Lighting ambiances and materialities of wood in architecture: a comparative evaluation of the quality of spaces in relation to interior finishes

Le bois est un matériau souvent utilisé par les architectes pour améliorer l’ambiance générale d’un espace, mais peu de recherches en présentent l’impact réel du matériau sur les impressions visuelles et les effets lumineux. Cette recherche étudie l’influence de la matérialité du bois par rapport à la création d’ambiances d’éclairage spécifiques dans l’architecture. Plus particulièrement, elle se concentre sur l’impact des panneaux décoratifs en bois à générer de la diversité lumineuse dans les espaces intérieurs et son potentiel à améliorer la satisfaction environnementale et l’efficacité énergétique. La recherche utilise des maquettes à l’échelle pour leur précision dans la représentation des ambiances lumineuses d’espaces éclairés naturellement ainsi que les technologies récentes d’imagerie digitale pour capturer et analyser les résultats. La méthodologie permet la comparaison entre les différents réglages des espaces intérieurs créés par une sélection des types de matérialités du bois: la réflectance (valeur), la couleur et la réflectivité. Les modalités spatiales sont comparées en présence d’ensoleillement direct et sous des conditions de ciel couvert puisque les modèles d’éclairage et les ambiances diffèrent considérablement. Les résultats permettent d’établir une discussion sur les ambiances en termes de brillance et de contraste, sur la couleur ainsi que la répartition des zones lumineuses dans l’espace. La recherche souligne le rôle des matérialités que peuvent prendre le bois pour optimiser la diversité lumineuse et la création d’ambiances visuellement confortables, ainsi que ses possibilités d’améliorer les ambiances architecturales par rapport à la lumière.

Utilisation d’arbres de faible vigueur provenant de forêts feuillues tempérées comme matière première pour la fabrication de granules de bois

La présente étude avait pour objectif de contribuer à une meilleure compréhension de la granulation des bois feuillus par l’évaluation de la possibilité technique de transformer des bois feuillus de faible vigueur (l’érable à sucre et le bouleau jaune) en granules conventionnels et granules de haute qualité, un type prometteur de transport énergétique. Trois études individuelles ont été réalisées et présentées dans cette thèse. La première étude visait à déterminer s’il y a des changements de teneur en extractibles, cendres, et lignine du bois entre les classes de vigueur des arbres. Les teneurs plus élevées en extractibles et en lignine dans les arbres peu vigoureux ont suggéré que ces derniers sont plus appropriés par rapport aux arbres vigoureux pour la conversion en biocombustibles solides. La deuxième étude visait à optimiser des procédés de granulation des bois feuillus. L’étude a porté sur l’influence des paramètres du procédé (la température et la force de compression) et des caractéristiques de la matière première (la taille des particules et la teneur en humidité) sur les propriétés physiques et mécaniques des granules de bois. Le procédé de granulation doit être effectué à une température d’environ 100 °C pour minimiser la force de friction dans le granulateur et à une teneur en humidité d’environ 11,2% pour maximiser la masse volumique et la résistance mécanique des granules produites. Cette étude a également confirmé que les arbres de faible qualité sont plus appropriés pour la fabrication de granules de bois que les arbres vigoureux. La troisième étude visait l’élaboration de granules de haute qualité. L’eau chaude à température élevée a été utilisée pour modifier les propriétés de la matière première avant granulation. Les caractéristiques de granulation du matériau traité ont été significativement améliorées. Les granules produites ont montré des propriétés améliorées incluant une plus faible teneur en cendres, une plus haute densité énergétique, une meilleure résistance à l’eau, et une meilleure résistance mécanique. Les résultats obtenus de toutes ces études ont démontré la nécessité de bien connaître les fondements de la granulation des bois feuillus et les solutions pratiques pour l’utilisation d’arbres feuillus de faible qualité, le premier peut être applicable pour le développement de procédés de granulation et le dernier peut contribuer à long terme à la restauration des forêts feuillues dégradées en termes de santé des forêts et de leur valeur.

Commande prédictive non linéaire d’un séchoir à lit fluidisé pour granules pharmaceutiques

Avec la disponibilité de capteurs fiables de teneur en eau exploitant la spectroscopie proche infrarouge (NIR pour near-infrared) et les outils chimiométriques, il est maintenant possible d’appliquer des stratégies de commande en ligne sur plusieurs procédés de séchage dans l’industrie pharmaceutique. Dans cet ouvrage, le séchage de granules pharmaceutiques avec un séchoir à lit fluidisé discontinu (FBD pour fluidized bed dryer) de taille pilote est étudié à l’aide d’un capteur d’humidité spectroscopique. Des modifications électriques sont d’abord effectuées sur le séchoir instrumenté afin d’acheminer les signaux mesurés et manipulés à un périphérique d’acquisition. La conception d’une interface homme-machine permet ensuite de contrôler directement le séchoir à l’aide d’un ordinateur portable. Par la suite, un algorithme de commande prédictive (NMPC pour nonlinear model predictive control), basée sur un modèle phénoménologique consolidé du FBD, est exécuté en boucle sur ce même ordinateur. L’objectif est d’atteindre une consigne précise de teneur en eau en fin de séchage tout en contraignant la température des particules ainsi qu’en diminuant le temps de lot. De plus, la consommation énergétique du FBD est explicitement incluse dans la fonction objectif du NMPC. En comparant à une technique d’opération typique en industrie (principalement en boucle ouverte), il est démontré que le temps de séchage et la consommation énergétique peuvent être efficacement gérés sur le procédé pilote tout en limitant plusieurs problèmes d’opération comme le sous-séchage, le surséchage ou le surchauffage des granules.

Experimentation of mitigation techniques to reduce the effects of permafrost degradation on transportation infrastructures at Beaver Creek experimental road site, Alaska Highway, Yukon

Les méthodes de design et de construction des routes développés dans le sud canadien ont maintenant besoin d’être adaptés aux environnements nordiques du pays afin de prévenir le dégel dramatique du pergélisol lors de la construction d’une nouvelle route. De plus, le réchauffement climatique occasionne présentement d’importants problèmes de stabilité des sols dans le nord canadien. Ces facteurs causent des pertes importantes au niveau des capacités fonctionnelles et structurales de l’Alaska Highway au Yukon sur un segment de plus de 200 km situé entre le village de Destruction Bay et la frontière de l’Alaska. Afin de trouver des solutions rentables à long terme, le ministère du transport du Yukon (en collaboration avec le Federal Highway Administration du gouvernement américain, Transports Canada, l’Université Laval, l’Université de Montréal et l’Alaska University transportation Center) a mis en place 12 sections d’essais de 50 mètres de longueur sur l’autoroute de l’Alaska près de Beaver Creek en 2008. Ces différentes sections d’essais ont été conçues pour évaluer une ou plusieurs méthodes combinées de stabilisation thermique telles que le drain thermique, le remblai à convection d’air, le pare-neige / pare-soleil, le remblai couvert de matières organiques, les drains longitudinaux, le déblaiement de la neige sur les pentes et la surface réfléchissante. Les objectifs spécifiques de la recherche sont 1) d’établir les régimes thermiques et les flux de chaleur dans chacune des sections pour les 3 premières années de fonctionnement ; 2) de documenter les facteurs pouvant favoriser ou nuire à l’efficacité des systèmes de protection et ; 3) de déterminer le rapport coûts/bénéfices à long terme pour chacune des techniques utilisées. Pour ce faire, une nouvelle méthode d’analyse, basée sur la mesure de flux d’extraction de chaleur Hx et d’induction Hi à l’interface entre le remblai et le sol naturel, a été utilisée dans cette étude. Certaines techniques de protection du pergélisol démontrent un bon potentiel durant leurs 3 premières années de fonctionnement. C’est le cas pour le remblai à convection d’air non-couvert, le remblai à convection d’air pleine largeur, les drains longitudinaux, le pare-soleil / pare-neige et la surface réfléchissante. Malheureusement, des problèmes dans l’installation des drains thermiques ont empêché une évaluation complète de leur efficacité.

Évaluation d'un protocole pour mieux intervenir auprès des enfants ayant un déficit d'attention /hyperactivité et leur famille dans une perspective scolaire

Ces enfants qui bougent sans arrêt captent l'attention d'un nombre important d'intervenants et de chercheurs. À cet effet, des programmes de recherches et d'interventions destinés à décrire la problématique de déficit d'attention hyperactivité (DAH) chez les enfants, à contrecarrer les déficits à la maison de même qu'à l'école sont réalisés. Le manque d'attention, un excès d'agitation de même qu'un comportement impulsif, comportements propres au DAH, sont des facteurs de risques non négligeables dans le développement des problèmes de comportement associés. Il devient donc primordial de centrer nos efforts de recherche et d'intervention sur l'école, lieu où l'enfant vivra plusieurs réussites et/ou échecs pouvant influencer l'estime qu'il a de lui-même. Il est établi que l'estime de soi est un facteur marquant pour le développement de l'enfant. Sans compter que parents et enseignants ont besoin de beaucoup d'énergie afin d'intervenir auprès de ces enfants. Nombre de programmes sont destinés aux habilités parentales et d'autres favorisent l'apprentissage de nouvelles méthodes pédagogiques pour mieux enseigner aux enfants en difficulté. Cependant, peu de programmes sont destinés à favoriser la collaboration entre le milieu scolaire et le milieu familiale afin de maximiser l'aide à apporter à l'enfant. Le but visé par ce travail est de présenter brièvement un contexte théorique sous-jacent à la problématique du DAH, de présenter un protocole d'intervention destiné aux enseignants afin qu'ils initient une collaboration avec les parents et d'étudier le processus d'implantation du protocole dans six écoles de la commission scolaire des Draveurs de Gatineau. Il y a trois parties qui seront décrites et évaluées lors de la présentation du protocole : 1) le dépistage des enfants ayant des comportements propres au DAH ; 2) le partage d'informations avec l'équipe école, le jeune et ses parents ; 3) le choix de moyens à mettre en place à la maison, à l'école et lors des périodes de leçons et devoirs incluant une sensibilisation à la consultation médicale et la médication. L'évaluation de l'utilisation du protocole «pour mieux intervenir auprès du jeune ayant un DAH et de sa famille dans une perspective scolaire » s'est déroulée de janvier 1999 à juin de cette même année dans les écoles primaires. Le but de l'étude est de valider l'utilisation du protocole afin de le perfectionner et le distribuer aux Commissions Scolaires intéressées dans un avenir rapproché. Ce présent travail, effectué dans le cadre d'un essai en psychoéducation à l'Université du Québec à Hull, a pour objectif d'évaluer l'utilisation d'un protocole, qui s'appuie sur une compréhension de la problématique du déficit d'attention/hyperactivité en milieu scolaire. Un contexte théorique faisant un bref survol de diverses thématiques se rapportant au DAH est élaboré. Cette sensibilisation à la réalité qui entoure le DAH nous amène à dégager la problématique spécifique qui concerne la nécessité d'adapter une démarche progressive et systémique réalisée par des intervenants conscients des besoins des différents acteurs dans une perspective scolaire. C'est dans ce contexte que le protocole d'intervention est présenté et évalué : celui-ci vise essentiellement à améliorer l'approche entre l'école et les parents de manière à établir une relation basée sur la confiance et une collaboration qui se traduit par l'efficacité des interventions auprès de l'enfant. Une évaluation descriptive du protocole par les différentes directions ainsi qu'une analyse de contenu en suit. L'élaboration ainsi que l'utilisation des instruments utilisés lors de l'étude sont décrits de même que l'échantillon ayant participé à l'étude. Le document se termine par une synthèse des points importants et des critiques apportées à l'étude.

Conception et mise à l’essai d’une stratégie pédagogique pour développer la métacognition pendant le processus de débogage de programmes informatiques au collégial

Les étudiantes et étudiants inscrits dans le programme technique Informatique de gestion au collégial ont comme tâche de concevoir, coder et mettre au point divers programmes informatiques. La capacité pour réaliser cette dernière tâche, soit la mise au point de programmes ou débogage de programmes, est très peu développée chez les élèves. Ils ne prennent pas le temps de vérifier si leurs programmes fonctionnent adéquatement. Selon les superviseurs de stage en milieu de travail, ils ne testent pas assez leurs programmes. La procédure pour supprimer les erreurs de programmation qui leur est proposée ne semble pas suffisante en elle-même pour les soutenir dans leur apprentissage. Les ouvrages consultés sur le sujet de la métacognition nous incitent à penser qu’il manque à la procédure de débogage générale une dimension métacognitive qui pourrait leur être enseignée. L’objectif de cette recherche est de développer une stratégie pédagogique socioconstructiviste intervenant sur la métacognition pour soutenir le développement de la capacité à déboguer des programmes informatiques et à améliorer le sentiment d’auto-efficacité des élèves face à cette tâche. L’autoquestionnement semble être une stratégie métacognitive à développer chez les élèves, car il est primordial que les élèves se questionnent avant de débuter et pendant une tâche quelconque, en particulier celle du débogage de programmes. Trop souvent, les élèves escamotent cette étape d’auto-questionnement, ils ont trop hâte de pianoter sur l’ordinateur et voir si cela fonctionne. Notre type d’essai consiste en l’élaboration d’une intervention pédagogique, sa validation et sa mise à l’essai auprès des élèves. Le matériel nécessaire pour l’intervention a été tiré et adapté du livre sur la métacognition de Lafortune et St-Pierre. Plusieurs activités d’apprentissage ont été construites pour ce projet : un exercice de prise de conscience sur des stratégies d’apprentissage efficaces, une activité d’autoévaluation pour vérifier les connaissances des étudiantes et étudiants sur le débogage de programmes et une troisième activité concernant la planification du processus de résolution de problèmes qui a été reprise tout le long de la session. Ces activités ont été mises à l’essai auprès d’un groupe d’étudiants de 2e année en Technique Informatique à la session Hiver 2004. Les résultats de cette mise à l’essai sont intéressants. Dans un premier temps, l’objectif concernant le développement des habiletés métacognitives de planification a été atteint. De même, le développement de la démarche de débogage a été nettement amélioré, car au début, la démarche était très générale et peu efficace tandis qu’à la fin, la démarche était beaucoup plus structurée et détaillée. L’atteinte de l’objectif, concernant le sentiment d’autoefficacité des élèves, est difficile à évaluer car l’objectif semblait être déjà présent au début selon leurs réponses au questionnaire initial. Cela est très surprenant, car les élèves n’ont pas nécessairement une bonne démarche de débogage mais ils pensent que leur démarche est efficace. Les retombées de ce projet ont permis d’approfondir mes connaissances personnelles au sujet de la métacognition, de l’approche socioconstructiviste et du sentiment d’autoefficacité. En ce qui concerne les élèves, ils ont pris conscience de l’importance du débogage de programmes dans leurs fonctions de travail et ils possèdent une procédure efficace de débogage générale qu’ils peuvent utiliser en tout temps. La stratégie pédagogique, les activités prévues et les outils utilisés nécessitent certains ajustements. Entre autres, utiliser davantage la technique du modelage par le professeur en classe et modifier la procédure générale de débogage en la schématisant pour développer davantage l’autoquestionnement chez les élèves.

Conception d’un outil d’aide à l’analyse des pratiques en enseignement de l’anglais langue seconde au collégial

Dans cette recherche, nous nous concentrons sur l'analyse des pratiques d'enseignement en anglais langue seconde au collégial. Tout au long de sa carrière, l'enseignante ou l'enseignant expérimenté a développé un répertoire de pratiques qui lui convient. Or, le contexte d'exercice de sa profession est évolutif et complexe. Pour diverses raisons, les groupes sont moins homogènes qu'auparavant et plusieurs éléments ont maintenant un impact important sur sa tâche. Il importe donc d'être en mesure de porter un regard sur la pertinence de ses pratiques afin de tenir compte de cette réalité et ainsi apporter des modifications à son répertoire de pratiques. Les pratiques de l'enseignante ou de l'enseignant en situation d'enseignement sont en fait le reflet d'un savoir en action qu'elle ou qu'il a développé pendant sa carrière. Ce savoir, à bien des égards, s'est construit de manière intuitive en lien avec des principes inhérents à l'enseignement de l'anglais langue seconde que l'enseignante ou l'enseignant considèrent importants. Cependant, celle-ci ou celui-ci ne peut clairement expliquer ou justifier de façon appropriée les raisons qui motivent ses décisions en classe. En outre, il lui faut aussi juger de l'adéquation de ses pratiques. En fonction de la réalité mentionnée ci-haut, il devient essentiel pour l'enseignante ou l'enseignant de prendre conscience de ces raisons et d'apporter des ajustements à ses pratiques, lorsque nécessaires. Toutefois, l'enseignante ou l'enseignant expérimenté dispose de peu d'outils appropriés pour porter un regard sur la pertinence de ses pratiques et s'assurer de leur efficacité. Les outils qui existent ne s'adressent pas à elle ou à lui et ne sont pas adaptés à ses besoins. La présente recherche vise, par conséquent, à concevoir un outil, sous la forme d'une grille d'analyse, qui permettra à l'enseignante ou à l'enseignant d'anglais langue seconde expérimenté de porter un regard critique sur ses pratiques et qui sera adapté à ses besoins. La conception d'un tel outil favorisera chez l'enseignante ou l'enseignant expérimenté une meilleure prise de conscience de son savoir en action et une capacité à expliquer les raisons motivant ses décisions en situation d'enseignement en les situant par rapport à des principes reconnus. Ultimement, cette capacité aura un impact sur ses interventions et sur les apprentissages réalisés par les étudiantes et les étudiants. La recension des écrits pertinents pour l'objectif visé nous a permis de découvrir que les principes inhérents à l'enseignement de l'anglais langue seconde sont de même nature que les principes pédagogiques en enseignement en général. Par ailleurs, ces principes, qu'ils soient issus de théories de l'apprentissage, de l'enseignement ou de l'expérience de l'enseignante ou de l'enseignant, guident les interventions de l'enseignante ou de l'enseignant. Nous avons également constaté qu'une pratique efficace est une pratique qui est cohérente avec ces principes pédagogiques. Partant de ces découvertes, nous avons retenu les principes et les pratiques présents autant chez les auteurs de la recherche en pédagogie en général que chez les auteurs de la recherche en enseignement de l'anglais langue seconde afin d'élaborer le cadre de référence de cette recherche. Les principes et les pratiques se rapportant à l'expérience de l'enseignant chercheur, l'interpellant de manière significative, ont également été considérés pour élaborer le cadre de référence. Un dernier élément à considérer dans l'élaboration du cadre de référence est la démarche d'analyse réflexive, car elle permet une prise de conscience, chez l'enseignante ou l'enseignant, de ses pratiques. Étant donné l'ampleur du présent projet, nous n'avons considéré que les principes de base de cette démarche puisqu'ils conviennent parfaitement à l'objectif visé par cette recherche. Les éléments issus du cadre de référence ont servi de base pour la conception de la grille d'analyse des pratiques. Ce projet s'inscrit néanmoins dans une recherche de type développement et la production de matériel pédagogique ne peut se faire sans l'implication d'intervenants experts dans le domaine de l'enseignement de l'anglais langue seconde. À cet effet, l'enseignant chercheur s'est assuré la participation de collègues de son collège afin de valider la pertinence des pratiques et des principes, la cohérence des pratiques avec les principes, l'adaptabilité des principes et finalement les critères portant sur la facture globale du prototype de la grille d'analyse des pratiques. La richesse des réponses obtenues à l'étape de validation a contribué à améliorer la grille d'analyse des pratiques et l'enseignant chercheur a tenté, dans la mesure du possible et en respectant l'essence du cadre de référence, de considérer les nombreuses suggestions des personnes participantes. La grille d'analyse des pratiques devrait habiliter l'enseignante ou l'enseignant plus expérimenté à porter un regard critique sur ses pratiques en situation d'enseignement et à juger de leur efficacité. L'utilisation d'une telle grille pourrait également l'amener à développer une posture réflexive plus permanente.

Étude de la pertinence et de l’efficacité des stratégies pédagogiques favorisant le développement de la pensée critique en Techniques d’orthèses et de prothèses orthopédiques

La présente étude fait suite aux expériences professionnelles vécues par le chercheur dans le cadre de ses activités départementales. Celui-ci s’est engagé, pendant deux ans (2002-2004), dans le processus de révision du programme de Techniques d’orthèses et de prothèses orthopédiques du Collège Montmorency, qui venait de faire l’objet d’une évaluation (2001) mettant en lumière plusieurs problématiques. Le principal défi de cette révision de programme consistait à remanier le programme actuel, un des premiers à avoir subi la transformation vers un programme par objectifs et standards en 1996, pour en assurer la pertinence, la cohérence, la validité et la crédibilité. Les nombreux changements apportés ont grandement modifié le plan de formation original, notamment au niveau des objectifs ministériels, des grandes compétences locales et de la grille de cours. Les changements les plus tangibles pour ses protagonistes résident cependant dans la nouvelle approche par compétence et dans ses nouvelles stratégies pédagogiques. Après trois ans d’implantation et deux ans de consolidation, la question fondamentale à laquelle cette étude tente de répondre est donc la suivante: les stratégies pédagogiques, et surtout les stratégies visant le développement de la pensée critique, élaborées et utilisées dans le cadre des cours d’intervention clinique de 3ème année dans le programme de TOP de Montmorency, sont-elles pertinentes et efficaces pour développer les compétences professionnelles et intellectuelles nécessaires à la pratique de la profession d’orthoprothésiste? Le premier chapitre de cette étude décrit les différents contextes, professionnels et pédagogiques, de la profession d’orthoprothésiste et de son évolution. Il présente les nombreuses mouvances ayant influencé les orientations du nouveau programme et de ses stratégies pédagogiques. On y aborde, en conséquence, la problématique ainsi que les raisons qui ont poussé le chercheur à vouloir conduire cette étude. Le deuxième chapitre détermine le cadre conceptuel duquel relève cette étude. Comme les critères d’observation du développement des compétences professionnelles et intellectuelles utilisés sont tirés de recherches sur la pensée critique et la métacognition, cette section en définit les principales caractéristiques de même que leurs applications. Ce chapitre présente aussi une définition des concepts pédagogiques de base utilisés, comme les notions de connaissances et de compétence, ainsi qu’une description des particularités des cours de la troisième année du programme de TOP. Enfin, il se termine par une définition opérationnelle de tous les concepts essentiels à la compréhension de l’étude et par l’explicitation de ses objectifs spécifiques. Le troisième chapitre élabore la méthodologie nécessaire à la réalisation de cette étude. L’approche méthodologique qualitative est présentée ainsi que le paradigme épistémologique interprétatif dont elle s’inspire. La population et l’échantillon y sont définis et on donne aussi un aperçu du déroulement de l’étude. La description des techniques et des instruments de collecte de données représente la principale section de ce chapitre. On expose les résultats de la consultation des collègues professionnels, en lien avec le premier objectif spécifique, de même que l’explication des différents axes de triangulation et la justification de chacun des instruments de collecte en lien avec les deux derniers objectifs spécifiques. Le quatrième chapitre explicite l’analyse et l’interprétation des résultats obtenus lors de l’application des différents instruments de collecte de données en lien avec les deux derniers objectifs spécifiques. Les observations du chercheur et de ses collègues sont formulées ainsi que les conclusions mitigées qui en découlent. On y présente également les opinions exprimées par les élèves et l’enthousiasme avec lequel ils ont perçu leur évolution professionnelle et intellectuelle, à la suite de cette troisième année dans le programme de TOP. Une comparaison des deux perspectives, soit celle des professeurs et celle des élèves, permet de mettre en évidence des améliorations à apporter aux stratégies pédagogiques, particulièrement au plan de leur application pratique. La conclusion détermine l’atteinte des objectifs général et spécifiques de l’étude, confirmant, de façon générale, la pertinence et l’efficacité des stratégies pédagogiques visant le développement des compétences professionnelles et intellectuelles. On y explore les retombées, particulièrement les améliorations à apporter aux stratégies pédagogiques, mais aussi l’utilisation de ses instruments par d’autres programmes techniques pour évaluer leurs propres stratégies pédagogiques. On y propose également des recommandations quant aux suites à donner à l’étude. La principale utilité de cette étude aura été de dépasser la simple évaluation intuitive des stratégies pédagogiques utilisées par le département, et de permettre une évaluation fidèle et valide de leur pertinence et de leur efficacité. Elle développe une méthodologie simple et efficace qui pourrait être reprise par d’autres programmes techniques en proie aux mêmes interrogations. Finalement, son originalité réside dans ses multiples axes de triangulation, ainsi que dans les perspectives exprimées par tous les intervenants du domaine professionnel de l’orthoprothèse.

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.

Développement et validation expérimentale d'une approche numérique pour la simulation de l'aérodynamique et de la thermique d'un véhicule à trois roues

La compréhension de l'aérothermique d'un véhicule durant sa phase de développement est une question essentielle afin d'assurer, d'une part, un bon refroidissement et une bonne efficacité de ses composants et d'autre part de réduire la force de traînée et évidement le rejet des gaz à effet de serre ou la consommation d'essence. Cette thèse porte sur la simulation numérique et la validation expérimentale de l'aérothermique d'un véhicule à trois roues dont deux, en avant et une roue motrice en arrière. La simulation numérique est basée sur la résolution des équations de conservation de la masse, de la quantité de mouvement et de l'énergie en utilisant l'approche RANS (Reynolds-Averaged Navier-Stokes). Le rayonnement thermique est modélisé grâce à la méthode S2S (Surface to Surface) qui suppose que le milieu séparant les deux surfaces rayonnantes, ici de l'air, ne participe pas au processus du rayonnement. Les radiateurs sont considérés comme des milieux poreux orthotropes où la perte de pression est calculée en fonction de leurs propriétés inertielle et visqueuse; leur dissipation thermique est modélisée par la méthode Dual flow. Une première validation de l'aérodynamique est faite grâce à des essais en soufflerie. Ensuite, une deuxième validation de la thermique est faite grâce à des essais routiers. Un deuxième objectif de la thèse est consacré à la simulation numérique de l'aérodynamique en régime transitoire du véhicule. La simulation est faite à l'aide de l'approche Detached eddy simulation (DES). Une validation expérimentale est faite à partir d'étude en soufflerie grâce à des mesures locales de vitesse à l'aide de sondes cobra.

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.

Modèle analytique de pénétration de particules dans la peau par injection biolistique

L'objectif principal de ce projet était de comprendre et d'identifier les paramètres et conditions influençant la pénétration de microparticules dans la peau afin d'améliorer l'efficacité de l'injecteur sans-aiguille. De toute évidence, les modèles présents dans la littérature ne conviennent pas pour décrire, de façon analytique, les phénomènes qui se produisent lorsque les microparticules pénètrent dans la peau ni même lorsqu'un projectile sphérique est projeté dans un gel. Pour atteindre l'objectif du projet, il a d'abord été nécessaire d'avoir une vue d'ensemble de ce qu'est l'injection sans aiguille et de son fonctionnement ainsi que de connaître les particularités de la peau. Ensuite, l'étude des différents modèles présents dans la littérature, pour l'injection sans aiguille, mais aussi dans le domaine de la balistique a apporté des pistes de réflexion afin de développer le modèle analytique. Face aux imprécisions des paramètres reliés aux microparticules ainsi qu'à la peau et face à l'absence d'outils pour raffiner les paramètres, le modèle a été développé avec un système macroscopique. Ainsi, des projectiles macroscopiques ont été tirés dans des gels transparents afin de visualiser les phénomènes qui se produisent et de suivre la position du projectile dans le gel en temps réel. Ces données ont ensuite été utilisées afin d'établir un système de forces pouvant décrire correctement les forces appliquées sur le projectile et prédire la profondeur maximale atteinte par celui-ci. Des tests d'indentation quasi-statiques et dynamiques ont aussi été effectués sur les gels afin de caractériser leurs propriétés mécaniques et viscoélastiques et d'approfondir la compréhension de leur mécanisme de rupture. Les trois contributions significatives de cette thèse sont le développement d'un modèle analytique de pénétration de projectiles dans des gels, une méthode de caractérisation de la viscosité et de la contrainte ultime à la rupture à de hauts taux de déformation ainsi que l'estimation de la vitesse limite pour qu'un projectile pénètre le gel en fonction des paramètres intrinsèques du projectile et du gel. En ce qui a trait à la peau, le modèle prédit correctement la profondeur finale atteinte par les microparticules ayant un diamètre plus grand ou égal à celui des cellules (pénétration extracellulaire), mais n'est pas valide pour les microparticules ayant un diamètre plus petit que la cellule, car le mécanisme de pénétration est différent (pénétration intracellulaire).

Le paysage de la peur en milieu agricole: le cas de la Grande Oie des neiges

Depuis environ 40 ans, l’intensification des pratiques agricoles a grandement transformé le paysage agricole et ce tant, dans les Amériques qu’en Europe. Quoique, plusieurs espèces animales soient affectées négativement par ces changements, certaines espèces en bénéficient. C’est le cas de la Grande Oie des neiges (Chen caerulescens atlantica) qui a vu sa population croître de façon importante et ce, au point de devenir problématique. De fait, la Grande Oie des neiges cause des dommages importants aux cultures du Québec (1 646 229 ± 800 000 par an entre 2009 et 2015) et aux écosystèmes qu’elle utilise lorsqu’elle fait halte dans la vallée du Saint-Laurent, Québec, Canada. Bien que plusieurs actions aient été tentées pour contrôler sa population le problème persiste. La quête alimentaire des animaux est entre autres modulée par les comportements anti-prédateurs, tels que le temps passé en vigilance et une utilisation différentielle des habitats. Ces comportements sont à leur tour affectés par le risque de prédation et la vie en groupe. En effet, le risque de prédation perçu par un individu dépend entre autres (1) de la taille du groupe auquel il appartient ; (2) de la densité et de l’activité des proies et des prédateurs dans l’environnement ; (3) de son niveau de connaissance de l’environnement ; et (4) des caractéristiques du paysage qu’il occupe. Il s’ensuit que le risque de prédation varie dans l’espace et dans le temps. La représentation cartographique de ce risque à un moment donné consiste en un paysage de la peur, où chaque location ou chaque élément d’un paysage se voit associé un risque de prédation. On s’attend donc à ce que la quête alimentaire des individus, tant dans leur utilisation des habitats que dans leur budget d’activité, soit affectée par la structure du paysage de la peur. Par conséquent, on peut se demander si le paysage de la peur peut être utilisé comme outil de gestion d’une espèce, notamment pour la Grande Oie des neiges. Mon objectif est de quantifier comment la perception du risque de prédation par la Grande Oie des neiges varie en fonction de différents éléments des paysages agricoles visités par les oies, mais aussi de quantifier cette variation selon différentes contraintes énergétiques et temporelles durant leurs haltes migratoires. Ceci afin de voir si le paysage de la peur pourrait être utiliser comme outil de gestion. À ce titre, je vise à mesurer l’effet du type de cultures, de la nature de l’élément paysager, de la distance de celui-ci et du niveau de compétition intraspécifique au sein des sites d’alimentation et ce, durant les deux migrations, sur l’utilisation des habitats et le budget d’activité des oies. Je pose que les oies prendront plus de risques si les contraintes temporelles sont fortes, de même que si elles se nourrissent dans une parcelle alimentaire de haute qualité et si elles subissent une plus forte de compétition. Pour ce faire, j’ai parcouru les Basses-Terres-du-Saint-Laurent de Salaberry-de-Valleyfield jusqu’à l’Islet lors des printemps 2014 et 2015 et de l’automne 2014. J’ai ainsi repéré et observé 141 groupes d’oies exploitant des terres agricoles pour lesquels j’ai noté la position des individus dans les champs et mesuré leur taux de vigilance, de même que noté divers facteurs qui pourraient affecter ces deux comportements, dont le type de cultures exploitées et le fait d’être ou non au sein d’une zone où la chasse est permise. Au printemps, le taux de vigilance des oies était, plus élevé dans les cultures de maïs, plus bas si la densité locale d’oies augmentait et plus bas dans les sanctuaires (i.e., en absence de chasse). Alors qu’à l’automne, le taux de vigilance était, plus élevé à proximité d’une route ou d’un fossé et plus élevé en bordure du groupe. Au printemps, la distance aux éléments du paysage potentiellement dangereux était, plus grande face à une bordure de forêt et plus faible face à la route. La distance était plus petite dans les cultures de maïs, plus élevée dans le foin et plus faible dans les sanctuaires. À l’automne, les effets des différents éléments étaient semblables à ceux du printemps. La distance était plus grande si la taille du groupe augmentait et plus petite dans les sanctuaires. De plus, les oies semblaient montrer un évitement des bordures forestières alors que les autres éléments du paysage étudiés ne semblent pas être sélectionnés ou évités. Les oies subissent des contraintes différentes au printemps et à l’automne. Ces contraintes semblent moduler la prise en compte du risque de prédation entre les saisons. En effet, les oies semblent privilégier l’alimentation au détriment de la prise de risques au printemps, une décision probablement liée à la reproduction dont le succès dépend d’une arrivée relativement hâtive sur les aires de nidification arctiques et donc, des réserves énergétiques accumulées sur les haltes migratoires. En opposition, les oies semblent prendre davantage conscience du risque de prédation dans leur quête alimentaire à l’automne, ce qui pourrait être lié au fait qu’elles sont accompagnées de leurs jeunes et à une contrainte énergétique et temporelle plus faible qu’au printemps. En bref, les oies semblent subir les effets de la peur reliée à la chasse. Mes résultats semblent indiquer que le paysage de la peur pourrait être utilisé dans les stratégies de gestion. Par exemple, en instaurant des haies brise-vent dans les secteurs où le risque de dommages agricoles est élevé, le risque de prédation perçu par les oies y serait plus élevé et pourrait ainsi diminuer l’utilisation de ces secteurs.

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.

Étude et passivation des défauts introduits par la gravure de vias sur cellule photovoltaïque triple jonction

Malgré l'augmentation constante de l'efficacité des cellules photovoltaïques multi-jonctions destinées au photovoltaïque concentré, des pertes de performances subsistent à haute concentration solaire. Elles sont principalement causées par un ombrage excessif dû aux métallisations ou par effet Joule à cause de la résistance série. Une des solutions à ce problème est de reporter le contact métallique en face avant sur la face arrière grâce à des vias métallisés et isolés électriquement. Avec cette architecture, les pertes dues à l'effet Joule et à l'ombrage seront limitées et des gains en efficacité sont attendus. Toutefois, l'intégration de vias sur des cellules photovoltaïques triple jonction favorise la recombinaison électron-trou en surface et peut provoquer une perte de performances de ces dispositifs. Ce mémoire présente les travaux de recherche effectués visant à étudier précisément cette problématique ainsi qu'à proposer des solutions pour limiter ces pertes. L'objectif est d'évaluer les pertes de performances de cellules photovoltaïques triple jonction suite à l'intégration de vias. Dans un second temps, l'objectif secondaire vise à limiter les pertes grâce à des traitements de passivation. Les résultats et solutions qu'apporte ce projet représentent une étape clé dans la réalisation de cette nouvelle architecture de contact électrique pour cellules photovoltaïques. En effet, les conclusions de ce projet de recherche permettent de valider la possibilité d'obtenir des gains en efficacité grâce à cette architecture. De plus, les procédés de microfabrication présentés dans ce projet de recherche proposent des solutions afin d'intégrer des vias sur ces hétérostructures tout en limitant les pertes en performances.