Scandinavie durant les premiers siècles de l’expansion viking, on sait maintenant que le commerce et la colonisation, autant que les célèbres raids, motivèrent l’irruption des peuples scandinaves sur la scène médiévale. Quant aux navires de ces marchands, colonisateurs, pêcheurs et guerriers, ils apparaissent, un peu à l’image des Vikings eux-mêmes, sur le grand tableau de l’histoire nautique sous l’enseigne d’une originalité et d’une technicité sans parallèle. Comment les Vikings construisaient-ils leurs navires, en leur donnant une symétrie, un équilibre et une finesse si achevés? Les premiers ethnologues qui se sont intéressés à cette question ont privilégié les idées issues d'une tradition acquise par des générations de constructeurs, et d'astuces simples pour équilibrer tribord et bâbord. Puis, ils se sont rapidement tournés vers les techniques inhérentes à la construction à clin : utilisation de planches fendues et non sciées et de rivets abondants témoignant d’une sidérurgie acquise depuis peu. Le problème que présentent ces navires, est que leur construction artisanale demeure conforme à l’image reçue des Vikings, mais que leur conception architecturale, réalisée selon des connaissances théoriques très exactes, brise la notion d’une Scandinavie médiévale illettrée et coupée des grands centres du savoir. Ce travail s’intéresse précisément à la conception architecturale des navires scandinaves du VIIIe au XIe siècle pour montrer comment ils s’insèrent dans un haut savoir européen dès leur apparition. Il explore ensuite les liens qui unissent ce savoir théorique aux aspects véritablement originaux des navires vikings, en l’occurrence leur construction à clin et leur homogénéité sur une grande région à travers plus de cinq siècles. Au terme de cette recherche, l'analyse réalisée sur le maître-couple de trois épaves vikings, une épave antique et une épave scandinave pré-viking, a permis de mettre en évidence plusieurs indices de l'utilisation du système de conception géométrique apparaissant pour la première fois dans les traités d'architecture navale de la Renaissance, et ce, sur chacune de ces épaves. Les résultats obtenus démontrent qu'il est possible d'employer un système transversal de conception pour des navires vraisemblablement construits bordé premier et assemblés à clin.

Propriétés optiques dans l'infrarouge des nanotubes de carbone et du graphène

Les nanotubes de carbone et le graphène sont des nanostructures de carbone hybridé en sp2 dont les propriétés électriques et optiques soulèvent un intérêt considérable pour la conception d’une nouvelle génération de dispositifs électroniques et de matériaux actifs optiquement. Or, de nombreux défis demeurent avant leur mise en œuvre dans des procédés industriels à grande échelle. La chimie des matériaux, et spécialement la fonctionnalisation covalente, est une avenue privilégiée afin de résoudre les difficultés reliées à la mise en œuvre de ces nanostructures. La fonctionnalisation covalente a néanmoins pour effet de perturber la structure cristalline des nanostructures de carbone sp2 et, par conséquent, d’affecter non seulement lesdites propriétés électriques, mais aussi les propriétés optiques en émanant. Il est donc primordial de caractériser les effets des défauts et du désordre dans le but d’en comprendre les conséquences, mais aussi potentiellement d’en exploiter les retombées. Cette thèse traite des propriétés optiques dans l’infrarouge des nanotubes de carbone et du graphène, avec pour but de comprendre et d’expliquer les mécanismes fondamentaux à l’origine de la réponse optique dans l’infrarouge des nanostructures de carbone sp2. Soumise à des règles de sélection strictes, la spectroscopie infrarouge permet de mesurer la conductivité en courant alternatif à haute fréquence des matériaux, dans une gamme d’énergie correspondant aux vibrations moléculaires, aux modes de phonons et aux excitations électroniques de faible énergie. Notre méthode expérimentale consiste donc à explorer un espace de paramètres défini par les trois axes que sont i. la dimensionnalité du matériau, ii. le potentiel chimique et iii. le niveau de désordre, ce qui nous permet de dégager les diverses contributions aux propriétés optiques dans l’infrarouge des nanostructures de carbone sp2. Dans un premier temps, nous nous intéressons à la spectroscopie infrarouge des nanotubes de carbone monoparois sous l’effet tout d’abord du dopage et ensuite du niveau de désordre. Premièrement, nous amendons l’origine couramment acceptée du spectre vibrationnel des nanotubes de carbone monoparois. Par des expériences de dopage chimique contrôlé, nous démontrons en effet que les anomalies dans lespectre apparaissent grâce à des interactions électron-phonon. Le modèle de la résonance de Fano procure une explication phénoménologique aux observations. Ensuite, nous établissons l’existence d’états localisés induits par la fonctionnalisation covalente, ce qui se traduit optiquement par l’apparition d’une bande de résonance de polaritons plasmons de surface (nanoantenne) participant au pic de conductivité dans le térahertz. Le dosage du désordre dans des films de nanotubes de carbone permet d’observer l’évolution de la résonance des nanoantennes. Nous concluons donc à une segmentation effective des nanotubes par les greffons. Enfin, nous montrons que le désordre active des modes de phonons normalement interdits par les règles de sélection de la spectroscopie infrarouge. Les collisions élastiques sur les défauts donnent ainsi accès à des modes ayant des vecteurs d’onde non nuls. Dans une deuxième partie, nous focalisons sur les propriétés du graphène. Tout d’abord, nous démontrons une méthode d’électrogreffage qui permet de fonctionnaliser rapidement et à haute densité le graphène sans égard au substrat. Par la suite, nous utilisons l’électrogreffage pour faire la preuve que le désordre active aussi des anomalies dépendantes du potentiel chimique dans le spectre vibrationnel du graphène monocouche, des attributs absents du spectre d’un échantillon non fonctionnalisé. Afin d’expliquer le phénomène, nous présentons une théorie basée sur l’interaction de transitions optiques intrabandes, de modes de phonons et de collisions élastiques. Nous terminons par l’étude du spectre infrarouge du graphène comportant des îlots de bicouches, pour lequel nous proposons de revoir la nature du mécanisme de couplage à l’œuvre à la lumière de nos découvertes concernant le graphène monocouche.

Design de nouvelles fonctionnelles en théorie de la fonctionnelle de la densité et conception de polymères pour application à la photovoltaïque organique

La présente thèse porte sur les calculs utilisant la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) pour simuler des systèmes dans lesquels les effets à longue portée sont importants. Une emphase particulière est mise sur les calculs des énergies d’excitations, tout particulièrement dans le cadre des applications photovoltaïques. Cette thèse aborde ces calculs sous deux angles. Tout d’abord, des outils DFT déjà bien établis seront utilisés pour simuler des systèmes d’intérêt expérimental. Par la suite, la théorie sous-jacente à la DFT sera explorée, ses limites seront identifiées et de nouveaux développements théoriques remédiant à ceux-ci seront proposés. Ainsi, dans la première partie de cette thèse, des calculs numériques utilisant la DFT et la théorie de la fonctionnelle de la densité dépendante du temps (TDDFT) telles qu’implémentées dans le logiciel Gaussian [1] sont faits avec des fonctionnelles courantes sur des molécules et des polymères d’intérêt expérimental. En particulier, le projet présenté dans le chapitre 2 explore l’utilisation de chaînes latérales pour optimiser les propriétés électroniques de polymères déjà couramment utilisés en photovoltaïque organique. Les résultats obtenus montrent qu’un choix judicieux de chaînes latérales permet de contrôler les propriétés électroniques de ces polymères et d’augmenter l’efficacité des cellules photovoltaïques les utilisant. Par la suite, le projet présenté dans le chapitre 3 utilise la TDDFT pour explorer les propriétés optiques de deux polymères, le poly-3-hexyl-thiophène (P3HT) et le poly-3-hexyl- sélénophène (P3HS), ainsi que leur mélange, dans le but d’appuyer les observations expérimentales indiquant la formation d’exciplexe dans ces derniers. Les calculs numériques effectués dans la première partie de cette thèse permettent de tirer plusieurs conclusions intéressantes, mais mettent également en évidence certaines limites de la DFT et de la TDDFT pour le traitement des états excités, dues au traitement approximatif de l’interaction coulombienne à longue portée. Ainsi, la deuxième partie de cette thèse revient aux fondements théoriques de la DFT. Plus précisément, dans le chapitre 4, une série de fonctionnelles modélisant plus précisément l’interaction coulombienne à longue portée grâce à une approche non-locale est élaborée. Ces fonctionnelles sont basées sur la WDA (weighted density approximation), qui est modifiée afin d’imposer plusieurs conditions exactes qui devraient être satisfaites par le trou d’échange. Ces fonctionnelles sont ensuite implémentées dans le logiciel Gaussian [1] et leurs performances sont évaluées grâce à des tests effectués sur une série de molécules et d’atomes. Les résultats obtenus indiquent que plusieurs de ces fonctionnelles donnent de meilleurs résultats que la WDA. De plus, ils permettrent de discuter de l’importance relative de satisfaire chacune des conditions exactes.