Addressing overlapping land claim conflicts : an (alter)native approach

Le présent mémoire est consacré à l'étude des chevauchements entre revendications territoriales autochtones. On s'y interroge sur l’origine et l’évolution de ces chevauchements ainsi que sur les mécanismes qui pourraient être employés pour trouver des solutions acceptables pour toutes les parties. Notre étude retrace d'abord l'évolution du critère d’exclusivité élaboré par les politiques et décisions judiciaires canadiennes relativement à l’octroi du titre autochtone, concluant que ce critère d’exclusivité est devenu un enjeu déterminant dans l’élaboration d’une solution relative aux chevauchements entre revendications territoriales. En observant la manière dont les différents paliers de gouvernement ont échoué dans leurs tentatives de solutionner les enjeux de chevauchement, nous constatons que les traditions juridiques autochtones doivent être intégrées à la résolution des conflits et à l’interprétation du critère d’exclusivité. Ceci exige de percevoir l’institution juridique de la résolution de conflits selon une certaine vision du droit. Nous utilisons ici celle de Lon Fuller, qui présente une approche permettant de réconcilier plusieurs traditions juridiques. Notre étude nous conduit à proposer le système du Indigenous Legal Lodge comme mécanisme de résolution de conflit permettant aux autochtones de faire appel à leurs traditions juridiques dans la résolution des chevauchements, permettant ainsi de réconcilier ces traditions diverses.

Ordonnancement des opérations dans une unité d’extrusion

Les travaux de ce mémoire traitent du problème d’ordonnancement et d’optimisation de la production dans un environnement de plusieurs machines en présence de contraintes sur les ressources matérielles dans une usine d’extrusion plastique. La minimisation de la somme pondérée des retards est le critère économique autour duquel s’articule cette étude car il représente un critère très important pour le respect des délais. Dans ce mémoire, nous proposons une approche exacte via une formulation mathématique capable des donner des solutions optimales et une approche heuristique qui repose sur deux méthodes de construction de solution sérielle et parallèle et un ensemble de méthodes de recherche dans le voisinage (recuit-simulé, recherche avec tabous, GRASP et algorithme génétique) avec cinq variantes de voisinages. Pour être en totale conformité avec la réalité de l’industrie du plastique, nous avons pris en considération certaines caractéristiques très fréquentes telles que les temps de changement d’outils sur les machines lorsqu’un ordre de fabrication succède à un autre sur une machine donnée. La disponibilité des extrudeuses et des matrices d’extrusion représente le goulot d’étranglement dans ce problème d’ordonnancement. Des séries d’expérimentations basées sur des problèmes tests ont été effectuées pour évaluer la qualité de la solution obtenue avec les différents algorithmes proposés. L’analyse des résultats a démontré que les méthodes de construction de solution ne sont pas suffisantes pour assurer de bons résultats et que les méthodes de recherche dans le voisinage donnent des solutions de très bonne qualité. Le choix du voisinage est important pour raffiner la qualité de la solution obtenue. Mots-clés : ordonnancement, optimisation, extrusion, formulation mathématique, heuristique, recuit-simulé, recherche avec tabous, GRASP, algorithme génétique

Apports de la texture multibande dans la classification orientée-objets d'images multisources (optique et radar).

Résumé : La texture dispose d’un bon potentiel discriminant qui complète celui des paramètres radiométriques dans le processus de classification d’image. L’indice Compact Texture Unit (CTU) multibande, récemment mis au point par Safia et He (2014), permet d’extraire la texture sur plusieurs bandes à la fois, donc de tirer parti d’un surcroît d’informations ignorées jusqu’ici dans les analyses texturales traditionnelles : l’interdépendance entre les bandes. Toutefois, ce nouvel outil n’a pas encore été testé sur des images multisources, usage qui peut se révéler d’un grand intérêt quand on considère par exemple toute la richesse texturale que le radar peut apporter en supplément à l’optique, par combinaison de données. Cette étude permet donc de compléter la validation initiée par Safia (2014) en appliquant le CTU sur un couple d’images optique-radar. L’analyse texturale de ce jeu de données a permis de générer une image en « texture couleur ». Ces bandes texturales créées sont à nouveau combinées avec les bandes initiales de l’optique, avant d’être intégrées dans un processus de classification de l’occupation du sol sous eCognition. Le même procédé de classification (mais sans CTU) est appliqué respectivement sur : la donnée Optique, puis le Radar, et enfin la combinaison Optique-Radar. Par ailleurs le CTU généré sur l’Optique uniquement (monosource) est comparé à celui dérivant du couple Optique-Radar (multisources). L’analyse du pouvoir séparateur de ces différentes bandes à partir d’histogrammes, ainsi que l’outil matrice de confusion, permet de confronter la performance de ces différents cas de figure et paramètres utilisés. Ces éléments de comparaison présentent le CTU, et notamment le CTU multisources, comme le critère le plus discriminant ; sa présence rajoute de la variabilité dans l’image permettant ainsi une segmentation plus nette, une classification à la fois plus détaillée et plus performante. En effet, la précision passe de 0.5 avec l’image Optique à 0.74 pour l’image CTU, alors que la confusion diminue en passant de 0.30 (dans l’Optique) à 0.02 (dans le CTU).

Évaluer la pensée critique en contexte de stages en soins infirmiers: proposition d’un outil d’évaluation

Cette recherche, de type développement, avait pour but de concevoir et valider un outil pour mesurer la mobilisation de la pensée critique en soins infirmiers lors des stages en milieu clinique. Pour ce faire, nous avons mené notre projet en collaboration avec les membres du Département des soins infirmiers au Cégep de Sainte-Foy. La question centrale de la recherche était la suivante : quel outil permettra d'évaluer la pensée critique pendant les stages cliniques en soins infirmiers? À partir d'une recension des écrits portant sur la pensée critique dans trois disciplines, la philosophie, l'éducation et les soins infirmiers, nous avons constaté qu'il n'existait pas de consensus à propos de la définition de la pensée critique et de ses composantes dans le domaine des soins infirmiers. De plus, les définitions proposées qui étaient plus spécifiques aux soins infirmiers étaient difficilement opérationnalisables dans un contexte d'évaluation de la pensée critique en stage. À partir de la recension des écrits et de l'apport des membres du Département des soins infirmiers du Cégep de Sainte-Foy, nous avons proposé une définition opérationnelle sur laquelle nous avons basé la suite de nos travaux. Afin de créer un outil d'évaluation de la pensée critique qui soit adapté à la fois au contexte dans lequel son utilisation était prévue (les stages en milieu clinique) et aux besoins des professeures et professeurs en soins infirmiers qui en seront les futurs utilisateurs, nous avons sollicité leur collaboration tout au long de nos travaux. Nous les avons d'abord sondés à l'aide d'un questionnaire qui portait sur leur conception de la pensée critique en soins infirmiers et son évaluation lors de stages en milieu clinique. Nous avons ensuite analysé les réponses obtenues et tiré des conclusions que nous avons ensuite validées auprès des professeures et professeurs à l'aide d'entrevues semi-dirigées. Les réponses obtenues lors des entrevues semi-dirigées nous ont ensuite permis d'approfondir et clarifier les résultats obtenus dans les questionnaires. Nous avons alors été en mesure de produire une première version de notre outil d'évaluation et un guide d'accompagnement de celui-ci. Nous les avons ensuite présentés aux professeures et professeurs du Département de soins infirmiers dans le but de nous assurer qu'ils correspondaient bien à leurs attentes et à leur conception de la pensée critique par la voie d'entrevues semi-dirigées encore une fois. À la lumière des informations recueillies lors de cette seconde vague d'entrevues, nous avons modifié notre outil et le guide d'accompagnement avant de le mettre à l'essai en milieu clinique. Pour la mise à l'essai, le chercheur a accompagné cinq professeures ou professeurs en stage afin d'observer et d'évaluer le niveau de développement et la mobilisation de la pensée critique des étudiantes et étudiants. Un total de dix étudiantes ou étudiants ont été évalués à l'aide de l'outil. À la fin de la mise à l'essai, des commentaires ont été recueillis auprès des professeures et professeurs participants concernant leur expérience d'utilisation de l'outil et du guide d’accompagnement. Au final, une grille d'évaluation comportant neuf critères d'évaluation de la pensée critique et quatre niveaux de développement a été élaborée. Les résultats obtenus indiquent un taux d'accord inter-juge de 83 % entre le chercheur et les professeures ou professeurs qui ont participé à la mise à l'essai de l'outil d'évaluation de la pensée critique lors des stages en milieu clinique. Les professeures et professeurs participants ont été en mesure de situer les étudiantes et étudiants dans chacun des niveaux de la grille pour chaque critère avec aisance. Elles et ils se sont montrés satisfaits de l'outil qui ne représentait pas un fardeau de travail supplémentaire pour eux. De plus, elles et ils ont apprécié la simplicité de l'outil et le fait qu'il était compatible avec leurs stratégies d'évaluation actuelles. À notre connaissance, il s'agit du premier outil d'évaluation de la pensée critique qui soit spécifique aux soins infirmiers et au contexte des stages en milieu clinique. Notre outil pourra permettre aux professeures et professeurs d'identifier plus efficacement et plus rapidement les forces et faiblesses des étudiantes et étudiants en lien avec la pensée critique en stage. De plus, il vient baliser et objectiver l'évaluation de la pensée critique dans le programme d'études. Les résultats obtenus nous permettent également de croire que notre outil pourrait être réutilisé dans le cadre d'autres recherches afin de mesurer l'impact de différents facteurs contextuels sur le développement et la mobilisation de la pensée critique. Nous pensons, par exemple, à la possibilité de mesurer l'efficacité de certaines stratégies pédagogiques sur la mobilisation de la pensée critique chez les étudiantes et étudiants du programme.

Retrofit de systèmes de revalorisation de chaleur industrielle à basse température par optimisation exergo-économique

Ce projet porte, dans un souci d’efficacité énergétique, sur la récupération d’énergie des rejets thermiques à basse température. Une analyse d’optimisation des technologies dans le but d’obtenir un système de revalorisation de chaleur rentable fait objet de cette recherche. Le but sera de soutirer la chaleur des rejets thermiques et de la réappliquer à un procédé industriel. Réduire la consommation énergétique d’une usine entre habituellement en conflit avec l’investissement requis pour les équipements de revalorisation de chaleur. Ce projet de maitrise porte sur l’application d’optimisations multiobjectives par algorithme génétique (GA) pour faciliter le design en retrofit des systèmes de revalorisation de chaleur industrielle. L’originalité de cette approche consiste à l’emploi du «fast non-dominant sorting genetic algorithm» ou NSGA-II dans le but de trouver les solutions optimales entre la valeur capitale et les pertes exergétiques des réseaux d’échangeurs de chaleur et de pompes à chaleur. Identifier les solutions optimales entre le coût et l’efficacité exergétique peut ensuite aider dans le processus de sélection d’un design approprié en considérant les coûts énergétiques. Afin de tester cette approche, une étude de cas est proposée pour la récupération de chaleur dans une usine de pâte et papier. Ceci inclut l’intégration d’échangeur de chaleur Shell&tube, d’échangeur à contact direct et de pompe à chaleur au réseau thermique existant. Pour l’étude de cas, le projet en collaboration avec Cascades est constitué de deux étapes, soit de ciblage et d’optimisation de solutions de retrofit du réseau d’échangeur de chaleur de l’usine de tissus Cascades à Kinsley Falls. L’étape de ciblage, basée sur la méthode d’analyse du pincement, permet d’identifier et de sélectionner les modifications de topologie du réseau d’échangeurs existant en y ajoutant de nouveaux équipements. Les scénarios résultants passent ensuite à l’étape d’optimisation où les modèles mathématiques pour chaque nouvel équipement sont optimisés afin de produire une courbe d’échange optimal entre le critère économique et exergétique. Pourquoi doubler l’analyse économique d’un critère d’exergie? D’abord, parce que les modèles économiques sont par définition de nature imprécise. Coupler les résultats des modèles économiques avec un critère exergétique permet d’identifier des solutions de retrofit plus efficaces sans trop s’éloigner d’un optimum économique. Ensuite, le rendement exergétique permet d’identifier les designs utilisant l’énergie de haute qualité, telle que l’électricité ou la vapeur, de façon plus efficace lorsque des sources d’énergie de basse qualité, telles que les effluents thermiques, sont disponibles. Ainsi en choisissant un design qui détruit moins d’exergie, il demandera un coût énergétique moindre. Les résultats de l’étude de cas publiés dans l’article montrent une possibilité de réduction des coûts en demande de vapeur de 89% tout en réduisant la destruction d’exergie de 82%. Dans certains cas de retrofit, la solution la plus justifiable économiquement est également très proche de la solution à destruction d’exergie minimale. L’analyse du réseau d’échangeurs et l’amélioration de son rendement exergétique permettront de justifier l’intégration de ces systèmes dans l’usine. Les diverses options pourront ensuite être considérées par Cascades pour leurs faisabilités technologiques et économiques sachant qu’elles ont été optimisées.

Optimisation thermodynamique d’un procédé solaire utilisant un système de réfrigération à éjecto-compression pour la production du froid

L’objectif essentiel de cette thèse est de développer un système industriel de réfrigération ou de climatisation qui permet la conversion du potentiel de l’énergie solaire en production du froid. Ce système de réfrigération est basé sur la technologie de l’éjecto-compression qui propose la compression thermique comme alternative économique à la compression mécanique coûteuse. Le sous-système de réfrigération utilise un appareil statique fiable appelé éjecteur actionné seulement par la chaleur utile qui provient de l’énergie solaire. Il est combiné à une boucle solaire composée entre autres de capteurs solaires cylindro-paraboliques à concentration. Cette combinaison a pour objectif d’atteindre des efficacités énergétiques et exergétiques globales importantes. Le stockage thermique n’est pas considéré dans ce travail de thèse mais sera intégré au système dans des perspectives futures. En première étape, un nouveau modèle numérique et thermodynamique d’un éjecteur monophasique a été développé. Ce modèle de design applique les conditions d’entrée des fluides (pression, température et vitesse) et leur débit. Il suppose que le mélange se fait à pression constante et que l’écoulement est subsonique à l’entrée du diffuseur. Il utilise un fluide réel (R141b) et la pression de sortie est imposée. D’autre part, il intègre deux innovations importantes : il utilise l'efficacité polytropique constante (plutôt que des efficacités isentropiques constantes utilisées souvent dans la littérature) et n’impose pas une valeur fixe de l'efficacité du mélange, mais la détermine à partir des conditions d'écoulement calculées. L’efficacité polytropique constante est utilisée afin de quantifier les irréversibilités au cours des procédés d’accélérations et de décélération comme dans les turbomachines. La validation du modèle numérique de design a été effectuée à l’aide d’une étude expérimentale présente dans la littérature. La seconde étape a pour but de proposer un modèle numérique basé sur des données expérimentales de la littérature et compatible à TRNSYS et un autre modèle numérique EES destinés respectivement au capteur solaire cylindro-parabolique et au sous-système de réfrigération à éjecteur. En définitive et après avoir développé les modèles numériques et thermodynamiques, une autre étude a proposé un modèle pour le système de réfrigération solaire à éjecteur intégrant ceux de ses composantes. Plusieurs études paramétriques ont été entreprises afin d’évaluer les effets de certains paramètres (surchauffe du réfrigérant, débit calorifique du caloporteur et rayonnement solaire) sur sa performance. La méthodologie proposée est basée sur les lois de la thermodynamique classique et sur les relations de la thermodynamique aux dimensions finies. De nouvelles analyses exergétiques basées sur le concept de l’exergie de transit ont permis l'évaluation de deux indicateurs thermodynamiquement importants : l’exergie produite et l’exergie consommée dont le rapport exprime l’efficacité exergétique intrinsèque. Les résultats obtenus à partir des études appliquées à l’éjecteur et au système global montrent que le calcul traditionnel de l’efficacité exergétique selon Grassmann n’est désormais pas un critère pertinent pour l'évaluation de la performance thermodynamique des éjecteurs pour les systèmes de réfrigération.