Conception, développement et validation expérimentale d’une boussole haptique

Ce mémoire présente la conception, le contrôle et la validation expérimentale d’une boussole haptique servant à diriger les utilisateurs aux prises avec une déficience visuelle, et ce, dans tous les environnements. La revue de littérature décrit le besoin pour un guidage haptique et permet de mettre en perspective cette technologie dans le marché actuel. La boussole proposée utilise le principe de couples asymétriques. Son design est basé sur une architecture de moteur à entraînement direct et un contrôle en boucle ouverte étalonné au préalable. Cette conception permet d’atteindre une vaste plage de fréquences pour la rétroaction haptique. Les propriétés mécaniques de l’assemblage sont évaluées. Puis, l’étalonnage des couples permet d’assurer que le contrôle en boucle ouverte produit des couples avec une précision suffisante. Un premier test avec des utilisateurs a permis d’identifier que les paramètres de fréquence entre 5 et 15 Hz combinés avec des couples au-delà de 40 mNm permettent d’atteindre une efficacité intéressante pour la tâche. L’expérience suivante démontre qu’utiliser une rétroaction haptique proportionnelle à l’erreur d’orientation améliore significativement les performances. Le concept est ensuite éprouvé avec dix-neuf sujets qui doivent se diriger sur un parcours avec l’aide seule de cette boussole haptique. Les résultats montrent que tous les sujets ont réussi à rencontrer tous les objectifs de la route, tout en maintenant des déviations latérales relativement faibles (0:39 m en moyenne). Les performances obtenues et les impressions des utilisateurs sont prometteuses et plaident en faveur de ce dispositif. Pour terminer, un modèle simplifié du comportement d’un individu pour la tâche d’orientation est développé et démontre l’importance de la personnalisation de l’appareil. Ce modèle est ensuite utilisé pour mettre en valeur la stratégie d’horizon défilant pour le placement de la cible intermédiaire actuelle dans un parcours sur une longue distance.

Systématique évolutive et biogéographie de Angraecum (Orchidaceae, Angraecinae) à Madagascar

Le genre Angraecum est un groupe d’orchidées tropicales qui compte environ 221 espèces réparties en Afrique subsaharienne, dans l’ouest de l’Océan Indien, et au Sri Lanka. Plus de la moitié des espèces se trouvent à Madagascar, dont au moins 90% sont endémiques à l’île. L’étude systématique et taxonomique du genre Angraecum a toujours été problématique à cause de sa grande diversité morphologique. Pour faciliter la classification, des sections ont été établies dont la plus connue est celle de Garay (1973), qui regroupe les espèces sous 19 sections. Plusieurs analyses phylogénétiques avaient montré que le genre Angraecum et les sections de Garay ne sont pas monophylétiques. Cependant, aucune révision systématique n’a été apportée à cause du faible échantillonnage dans ces analyses. En incorporant un plus grand nombre d'espèces et en ajoutant d’autres caractères morphologiques dans l’analyse, nous avons apporté une plus grande résolution à la reconstruction phylogénétique du groupe. Cette résolution concerne surtout les nœuds plus profonds qui représentent les différents clades à l’intérieur d'Angraecum, qui correspondent à des sections naturelles. A partir de ces clades, nous avons redéfini 14 sections monophylétiques toute en reconnaissant cinq nouvelles. Grâce à cette nouvelle phylogénie d'Angraecum, nous avons pu étudier la diversification du genre et de la sous-tribu Angraecinae en utilisant des méthodes macroévolutives, notamment les roles joués par les traits floraux dans la spéciation, tout en l'interprétant grâce aux histoires géologique et paléoclimatique. Le modèle de diversification chez les Angraecinae semble avoir été celui communément rencontré dans les forêts tropicales humides, c’est-à-dire une diversification par accumulation graduelle d’espèces à travers le temps et non pas une radiation adaptative rapide, comme souvent observée chez des lignées animales malgaches. Plusieurs caractères morphologiques jouent un rôle important dans la diversification des espèces d'Angraecum. Le début de la diversification d'Angraecum à Madagascar coïncide avec le mouvement progressif de l’île vers le nord, l’établissement de la mousson dans la partie nord de l’île durant le Miocène, et l’expansion de la forêt tropicale malgache pendant cette période. Notre étude de l’histoire biogéographique des Angraecinae suggère une origine malgache de la sous-tribu et du genre Angraecum. On observe de la dispersion à longue distance à partir de Madagascar vers le reste du monde dans le genre Angraecum. La forêt tropicale humide du Nord Est de Madagascar est le point de départ de la diversification des espèces d'Angraecum. Le premier événement de dispersion a débuté à l’intérieur de l’île vers la fin du Miocène. Cet évènement est marqué par une migration du Nord Est vers le centre de Madagascar. Par ailleurs, la majorité des événements de dispersion à longue distance se sont produits durant le Pliocène-Pléistocène à partir soit du centre, soit du Nord Est de l'île. On assiste à des migrations indépendantes vers l’Afrique de l’est et les Comores d’une part, et vers les Mascareignes d’autre part. Un seul événement fondateur ayant conduit à l’apparition de la section Hadrangis est observé dans les Mascareignes. La saison cyclonique joue un rôle significatif dans la dispersion à longue distance des graines d’orchidées, comparée aux vents dominants qui soufflent dans la région ouest de l’Océan Indien, notamment l’alizé et la mousson. La similarité des niches écologiques a facilité l’expansion des espèces d'Angraecum dans les Comores et les Mascareignes.

Mechanisms underlying activation of neural stem cells in the adult central nervous system

À la fin du 19e siècle, Dr. Ramón y Cajal, un pionnier scientifique, a découvert les éléments cellulaires individuels, appelés neurones, composant le système nerveux. Il a également remarqué la complexité de ce système et a mentionné l’impossibilité de ces nouveaux neurones à être intégrés dans le système nerveux adulte. Une de ses citations reconnues : “Dans les centres adultes, les chemins nerveux sont fixes, terminés, immuables. Tout doit mourir, rien ne peut être régénérer” est représentative du dogme de l’époque (Ramón y Cajal 1928). D’importantes études effectuées dans les années 1960-1970 suggèrent un point de vue différent. Il a été démontré que les nouveaux neurones peuvent être générés à l’âge adulte, mais cette découverte a créé un scepticisme omniprésent au sein de la communauté scientifique. Il a fallu 30 ans pour que le concept de neurogenèse adulte soit largement accepté. Cette découverte, en plus de nombreuses avancées techniques, a ouvert la porte à de nouvelles cibles thérapeutiques potentielles pour les maladies neurodégénératives. Les cellules souches neurales (CSNs) adultes résident principalement dans deux niches du cerveau : la zone sous-ventriculaire des ventricules latéraux et le gyrus dentelé de l’hippocampe. En condition physiologique, le niveau de neurogenèse est relativement élevé dans la zone sous-ventriculaire contrairement à l’hippocampe où certaines étapes sont limitantes. En revanche, la moelle épinière est plutôt définie comme un environnement en quiescence. Une des principales questions qui a été soulevée suite à ces découvertes est : comment peut-on activer les CSNs adultes afin d’augmenter les niveaux de neurogenèse ? Dans l’hippocampe, la capacité de l’environnement enrichi (incluant la stimulation cognitive, l’exercice et les interactions sociales) à promouvoir la neurogenèse hippocampale a déjà été démontrée. La plasticité de cette région est importante, car elle peut jouer un rôle clé dans la récupération de déficits au niveau de la mémoire et l’apprentissage. Dans la moelle épinière, des études effectuées in vitro ont démontré que les cellules épendymaires situées autour du canal central ont des capacités d’auto-renouvellement et de multipotence (neurones, astrocytes, oligodendrocytes). Il est intéressant de noter qu’in vivo, suite à une lésion de la moelle épinière, les cellules épendymaires sont activées, peuvent s’auto-renouveller, mais peuvent seulement ii donner naissance à des cellules de type gliale (astrocytes et oligodendrocytes). Cette nouvelle fonction post-lésion démontre que la plasticité est encore possible dans un environnement en quiescence et peut être exploité afin de développer des stratégies de réparation endogènes dans la moelle épinière. Les CSNs adultes jouent un rôle important dans le maintien des fonctions physiologiques du cerveau sain et dans la réparation neuronale suite à une lésion. Cependant, il y a peu de données sur les mécanismes qui permettent l'activation des CSNs en quiescence permettant de maintenir ces fonctions. L'objectif général est d'élucider les mécanismes sous-jacents à l'activation des CSNs dans le système nerveux central adulte. Pour répondre à cet objectif, nous avons mis en place deux approches complémentaires chez les souris adultes : 1) L'activation des CSNs hippocampales par l'environnement enrichi (EE) et 2) l'activation des CSNs de la moelle épinière par la neuroinflammation suite à une lésion. De plus, 3) afin d’obtenir plus d’information sur les mécanismes moléculaires de ces modèles, nous utiliserons des approches transcriptomiques afin d’ouvrir de nouvelles perspectives. Le premier projet consiste à établir de nouveaux mécanismes cellulaires et moléculaires à travers lesquels l’environnement enrichi module la plasticité du cerveau adulte. Nous avons tout d’abord évalué la contribution de chacune des composantes de l’environnement enrichi à la neurogenèse hippocampale (Chapitre II). L’exercice volontaire promeut la neurogenèse, tandis que le contexte social augmente l’activation neuronale. Par la suite, nous avons déterminé l’effet de ces composantes sur les performances comportementales et sur le transcriptome à l’aide d’un labyrinthe radial à huit bras afin d’évaluer la mémoire spatiale et un test de reconnaissante d’objets nouveaux ainsi qu’un RNA-Seq, respectivement (Chapitre III). Les coureurs ont démontré une mémoire spatiale de rappel à court-terme plus forte, tandis que les souris exposées aux interactions sociales ont eu une plus grande flexibilité cognitive à abandonner leurs anciens souvenirs. Étonnamment, l’analyse du RNA-Seq a permis d’identifier des différences claires dans l’expression des transcripts entre les coureurs de courte et longue distance, en plus des souris sociales (dans l’environnement complexe). iii Le second projet consiste à découvrir comment les cellules épendymaires acquièrent les propriétés des CSNs in vitro ou la multipotence suite aux lésions in vivo (Chapitre IV). Une analyse du RNA-Seq a révélé que le transforming growth factor-β1 (TGF-β1) agit comme un régulateur, en amont des changements significatifs suite à une lésion de la moelle épinière. Nous avons alors confirmé la présence de cette cytokine suite à la lésion et caractérisé son rôle sur la prolifération, différentiation, et survie des cellules initiatrices de neurosphères de la moelle épinière. Nos résultats suggèrent que TGF-β1 régule l’acquisition et l’expression des propriétés de cellules souches sur les cellules épendymaires provenant de la moelle épinière.

Numerical simulation of fresh SCC flow in wall and beam elements using flow dynamics models

Abstract : Recently, there is a great interest to study the flow characteristics of suspensions in different environmental and industrial applications, such as snow avalanches, debris flows, hydrotransport systems, and material casting processes. Regarding rheological aspects, the majority of these suspensions, such as fresh concrete, behave mostly as non-Newtonian fluids. Concrete is the most widely used construction material in the world. Due to the limitations that exist in terms of workability and formwork filling abilities of normal concrete, a new class of concrete that is able to flow under its own weight, especially through narrow gaps in the congested areas of the formwork was developed. Accordingly, self-consolidating concrete (SCC) is a novel construction material that is gaining market acceptance in various applications. Higher fluidity characteristics of SCC enable it to be used in a number of special applications, such as densely reinforced sections. However, higher flowability of SCC makes it more sensitive to segregation of coarse particles during flow (i.e., dynamic segregation) and thereafter at rest (i.e., static segregation). Dynamic segregation can increase when SCC flows over a long distance or in the presence of obstacles. Therefore, there is always a need to establish a trade-off between the flowability, passing ability, and stability properties of SCC suspensions. This should be taken into consideration to design the casting process and the mixture proportioning of SCC. This is called “workability design” of SCC. An efficient and non-expensive workability design approach consists of the prediction and optimization of the workability of the concrete mixtures for the selected construction processes, such as transportation, pumping, casting, compaction, and finishing. Indeed, the mixture proportioning of SCC should ensure the construction quality demands, such as demanded levels of flowability, passing ability, filling ability, and stability (dynamic and static). This is necessary to develop some theoretical tools to assess under what conditions the construction quality demands are satisfied. Accordingly, this thesis is dedicated to carry out analytical and numerical simulations to predict flow performance of SCC under different casting processes, such as pumping and tremie applications, or casting using buckets. The L-Box and T-Box set-ups can evaluate flow performance properties of SCC (e.g., flowability, passing ability, filling ability, shear-induced and gravitational dynamic segregation) in casting process of wall and beam elements. The specific objective of the study consists of relating numerical results of flow simulation of SCC in L-Box and T-Box test set-ups, reported in this thesis, to the flow performance properties of SCC during casting. Accordingly, the SCC is modeled as a heterogeneous material. Furthermore, an analytical model is proposed to predict flow performance of SCC in L-Box set-up using the Dam Break Theory. On the other hand, results of the numerical simulation of SCC casting in a reinforced beam are verified by experimental free surface profiles. The results of numerical simulations of SCC casting (modeled as a single homogeneous fluid), are used to determine the critical zones corresponding to the higher risks of segregation and blocking. The effects of rheological parameters, density, particle contents, distribution of reinforcing bars, and particle-bar interactions on flow performance of SCC are evaluated using CFD simulations of SCC flow in L-Box and T-box test set-ups (modeled as a heterogeneous material). Two new approaches are proposed to classify the SCC mixtures based on filling ability and performability properties, as a contribution of flowability, passing ability, and dynamic stability of SCC.

Management of sharps in ambulance care : a state-wide survey of paramedic knowledge and reported practice

Paramedics are at high risk of exposure to infectious diseases because they frequently undertake procedures such as the use and disposal of sharps as components of everyday practice. While the literature demonstrates that the management of sharps is problematic across all health disciplines, there is a paucity of research examining sharps management practices in the Australian pre-hospital paramedic context. This study examines knowledge and practices of sharps control among paramedics in Queensland, Australia. A mail survey focusing on infection control knowledge and practices was sent to all clinical personnel of the Queensland Ambulance Service (QAS) (N = 2274). A total of 1258 surveys were returned, a response rate of 55.3%. Participants responded to 12 true/false statements on the management of sharps and three questions about recapping practices. Most respondents were knowledgeable about the correct management of sharps, with a mean of 11.28 (out of 12, SD = 1.32). When gauging reported practices, more than half (59.1%, n = 736) of participants reported recapping a needle, and 38.5% (n = 479) reported never having done so. These results reflect good knowledge of general management of sharps among respondents, but suggest deficits regarding reported practices. The results suggest that a comprehensive ambulance in-service education programme focusing particularly on sharps management is required. The study highlights the need for further research on sharps management practices in the field, identification of barriers to safe sharps practices in pre-hospital settings, and 'best practice' for translating good sharps management knowledge into practice.

Nonfatal heroin overdoses in Queensland, Australia : an analysis of ambulance data

In the past decade, the utilization of ambulance data to inform the prevalence of nonfatal heroin overdose has increased. These data can assist public health policymakers, law enforcement agencies, and health providers in planning and allocating resources. This study examined the 672 ambulance attendances at nonfatal heroin overdoses in Queensland, Australia, in 2000. Gender distribution showed a typical 70/30 male-to-female ratio. An equal number of persons with nonfatal heroin overdose were between 15 and 24 years of age and 25 and 34 years of age. Police were present in only 1 of 6 cases, and 28.1% of patients reported using drugs alone. Ambulance data are proving to be a valuable population-based resource for describing the incidence and characteristics of nonfatal heroin overdose episodes. Future studies could focus on the differences between nonfatal heroin overdose and fatal heroin overdose samples.

Duty of police and ambulance services : what happens when the plaintiff refuses treatment?

In a recent case the New South Wales Court of Appeal considered the duty of care owed by ambulance and police officers, issues concerning breach and causation and the practical effect of the exclusion of the plaintiff's evidence.

How does ambulance service utilisation impact demand for Emergency Departments in Queensland, Australia?

Background: There are indications that pre-hospital emergency care and management of patients can help reduce the demand for hospital emergency departments (EDs). Ambulance services play a significant role at this stage of care. In 2003, the Queensland Government introduced a Community Ambulance Cover (CAC) levy in return for a free ambulance service at the point of access to all Queenslanders. This may have led to the impression in consumers of an entitlement to free ambulance services under any circumstances regardless of the urgency of the matter which may have in turn contributed to the crowding of EDs in Queensland. Objectives: This paper aims to answer the following questions: - How many patients arrive at hospital EDs by ambulance in Queensland, compared to other modes of arrival? - How has this changed over time, particularly after the CAC introduction in 2003? What percentage of ambulance arrivals are urgent ED patients? - Has the perceived free ambulance services created extra demand for EDs in Queensland, compared with other Australian jurisdictions that charge patients for ambulance services? Methods: We will secondary analyse the data from sources such as Queensland Ambulance Services, Department of Health and Australian Bureau of Statistics to answer the research questions. Findings and Conclusions Queensland has the highest utilization rate of ambulance services (about 18% in 2007-08) and the highest annual growth rate in demand for these services (7.7% on average since 2000-01), well above the population growth. On the other hand, the proportion of ED patients arriving by ambulance in Queensland has increased by about 4% annually. However, when compared with other states and territories with charge at the point of access, it seems that the growth in demand for EDs cannot be explained solely or mainly by CAC or ambulance utilisation in Queensland.

Rostering ambulance services

This paper developed a model for rostering ambulance crew in order to maximise the coverage throughout a planning horizon and minimise the number of ambulance crew. Rostering Ambulance Services is a complex task, which considers a large number of conflicting rules related to various aspects such as limits on the number of consecutive work hours, the number of shifts worked by each ambulance staff and restrictions on the type of shifts assigned. The two-stage models are developed using nonlinear integer programming technique to determine the following sub-problems: the shift start times; the number of staff required to work for each shift; and a balanced schedule of ambulance staff. At the first stage, the first two sub-problems have been solved. At the second stage, the third sub-problem has been solved using the first stage outputs. Computational experiments with real data are conducted and the results of the models are presented.

Comparison of high-speed videokeratoscopy and ultrasound distance sensing for measuring the longitudinal corneal apex movements

Two different methods to measure binocular longitudinal corneal apex movements were synchronously applied. High-speed videokeratoscopy at a sampling frequency of 15 Hz and a customdesigned ultrasound distance sensor at 100 Hz were used for the left and the right eye, respectively. Four healthy subjects participated in the study. Simultaneously, cardiac electric cycle (ECG) was registered for each subject at 100 Hz. Each measurement took 20 s. Subjects were asked to suppress blinking during the measurements. A rigid headrest and a bite-bar were used to minimize undesirable head movements. Time, frequency and time-frequency representations of the acquired signals were obtained to establish their temporal and spectral contents. Coherence analysis was used to estimate the correlation between the measured signals. The results showed close correlation between both corneal apex movements and the cardiopulmonary system. Unraveling these relationships could lead to better understanding of interactions between ocular biomechanics and vision. The advantages and disadvantages of the two methods in the context of measuring longitudinal movements of the corneal apex are outlined.

Closing the cultural distance gap: managing value-based knowledge in MNC by using MEP

Today more than ever, generating and managing knowledge is an essential source of competitive advantage for every organization, and particularly for Multinational corporations (MNC). However, despite the undisputed agreement about the importance of creating and managing knowledge, there are still a large number of corporations that act unethically or illegally. Clearly, there is a lack of attention in gaining more knowledge about the management of ethical knowledge in organizations. This paper refers to value-based knowledge, as the process of recognise and manage those values that stand at the heart of decision-making and action in organizations. In order to support MNCs in implementing value-based knowledge process, the managerial ethical profile (MEP) has been presented as a valuable tool to facilitate knowledge management process at both the intra-organizational network level and at the inter-organizational network level.

ePortfolios and preservice teachers : governing at a distance through non-human actors

This chapter seeks to develop an analysis of the contemporary use of the ePortfolio (Electronic Portfolio) in education practices. Unlike other explorations of this new technology which are deterministic in their approach, the authors seek to reveal the techniques and practices of government which underpin the implementation of the e-portfolio. By interrogating a specific case study example from a large Australian university’s preservice teacher program, the authors find that the e-portfolio is represented as eLearning technology but serves to govern students via autonomization and self responsibilization. Using policy data and other key documents, they are able to reveal the e-portfolio as a delegated authority in the governance of preservice teachers. However, despite this ongoing trend, they suggest that like other practices of government, the e-portfolio will eventually fail. This however the authors conclude opens up space for critical thought and engagement which is not afforded presently.

Distance Education and the Integration of E-learning in a Graduate Program

Historically, distance education consisted of a combination of face-to-face blocks of time and surface mailed packages. However, advances in information technology literacy and the abundance of personal computers has placed e-learning in increased demand. The authors describe the planning, implementation, and evaluation of the blending of e-learning with face-to-face education in the postgraduate nursing forum. Experiences of this particular student group are also discussed.