Modélisation de la sécurité des tâches coopératives humain-robot

L’interaction physique humain-robot est un domaine d’étude qui s’est vu porter beaucoup d’intérêt ces dernières années. Une optique de coopération entre les deux entités entrevoit le potentiel d’associer les forces de l’humain (comme son intelligence et son adaptabilité) à celle du robot (comme sa puissance et sa précision). Toutefois, la mise en service des applications développées reste une opération délicate tant les problèmes liés à la sécurité demeurent importants. Les robots constituent généralement de lourdes machines capables de déplacements très rapides qui peuvent blesser gravement un individu situé à proximité. Ce projet de recherche aborde le problème de sécurité en amont avec le développement d’une stratégie dite "pré-collision". Celle-ci se caractérise par la conception d’un système de planification de mouvements visant à optimiser la sécurité de l’individu lors de tâches d’interaction humain-robot dans un contexte industriel. Pour ce faire, un algorithme basé sur l’échantillonnage a été employé et adapté aux contraintes de l’application visée. Dans un premier temps, l’intégration d’une méthode exacte de détection de collision certifie que le chemin trouvé ne présente, a priori, aucun contact indésirable. Ensuite, l’évaluation de paramètres pertinents introduit notre notion de sécurité et définit un ensemble d’objectifs à optimiser. Ces critères prennent en compte la proximité par rapport aux obstacles, l’état de conscience des êtres humains inclus dans l’espace de travail ainsi que le potentiel de réaction du robot en cas d'évènement imprévu. Un système inédit de combinaison d’objectifs guide la recherche et mène à l’obtention du chemin jugé comme étant le plus sûr, pour une connaissance donnée de l’environnement. Le processus de contrôle se base sur une acquisition minimale de données environnementales (dispositif de surveillance visuelle) dans le but de nécessiter une installation matérielle qui se veut la plus simple possible. Le fonctionnement du système a été validé sur le robot industriel Baxter.

Recouvrements à base de dextrane pour applications médicales

L’ingénierie des biomatériaux a connu un essor prodigieux ces dernières décennies passant de matériaux simples à des structures plus complexes, particulièrement dans le domaine cardiovasculaire. Cette évolution découle de la nécessité des biomatériaux de permettre la synergie de différentes propriétés, dépendantes de leurs fonctions, qui ne sont pas forcément toutes compatibles. Historiquement, les premiers matériaux utilisés dans la conception de dispositifs médicaux étaient ceux présentant le meilleur compromis entre les propriétés physico-chimiques, mécaniques et biologiques que nécessitait leur application. Cependant, il se peut qu’un tel dispositif possède les bonnes propriétés physico-chimiques ou mécaniques, mais que sa biocompatibilité soit insuffisante induisant ainsi des complications cliniques. Afin d’améliorer ces propriétés biologiques tout en conservant les propriétés de volume du matériau, une solution est d’en modifier la surface. L’utilisation d’un revêtement permet alors de moduler la réponse biologique à l’interface biomatériau-hôte et de diminuer les effets indésirables. Ces revêtements sont optimisés selon deux critères principaux : la réponse biologique et la réponse mécanique. Pour la réponse biologique, les deux approches principales sont de mettre au point des revêtements proactifs qui engendrent l’adhérence, la prolifération ou la migration cellulaire, ou passifs, qui, principalement, sont inertes et empêchent l’adhérence de composés biologiques. Dans certains cas, il est intéressant de pouvoir favoriser certaines cellules et d’en limiter d’autres, par exemple pour lutter contre la resténose, principalement due à la prolifération incontrôlée de cellules musculaires lisses qui conduit à une nouvelle obstruction de l’artère, suite à la pose d’un stent. La recherche sur les revêtements de stents vise, alors, à limiter la prolifération de ces cellules tout en facilitant la ré-endothélialisation, c’est-à-dire en permettant l’adhérence et la prolifération de cellules endothéliales. Dans d’autres cas, il est intéressant d’obtenir des surfaces limitant toute adhérence cellulaire, comme pour l’utilisation de cathéter. Selon leur fonction, les cathéters doivent empêcher l’adhérence cellulaire, en particulier celle des bactéries provoquant des infections, et être hémocompatibles, principalement dans le domaine vasculaire. Il a été démontré lors d’études précédentes qu’un copolymère à base de dextrane et de poly(méthacrylate de butyle) (PBMA) répondait aux problématiques liées à la resténose et qu’il possédait, de plus, une bonne élasticité, propriété mécanique importante due à la déformation que subit le stent lors de son déploiement. L’approche de ce projet était d’utiliser ce copolymère comme revêtement de stents et d’en améliorer l’adhérence à la surface en formant des liens covalents avec la surface. Pour ce faire, cela nécessitait l’activation de la partie dextrane du copolymère afin de pouvoir le greffer à la surface aminée. Il était important de vérifier pour chaque étape l’influence des modifications effectuées sur les propriétés biologiques et mécaniques des matériaux obtenus, mais aussi d’un point de vue de la chimie, l’influence que cette modification pouvait induire sur la réaction de copolymérisation. Dans un premier temps, seul le dextrane est considéré et est modifié par oxydation et carboxyméthylation puis greffé à des surfaces fluorocarbonées aminées. L’analyse physico-chimique des polymères de dextrane modifiés et de leur greffage permet de choisir une voie de modification préférentielle qui n’empêchera pas ultérieurement la copolymérisation. La carboxyméthylation permet ainsi d’obtenir un meilleur recouvrement de la surface tout en conservant la structure polysaccharidique du dextrane. Le greffage du dextrane carboxyméthylé (CMD) est ensuite optimisé selon différents degrés de modification, tenant compte aussi de l’influence que ces modifications peuvent induire sur les propriétés biologiques. Finalement, les CMD précédemment étudiés, avec des propriétés biologiques définies, sont copolymérisés avec des monomères de méthacrylate de butyle (BMA). Les copolymères ainsi obtenus ont été ensuite caractérisés par des analyses physico-chimiques, biologiques et mécaniques. Des essais préliminaires ont montrés que les films de copolymères étaient anti-adhérents vis-à-vis des cellules, ce qui a permis de trouver de nouvelles applications au projet. Les propriétés élastiques et anti-adhérentes présentées par les films de copolymères CMD-co-PBMA, les rendent particulièrement intéressants pour des applications comme revêtements de cathéters.

Commande d'un anti-bruit harmonique généré par un écoulement pulsé

Le contrôle de bruit est un domaine de recherche très fertile. Que ce soit pour du contrôle actif ou passif, de nombreuses recherches sont menées pour améliorer les méthodes existantes ou pour trouver de nouveaux procédés. Ainsi, dans le domaine du contrôle actif, de nouveaux moyens de production d’anti-bruit sont développés en vue de les substituer aux duos amplificateur/haut-parleur fragiles, gourmands en énergie et encombrants. Le sujet abordé ici est la conception et la réalisation d’un prototype capable de générer de forts niveaux de bruit à partir d’une source d’écoulement d’air à fort débit. Le prototype servira ensuite de source pour le contrôle actif du bruit d’un ventilateur. Pour atteindre ces performances, un design simple a été développé : l’obstruction périodique de l’écoulement d’air comprimé génère une source acoustique harmonique à la fréquence d’obstruction de l’écoulement. Le contrôle de la vitesse de l’obstruction gère la fréquence et la phase de l’anti-bruit émis. Le dispositif conçu dans ce projet permet de générer un bruit tonal réglé en phase et en fréquence sur une référence, pour une pression acoustique de 110 dB à 1 m.

Representações sobre a leitura e sua influência em práticas educativas: um estudo no 1.º ciclo de Bolonha

É amplamente reconhecida a relevância crescente da leitura no século XXI, enquanto requisito fundamental para um exercício de cidadania responsável e crítico. Por outro lado, tal como acontece com outros aspetos da vida social, a investigação reconhece a influência exercida pelas representações sociais sobre a nossa compreensão do caráter multifacetado das práticas de leitura. Tal peso assume particular relevo no que diz respeito aos estudantes do Ensino Superior, nomeadamente aos futuros profissionais da Educação, pela sua responsabilidade acrescida na formação de leitores autónomos e críticos, privilegiando a sua motivação para a leitura e o seu desempenho em compreensão na leitura. No entanto, em Portugal, poucos estudos focam as representações sobre a leitura destes estudantes e sua influência em práticas educativas futuras. Nesse sentido, realizámos um estudo cujos objetivos de investigação foram: i) Identificar e caracterizar as representações de estudantes a frequentar um primeiro ciclo de estudos de Bolonha sobre: a sua motivação para a leitura; o seu desempenho em compreensão na leitura; os fatores que os influenciariam; as competências em leitura do seu futuro público; estratégias didáticas orientadas para a motivação para a leitura e o desenvolvimento da compreensão na leitura no seu futuro público; ii) determinar a influência das representações sobre estes aspetos nas suas práticas futuras relacionadas com a motivação para a leitura e o desenvolvimento da compreensão na leitura; iii) conceber, implementar e avaliar um plano de formação em Didática do Português, visando a promoção da competência didática dos estudantes, orientada para a motivação do seu futuro público para a leitura e o desenvolvimento da compreensão na leitura. Neste estudo, participaram 53 estudantes, inscritos na unidade curricular de Iniciação à Leitura e à Escrita, integrada no 3.º ano do plano de estudos da Licenciatura em Educação Básica da Escola Superior de Educação de Viseu, no 1.º semestre do ano letivo de 2012/2013. Foram objeto de uma intervenção didática, integrada no módulo programático consagrado à leitura, que durou quatro semanas. Face aos objetivos traçados, optámos por uma abordagem de natureza qualitativa, tendo como referencial metodológico o estudo de caso único. Foram utilizados vários instrumentos de recolha de dados: para os relativos às representações, usámos um questionário, uma reflexão escrita individual e duas fichas de trabalho; para os relacionados com o desempenho, recorremos a um relatório escrito de um trabalho prático de planificação e fundamentação de atividades, com uma componente individual e outra realizada em grupo. Todos os dados recolhidos foram objeto de análise de conteúdo, complementada por uma análise estatística descritiva (frequências absolutas e relativas). O nosso estudo permitiu-nos concluir que as representações sobre a leitura destes estudantes podem ser encaradas como um constructo multifacetado e complexo, no qual assume centralidade o conhecimento, associado à valorização da leitura em contexto escolar, sendo relegada para segundo plano uma dimensão mais afetiva da leitura. Tais representações seriam influenciadas por múltiplos fatores. No que respeita à motivação para a leitura, tais fatores incluiriam o género, o estatuto sociocultural, as práticas de literacia familiar e académica, os hábitos de leitura, o gosto pela leitura e preferências de leitura. O desempenho em compreensão na leitura, de caráter multidimensional, seria influenciado pelas estratégias que os estudantes mobilizariam durante a leitura, pela sua atitude de persistência quando confrontados com dificuldades e pela facilidade com que leriam com fins informativos, académicos e recreativos. Concluímos igualmente que tais representações sobre a leitura se repercutiriam nas práticas educativas futuras dos estudantes relacionadas com a motivação para a leitura e com o desenvolvimento da compreensão na leitura. A intervenção didática realizada teria concorrido para os dotar de algumas competências didáticas relacionadas com o ensino explícito da compreensão na leitura e fazer evoluir as representações, contribuindo também para algumas alterações ao seu perfil de leitor, em termos de motivação e de desempenho. Inferimos que tal evolução se repercutiu no modo como encaravam as suas futuras práticas educativas, no que se referia à competência didática para a motivação para a leitura e desenvolvimento de competências em compreensão na leitura no seu futuro público. Da investigação realizada decorrem algumas sugestões pedagógicodidáticas com vista a contribuir para o aprofundamento das representações sobre a leitura dos estudantes futuros profissionais da Educação e sua influência em práticas educativas.

Effet d’une psychothérapie psychodynamique interpersonnelle sur les symptômes dépressifs d’une clientèle atteinte d’un trouble neurocognitif dû à la maladie d’Alzheimer

Le trouble neurocognitif dû à la maladie d’Alzheimer (TNMA) constitue un enjeu de santé publique incontournable en raison de son incidence et de ses conséquences désastreuses. En plus des atteintes cognitives et fonctionnelles qu'il engendre chez la personne qui en est atteinte, la TNMA implique la présence de symptômes psychologiques et comportementaux comme la dépression. Les quelques études qui ont tenté une intervention non pharmacologique ont essentiellement mesuré les changements comportementaux ou cognitifs, laissant peu de place au vécu émotionnel. De plus, les rares études qui ont inclus l’exploration des affects ont obtenu des résultats peu concluants, mais possiblement explicables par des lacunes méthodologiques. Le premier article de cette thèse comprend un survol de la littérature et la proposition d’un nouveau modèle de psychothérapie afin de traiter les symptômes dépressifs chez les personnes atteintes d’un TNMA. Inspiré de l’adaptation de Brierley et al. (2003) de la psychothérapie psychodynamique interpersonnelle pour les personnes atteintes d’un TNMA et de symptômes dépressifs, notre modèle tient compte des nouvelles connaissances sur la mémoire implicite, relativement préservée chez la personne atteinte d’un TNMA, et inclus un nombre de séances plus élevé (15 semaines) que dans la plupart des études documentées jusqu’à maintenant. Un devis expérimental à cas uniques (n = 4) combiné à un dispositif par lignes de base multiple a été adopté pour évaluer l’efficacité de ce modèle. L’évaluation des effets de l’intervention comprenait la Dementia Mood Assessment Scale (DMAS), la Cornell Scale for Depression in Dementia (CSDD) et le Dementia Quality Of Life (DQOL). Aussi, dans le but d’obtenir une mesure continue, les participantes ont évalué leur humeur et leur intérêt chaque semaine pendant l’étude. La DMAS et la CSDD ont aussi été complétées par un proche. Le deuxième article présente une étude exploratoire visant à mesurer le potentiel clinique du modèle proposé pour une participante. Le profil des trois autres participantes sont présentés dans la transition de cette thèse pour compléter le travail de recherche visant à mesurer les effets cliniques du modèle proposé. Bien que les résultats des différents suivis aient démontré une variabilité importante, il est possible de conclure qu’une amélioration significative à au moins une mesure clinique des symptômes de la dépression a été observée pour la majorité des participantes. Cette amélioration clinique a aussi été confirmée par les proches aidants. Enfin, malgré les limites de l’étude, celle-ci suggère que le modèle de psychothérapie psychodynamique interpersonnelle que nous proposons présente un certain potentiel d’efficacité thérapeutique avec une clientèle atteinte d’un TNMA et de symptômes dépressifs. La discussion générale de la thèse s’inspire des résultats de celle-ci afin de proposer de nouvelles adaptations, ainsi que des pistes de recherche futures devant permettre d’en mesurer l’efficacité.

Développement de procédés technologiques pour une intégration 3D monolithique de dispositifs nanoélectroniques sur CMOS

Résumé : Le transistor monoélectronique (SET) est un dispositif nanoélectronique très attractif à cause de son ultra-basse consommation d’énergie et sa forte densité d’intégration, mais il n’a pas les capacités suffisantes pour pouvoir remplacer complètement la technologie CMOS. Cependant, la combinaison de la technologie SET avec celle du CMOS est une voie intéressante puisqu’elle permet de profiter des forces de chacune, afin d’obtenir des circuits avec des fonctionnalités additionnelles et uniques. Cette thèse porte sur l’intégration 3D monolithique de nanodispositifs dans le back-end-of-line (BEOL) d’une puce CMOS. Cette approche permet d’obtenir des circuits hybrides et de donner une valeur ajoutée aux puces CMOS actuelles sans altérer le procédé de fabrication du niveau des transistors MOS. L’étude se base sur le procédé nanodamascène classique développé à l’UdeS qui a permis la fabrication de dispositifs nanoélectroniques sur un substrat de SiO2. Ce document présente les travaux réalisés sur l’optimisation du procédé de fabrication nanodamascène, afin de le rendre compatible avec le BEOL de circuits CMOS. Des procédés de gravure plasma adaptés à la fabrication de nanostructures métalliques et diélectriques sont ainsi développés. Le nouveau procédé nanodamascène inverse a permis de fabriquer des jonctions MIM et des SET métalliques sur une couche de SiO2. Les caractérisations électriques de MIM et de SET formés avec des jonctions TiN/Al2O3 ont permis de démontrer la présence de pièges dans les jonctions et la fonctionnalité d’un SET à basse température (1,5 K). Le transfert de ce procédé sur CMOS et le procédé d’interconnexions verticales sont aussi développés par la suite. Finalement, un circuit 3D composé d’un nanofil de titane connecté verticalement à un transistor MOS est réalisé et caractérisé avec succès. Les résultats obtenus lors de cette thèse permettent de valider la possibilité de co-intégrer verticalement des dispositifs nanoélectroniques avec une technologie CMOS, en utilisant un procédé de fabrication compatible.

Conception, fabrication et caractérisation d'un biocapteur SPR à base de guides d'ondes photoniques sur substrat de verre

Résumé : Malgré le nombre croissant de capteurs dans les domaines de la chimie et la biologie, il reste encore à étudier en profondeur la complexité des interactions entre les différentes molécules présentes lors d’une détection à l’interface solide-liquide. Dans ce cadre, il est de tout intérêt de croiser différentes méthodes de détection afin d’obtenir des informations complémentaires. Le principal objectif de cette étude est de dimensionner, fabriquer et caractériser un détecteur optique intégré sur verre basé sur la résonance plasmonique de surface, destiné à terme à être combiné avec d’autres techniques de détection, dont un microcalorimètre. La résonance plasmonique de surface est une technique reconnue pour sa sensibilité adaptée à la détection de surface, qui a l’avantage d’être sans marquage et permet de fournir un suivi en temps réel de la cinétique d’une réaction. L’avantage principal de ce capteur est qu’il a été dimensionné pour une large gamme d’indice de réfraction de l’analyte, allant de 1,33 à 1,48. Ces valeurs correspondent à la plupart des entités biologiques associées à leurs couches d’accroche dont les matrices de polymères, présentés dans ce travail. Étant donné que beaucoup d’études biologiques nécessitent la comparaison de la mesure à une référence ou à une autre mesure, le second objectif du projet est d’étudier le potentiel du système SPR intégré sur verre pour la détection multi-analyte. Les trois premiers chapitres se concentrent sur l’objectif principal du projet. Le dimensionnement du dispositif est ainsi présenté, basé sur deux modélisations différentes, associées à plusieurs outils de calcul analytique et numérique. La première modélisation, basée sur l’approximation des interactions faibles, permet d’obtenir la plupart des informations nécessaires au dimensionnement du dispositif. La seconde modélisation, sans approximation, permet de valider le premier modèle approché et de compléter et affiner le dimensionnement. Le procédé de fabrication de la puce optique sur verre est ensuite décrit, ainsi que les instruments et protocoles de caractérisation. Un dispositif est obtenu présentant des sensibilités volumiques entre 1000 nm/RIU et 6000 nm/RIU suivant l’indice de réfraction de l’analyte. L’intégration 3D du guide grâce à son enterrage sélectif dans le verre confère au dispositif une grande compacité, le rendant adapté à la cointégration avec un microcalorimètre en particulier. Le dernier chapitre de la thèse présente l’étude de plusieurs techniques de multiplexage spectral adaptées à un système SPR intégré, exploitant en particulier la technologie sur verre. L’objectif est de fournir au moins deux détections simultanées. Dans ce cadre, plusieurs solutions sont proposées et les dispositifs associés sont dimensionnés, fabriqués et testés.

Création d’un groupe de soutien au développement de l’identité professionnelle du nouveau personnel enseignant en techniques humaines.

Cette recherche porte sur le thème de l’accompagnement du développement de l’identité professionnelle pour le nouveau personnel enseignant en techniques humaines. Plus précisément, nous voulons mesurer l’impact d’un projet novateur, soit la création d’un groupe de soutien en période d’insertion professionnelle. La problématique s’articule principalement autour du fait que, dans les trois techniques humaines ciblées, les nouveaux professeurs et professeures sont embauchés d’abord et avant tout pour leurs compétences disciplinaires. À leur arrivée au collégial, leur emploi est précaire et leurs tâches morcelées. Malgré le fait qu’ils débutent dans un état d’urgence, cette transition professionnelle semble être laissée pour compte ainsi que le soutien psychologique. Ce contexte, qui favorise l’isolement, influence parfois la motivation à s’engager dans leur deuxième carrière. Au cégep de Sainte-Foy, il n’existe pas de mentorat départemental ni d’accompagnement spécifique. Seul le programme d’accueil et d’intégration offre une série d’activités obligatoires. Le cadre de référence présente deux classifications des besoins du nouveau personnel enseignant au collégial au regard des travaux de Raymond (2001) et Caplan, Clough, Ellis et Muncey (2009). La recension des écrits nous a également permis de distinguer l’insertion, l’identité et le développement professionnels. Les différents dispositifs d’insertion pédagogique des nouveaux enseignants ont également fait l’objet d’une recherche documentaire. Ces assises théoriques ont guidé le choix du développement de notre groupe de soutien sous l’angle d’une communauté d’apprentissage favorisant l’interaction entre pairs. Cet essai poursuit trois objectifs : 1) concevoir le processus d’accompagnement et la trousse éducative pour le groupe de soutien, 2) valider le processus d’accompagnement et la trousse éducative auprès d’un groupe de nouveaux professeurs et professeures provenant des trois techniques humaines et 3) analyser le point de vue de professeurs et professeures par rapport au processus d’accompagnement et à la trousse éducative proposés. Nos objectifs de recherche nécessitaient une méthodologie appropriée. Celleci repose sur une approche méthodologique qualitative, une posture épistémologique interprétative et une recherche de type recherche développement. Dix participantes ont pris part au processus d’accompagnement proposé soit : des entrevues individuelles semi-dirigées et des rencontres de groupe. Les données ont été recueillies grâce à des entrevues semi-dirigées, des rencontres de groupe de discussion, des autoévaluations des participantes ainsi qu’un questionnaire d’évaluation finale. La triangulation des méthodes de collecte de données a été utilisée afin d’assurer la rigueur de nos travaux. L’analyse de contenu s’est faite par l’entremise du logiciel Transana qui a aidé à la transcription des enregistrements, au codage et à la production de rapports synthèse. La dimension éthique a été au coeur de nos préoccupations et nous avons d’ailleurs pris plusieurs précautions à cet effet. Les données obtenues nous ont permis de répondre à notre question de recherche en démontrant que la création du groupe de soutien a eu des retombées positives sur le nouveau personnel enseignant en techniques humaines. Ce nouveau dispositif d’accompagnement a permis de raffiner la classification des besoins de notre cadre de référence. Les catégories émergentes ont révélé des spécificités propres à la deuxième carrière. La formule du groupe de soutien telle que mise à l’essai a, pour sa part, été fortement appréciée des participantes autant pour son fonctionnement que pour son contenu. L’ensemble de ce processus a bonifié la représentation de l’identité professionnelle de Gohier et al. (2001). Les données obtenues nous ont également permis de valider notre cadre d’intervention et de dégager des éléments favorisant la transférabilité des résultats obtenus. Nous pensons d’ailleurs que le groupe de soutien constitue une avenue pertinente et essentielle au sein de la communauté collégiale.

Développement et caractérisation de nouveaux nanocomposites polymères électriquement conductueurs pour plaques bipolaires de piles à combustible à membrane échangeuse de protons, PEMFC

Face à la diminution des ressources énergétiques et à l’augmentation de la pollution des énergies fossiles, de très nombreuses recherches sont actuellement menées pour produire de l’énergie propre et durable et pour réduire l’utilisation des sources d’énergies fossiles caractérisées par leur production intrinsèque des gaz à effet de serre. La pile à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFC) est une technologie qui prend de plus en plus d’ampleur pour produire l’énergie qui s’inscrit dans un contexte de développement durable. La PEMFC est un dispositif électrochimique qui fonctionne selon le principe inverse de l’électrolyse de l’eau. Elle convertit l’énergie de la réaction chimique entre l’hydrogène et l’oxygène (ou l’air) en puissance électrique, chaleur et eau; son seul rejet dans l’atmosphère est de la vapeur d’eau. Une pile de type PEMFC est constituée d’un empilement Électrode-Membrane-Électrode (EME) où la membrane consiste en un électrolyte polymère solide séparant les deux électrodes (l’anode et la cathode). Cet ensemble est intégré entre deux plaques bipolaires (BP) qui permettent de collecter le courant électrique et de distribuer les gaz grâce à des chemins de circulation gravés sur chacune de ses deux faces. La plupart des recherches focalisent sur la PEMFC afin d’améliorer ses performances électriques et sa durabilité et aussi de réduire son coût de production. Ces recherches portent sur le développement et la caractérisation des divers éléments de ce type de pile; y compris les éléments les plus coûteux et les plus massifs, tels que les plaques bipolaires. La conception de ces plaques doit tenir compte de plusieurs paramètres : elles doivent posséder une bonne perméabilité aux gaz et doivent combiner les propriétés de résistance mécanique, de stabilité chimique et thermique ainsi qu’une conductivité électrique élevée. Elles doivent aussi permettre d’évacuer adéquatement la chaleur générée dans le cœur de la cellule. Les plaques bipolaires métalliques sont pénalisées par leur faible résistance à la corrosion et celles en graphite sont fragiles et leur coût de fabrication est élevé (dû aux phases d’usinage des canaux de cheminement des gaz). C’est pourquoi de nombreuses recherches sont orientées vers le développement d’un nouveau concept de plaques bipolaires. La voie la plus prometteuse est de remplacer les matériaux métalliques et le graphite par des composites à matrice polymère. Les plaques bipolaires composites apparaissent attrayantes en raison de leur facilité de mise en œuvre et leur faible coût de production mais nécessitent une amélioration de leurs propriétés électriques et mécaniques, d’où l’objectif principal de cette thèse dans laquelle on propose: i) un matériau nanocomposite développé par extrusion bi-vis qui est à base de polymères chargés d’additifs solides conducteurs, incluant des nanotubes de carbone. ii) fabriquer un prototype de plaque bipolaire à partir de ces matériaux en utilisant le procédé de compression à chaud avec un refroidissement contrôlé. Dans ce projet, deux polymères thermoplastiques ont été utilisés, le polyfluorure de vinylidène (PVDF) et le polyéthylène téréphtalate (PET). Les charges électriquement conductrices sélectionnées sont: le noir de carbone, le graphite et les nanotubes de carbones. La combinaison de ces charges conductrices a été aussi étudiée visant à obtenir des formulations optimisées. La conductivité électrique à travers l’épaisseur des échantillons développés ainsi que leurs propriétés mécaniques ont été soigneusement caractérisées. Les résultats ont montré que non seulement la combinaison entre les charges conductrices influence les propriétés électriques et mécaniques des prototypes développés, mais aussi la distribution de ces charges (qui de son côté dépend de leur nature, leur taille et leurs propriétés de surface), avait aidé à améliorer les propriétés visées. Il a été observé que le traitement de surface des nanotubes de carbone avait aidé à l’amélioration de la conductivité électrique et la résistance mécanique des prototypes. Le taux de cristallinité généré durant le procédé de moulage par compression des prototypes de plaques bipolaires ainsi que la cinétique de cristallisation jouent un rôle important pour l’optimisation des propriétés électriques et mécaniques visées.

Production de matériel servant au développement du jugement professionnel des enseignantes et enseignants du primaire

Avec la mise en œuvre de la réforme qui requiert des compétences professionnelles de haut niveau chez les enseignantes et enseignants, ceux-ci doivent exercer davantage leur autonomie professionnelle. En plus de maitriser les savoirs à enseigner, ils doivent se prononcer sur le choix de matériel, le modèle d'encadrement de l'école, prévoir des situations d'apprentissage et d'évaluation qui répondent aux besoins et processus cognitifs de chacun des élèves pour le développement de compétences. Ils sont maintenant en relation professionnelle avec l'élève. Par conséquent, ils doivent faire preuve de jugement professionnel dans l'exercice de leur fonction. Nous nous sommes penchée sur les moyens à mettre en oeuvre pour développer le jugement professionnel chez les enseignantes et enseignants. C'est en ce sens que nous pensons qu'un programme de formation continue par rapport au développement du jugement professionnel peut aider les enseignantes et enseignants dans la prise de décision et dans la justification de celle-ci, que ce soit au primaire ou au secondaire

Clickers versus hand-raising in the physics college classroom : do clickers make a difference?

Abstract: Students who are actively involved in the learning process tend to develop deeper knowledge than those in traditional lecture classrooms (Beatty, 2007; Crouch & Mazur, 2001; Hake, 1998; Richardson, 2003). An instructional strategy that promotes active involvement is Peer Instruction. This strategy encourages student engagement by asking them to respond to conceptual multiple-choice questions intermittently throughout the lecture. These questions can be responded to by using an electronic hand-held device commonly known as a clicker that enables students’ responses to be displayed on a screen. When clickers are not available, a show of hands or other means can be used. The literature suggests that the impact on student learning is the same, whether the teacher uses clickers or simply asks students to raise their hand or use flashcards when responding to the questions (Lasry, 2007). This critical analysis argues that using clickers to respond to these in-class conceptual multiple-choice questions as opposed to using a show of hands leads to deeper conceptual understanding, better performance on tests, and greater overall enjoyment during class.||Résumé: Les étudiants qui sont activement impliqués dans le processus d'apprentissage ont tendance à développer des connaissances plus approfondies que lors de cours traditionnels (Beatty, 2007; Crouch & Mazur, 2001; Hake, 1998; Richardson, 2003). Une stratégie d'enseignement qui favorise la participation active est l’apprentissage par les pairs. Cette stratégie d’enseignement encourage l'engagement des élèves en leur demandant de répondre à des questions à choix multiples conceptuelles à plusieurs reprises durant le déroulement du cours. Ces questions peuvent être répondues à l'aide d'un appareil portatif électronique (un « clicker ») qui permet d’afficher de façon anonyme les réponses des élèves sur un écran. Si les clickers ne sont pas disponibles, les étudiants peuvent aussi répondre aux questions en levant la main. La littérature suggère que la méthode utilisée n’a pas d’impact sur l'apprentissage des élèves, que l'enseignant utilise des clickers, des flashcards ou qu’il demande simplement aux élèves de lever la main pour répondre aux questions (Lasry, 2007). Cette analyse critique fait valoir que l'utilisation de clickers pour répondre à ces questions à choix multiples conceptuelles en classe, plutôt que de faire lever la main aux étudiants, résulte en une compréhension conceptuelle plus approfondie, une meilleure performance aux examens et plus de plaisir pendant les cours.

Formation en milieu de travail: une expérience pilote en milieu professionnel

La qualité et la productivité sont les facteurs clés du succès d'une entreprise quel que soit le secteur dans lequel elle exerce ses activités. Ces facteurs reposent principalement sur la qualification de la main-d’œuvre qui peut être atteinte et maintenue grâce à des programmes de formation appropriés. La présente étude s'adresse à la problématique relative à l'identification des moyens pédagogiques les mieux adaptés dans un contexte de formation continue. Spécifiquement, nous comparons des méthodes et des stratégies d'enseignement utilisées dans le cadre de cours adressés à des professionnels de la comptabilité. Notre étude vise premièrement à mesurer l'effet de ces méthodes et stratégies sur l'apprentissage et deuxièmement à mesurer la satisfaction des candidats soumis à l'expérience. La méthode ainsi que les stratégies d'enseignement doivent découler d'un diagnostic afin de composer le modèle didactique approprié. Les éléments à considérer sont: l'apprenant, le sujet enseigné et le milieu. Nous avons basé le choix de la méthode et des stratégies d'enseignement sur les principes développés au sein de l'école du traitement de l'information qui elle-même, s'appuie sur les recherches en psychologie cognitive. Cette approche reconnaît la responsabilité de l'apprenant au cours du processus d'apprentissage. Nous avons également tenu compte des caractéristiques de l'apprenant adulte ainsi que des contraintes amenées par le sujet enseigné et le milieu. En général, les résultats obtenus, autant lors de l'évaluation des connaissances acquises que lors de l'évaluation de la satisfaction des participants, ne nous permettent pas de rejeter les hypothèses nulles voulant que l'apprentissage ou la satisfaction soient indépendantes des méthodes ou des stratégies d'enseignement utilisées. Toutefois, l'élaboration, une des stratégies retenues, nous a amené à constater une performance significativement supérieure dans le groupe expérimental.

L’éducation religieuse en Angleterre : analyse de documents didactiques

Au cours de la première moitié des années soixante-dix, on a vu naître dans quelques pays occidentaux un certain nombre d'initiatives en vue d'introduire dans le milieu scolaire une perspective non confessionnelle en éducation religieuse. Cette éducation religieuse non confessionnelle ou sécularisée véhicule dès lors des objectifs qui ne se définissent plus en fonction de la mission évangélisatrice des églises chrétiennes, mais en fonction des objectifs éducationnels de l'école. L'Angleterre est l'un des seuls pays où ces initiatives de sécularisation ont connu un succès relatif; tout au moins, il n'y a pas eu de sérieux ralentissements dans leur application à la fin des années soixante-dix et au début des années quatre-vingt, comme cela a pu être constaté ailleurs, par exemple, au Canada et aux États-Unis. D'où l'intérêt de se pencher plus particulièrement sur les caractéristiques de l'éducation religieuse en Angleterre. En Angleterre même, on a beaucoup discuté des caractéristiques originales, des objectifs, de la valeur éducative de cette nouvelle forme d'enseignement religieux et de sa spécificité face à l'enseignement religieux confessionnel. Au Québec, le Pr Fernand Ouellet a traité de ces questions de façon assez élaborée dans un récent ouvrage qui porte également sur l'éducation religieuse au Canada et aux États-Unis. Dans la partie de l'ouvrage consacrée à l'éducation religieuse en Angleterre, le Pr Ouellet aborde, outre le contexte institutionnel et légal dans lequel s'insère cette éducation religieuse, les différents éléments et problèmes discutés par nombre d'intervenants et spécialistes dans le domaine; les objectifs de l'éducation religieuse; le pourquoi de ce type d'éducation dans les écoles, c'est-à-dire les différents arguments pouvant justifier la présence de l'éducation religieuse à l'école; les attitudes des élèves face à l'étude des religions; la formation des professeurs et le matériel didactique. [...]

L'acquisition des premières habiletés numériques chez les enfants vivant avec une déficience intellectuelle moyenne élaboration d'un matériel d'intervention pédagogique

Cet essai a pour but d'élaborer un matériel didactique permettant l'apprentissage des premières habiletés numériques chez l'enfant vivant avec une déficience intellectuelle moyenne (DIM). La recension des écrits théoriques et expérimentaux effectuée par Brouillette (1994) sur l'acquisition des premières habiletés numériques chez des enfants vivant avec une déficience intellectuelle moyenne servira de base référentielle à la production de cet essai. En effet, nous nous servons du même cadre théorique basé sur le behaviorisme paradigmatique de Staats (1963, 1968, 1971, 1975) et nous utilisons les conclusions tirées des différents écrits de cette recension pour guider la création du matériel pédagogique. Nous désirons bâtir un matériel qui vise à faciliter l'apprentissage des premières habiletés numériques afin de favoriser l'intégration des domaines reliés à la gestion du temps, la gestion de l'argent et l'utilisation des nombres dans la vie quotidienne. Ces domaines, selon Ouellet (1993), permettent une meilleure intégration sociale des personnes DIM en favorisant le développement de l'autonomie fonctionnelle. Cet essai devra répondre à la question suivante : Quelles sont les activités pédagogiques appropriées à l'apprentissage des premières habiletés numériques pour un enfant vivant avec une déficience intellectuelle moyenne? Trois composantes dirigeront la préparation de cet outil pédagogique : la recension des écrits de Brouillette (1994), les programmes d'études adaptés du ministère de l'Éducation (1992) et l'expérience professionnelle de l’auteure.

Un cadre théorique sur la lecture et un modèle du lecteur (conçus en vue de l'évaluation diagnostique du lecteur cégépien)

Tout le monde convient aisément que la société actuelle exige d'un diplômé du collégial qu'il sache lire: les besoins de sa vie personnelle et sociale tout comme ses études ultérieures et sa vie professionnelle l'exigent. De plus, on reconnaît volontiers que développer ses habiletés en lecture permet à l'individu d'augmenter son autonomie dans l'apprentissage. Malheureusement, des indices nous incitent à croire que beaucoup de cégépiens rencontrent des difficultés importantes en lecture et que ces difficultés menacent leurs succès scolaires. Nous interrogeant sur les moyens appropriés à développer le goût et l'habileté à lire, nous examinons les pratiques pédagogiques et les recherches en français au collégial. Nous n'y trouvons malheureusement ni les outils théoriques ni les instruments d'évaluation qui nous permettraient d'établir les caractéristiques réelles des cégépiens en lecture et d'orienter leur formation en tenant compte des besoins identifiés. Cependant, un examen des théories cognitivistes en lecture, des théories en linguistique, des théories de la motivation et de l'engagement cognitif, des travaux de didacticiens nous permet de découvrir de nombreux modèles théoriques et de nombreuses applications pédagogiques intéressantes de ces propositions théoriques. Pourtant, aucun des théoriciens ou chercheurs consultés ne propose un modèle centré sur le lecteur et immédiatement applicable à l'interprétation des caractéristiques du lecteur cégépien. C'est pourquoi, nous mettons de l'avant nos propres propositions pour définir un cadre théorique de la lecture et un modèle du lecteur qui s'appuient sur les théories linguistiques et cognitivistes étudiées. Le cadre théorique propose une définition de la lecture, identifie les trois facteurs fondamentaux de l'activité de lire, et expose un ensemble de principes regroupant les éléments essentiels pour caractériser la lecture. Ce cadre théorique donne une place centrale au lecteur dans un ensemble d'interactions mettant en cause également le texte et le contexte. Le modèle de lecteur se conforme au cadre théorique et présente les quatre composantes retenues pour représenter le lecteur : ses compétences langagières et cognitives, ses processus métacognitifs et ses traits affectifs. Pour chacune de ces composantes, le modèle propose des listes de descripteurs précis qui devraient permettre de planifier une évaluation diagnostique adéquate. Le modèle est complété par une réflexion sur les variables à retenir dans l'évaluation du lecteur cégépien et par quelques descriptions de certains types de lecteur chez qui le cégépien trouve probablement ses propres traits: le lecteur de plus grande maturité, le lecteur moins habile, le lecteur expert. Ce cadre et ce modèle théoriques ont subi deux épreuves de validation: l'une concerne sa validité interne d'un point de vue théorique et fut effectuée auprès de spécialistes en lecture, en linguistique, en psychologie cognitive. L'autre concerne sa validité interne vue sous un angle écologique et fut effectuée auprès de pro fesseurs experts de l'enseignement collégial. À la suite de ces opérations, nous avons apporté quelques corrections à nos propositions théoriques qui nous semblent en augmenter et la validité interne et la validité écologique. Néanmoins, d'autres changements importants pourront être intégrés, lors de travaux ultérieurs, pour augmenter la cohérence interne du modèle et son adéquation aux objectifs d'évaluation. À plus long terme, nos propositions théoriques permettront de concevoir un dispositif d'évaluation diagnostique. Les données obtenues grâce à ce dispositif pourront alors être analysées pour établir des profils de lecteurs cégépiens et pour développer un plan de formation qui réponde aux besoins mis en évidence par ces profils.