L’enseignement de l’histoire et l’apprentissage de la pensée historique : Description des fondements et des pratiques d’enseignants d’histoire de troisième et quatrième années du secondaire, des écoles francophones du Québec

Les prescrits didactiques et le programme d’Histoire et éducation à la citoyenneté (Gouvernement du Québec, 2007) défendent actuellement des pratiques d’enseignement visant l’apprentissage de la pensée historique. Un apprentissage qui est défini comme une activité intellectuelle inscrite dans une démarche de résolution de problème, permettant de développer une compréhension plus approfondie des réalités sociales dans la perspective du temps (Martineau, 2010). Toutefois, les recherches indiquent que cet apprentissage serait variablement intégré aux pratiques effectives dans les classes d’histoire (Levstik, 2008), notamment au Québec (Boutonnet, 2013; Moisan, 2010). À cet égard, il semblerait y avoir un écart entre les finalités auxquelles les enseignants adhèrent et les situations d’enseignement-apprentissage qu’ils mettent en œuvre. Pour mettre en lumière cette variabilité, nous avons réalisé une recherche exploratoire visant à décrire les pratiques d’enseignement en histoire en troisième et en quatrième années du secondaire. À cette fin, nous avons eu recours aux théories des représentations sociales (Moscovici, 1976) et de l’attribution (Deschamps, 1996) permettant de recenser, dans le savoir commun des enseignants d’histoire, des éléments relatifs à l’apprentissage de la pensée historique. Ce savoir a été analysé en fonction de quatre types de variables : l’opinion, les dispositifs d’enseignement, les attributions et les attitudes individuelles à l’égard de l’apprentissage de la pensée historique. Les données ont été recueillies auprès d’un échantillon de convenance de huit enseignants, et elles ont été analysées dans le cadre d’une approche lexicométrique. La procédure de cueillette a consisté à réaliser quatre entrevues auprès de chacun de ces enseignants, lors des phases préactive et postactive de trois situations d’enseignement-apprentissage, pour identifier par la récurrence des discours des propriétés invariantes. Les données ont été interprétées en fonction de deux types de fondement théorique, relatifs aux théories de l’apprentissage, illustrant différentes manières d’apprendre à penser historiquement, et aux modèles de pratique, décrivant des dispositifs séquencés d’enseignement associés à cet apprentissage. De manière générale, les résultats révèlent la prédominance des théories de l’apprentissage de sens commun, socioconstructiviste et cognitivo-rationaliste, ainsi que des modèles de pratique fondés sur la conceptualisation et le tâtonnement empirique. Même si cette recherche ne peut être considérée représentative, elle a comme principale retombée scientifique de livrer une description de pratiques nuancée, exprimant différentes modulations de l’apprentissage de la pensée historique au niveau des pratiques. Cette recherche contribue à alimenter la réflexion auprès des chercheurs, des formateurs et des enseignants qui pourront mettre en perspective les pratiques actuelles relatives à un apprentissage des plus importants en histoire.

Héraldique sigillaire des femmes au Moyen Âge en France. Usage et fonction.

Les études historiques menées en héraldique sigillaire des femmes depuis une décennie permettent d’observer que l’emploi du sceau armorié par la femme apparaît au XIIe siècle. À ce titre, Yseult de Dol détient le sceau armorié féminin le plus anciennement répertorié en France, un fretté surmonté d’un chef plain, appendu à un acte de 1183. En fait état le Corpus des armoiries de femmes que j’ai constitué. Celui-ci comprend 1250 sceaux armoriés médiévaux. L’étude analytique du Corpus révèle que le sceau armorié féminin est en plein essor au XIIIe siècle, alors que son emploi décroît à partir du XIVe siècle, ce jusqu'à la fin du Moyen Âge. Cette décroissance s’explique par le développement du notariat, l’apparition de l’imprimerie, l’utilisation plus courante du papier au lieu du parchemin et le passage d’une société de l’oral à une société de l’écrit. Ce constat invite le chercheur en histoire sociale à se questionner. D’abord, sur les raisons qui amenèrent la femme de toutes classes sociales à faire usage du sceau armorié au XIIe siècle et subséquemment, sur les causes profondes qui expliquent le déclin de l’utilisation du sceau armorié par la femme à partir du XIVe siècle. Le sceau est l’empreinte, le signe, qui authentifie un document. Les armoiries sont des marques de reconnaissance, puis des marques de propriété. Ce sont notamment des symboles qui inscrivent la sigillante dans un système de références et de représentations. Ce système référentiel, constitué par les symboles héraldiques, peut être reconnu, mais surtout lu ou décodé, par la société et la pensée médiévale qui l’ont mis en place. Utilitaire et pragmatique, cette codification à visée cognitive permet de se souvenir. En somme, le sceau armorié renseigne sur l’identité sociale et juridique de la femme. Cette représentation iconographique sigillaire s’insère dans un système référentiel à usage mnémonique.

Les organisations d'économie sociale collaboratives : analyse des facteurs liés à leur démarrage au Québec

L’implantation d’organisations d’économie sociale et le développement de pratiques de consommation collaboratives contribuent à l’établissement d’un système économique durable permettant autant de réduire la pression sur l’environnement que de renforcer les liens au sein des communautés. Afin de favoriser l’implantation de ce type d’organisation, il faut tenir compte des facteurs qui influencent leur processus de prédémarrage et de démarrage. Pour cette raison, une enquête a été menée auprès de six entrepreneurs québécois pour identifier les difficultés à surmonter ou les éléments ayant facilité le processus de lancement de leur organisation. L’objectif de cet essai est de formuler des recommandations qui permettront aux décideurs politiques, gestionnaires et aspirants entrepreneurs d’améliorer leur approche face à ce type d’organisation afin de favoriser leur éclosion au Québec. L’analyse des entretiens démontre qu’il est critique pour les organisations d’économie sociale collaboratives d’attirer des utilisateurs autour du projet et de les mobiliser. Pour ce faire, les entrepreneurs ont dû élaborer un modèle d’affaires qui propose un service abordable et professionnel où l’interaction avec les individus est centrale, ainsi qu’une structure organisationnelle bien définie qui offre aux utilisateurs l’opportunité de s’impliquer activement dans le projet. De plus, l’établissement de partenariats doit être préconisé afin de donner de la visibilité au projet, ainsi que pour bâtir une crédibilité auprès de la communauté locale et des organismes d’accompagnement, d’autant plus que ces organisations peuvent fournir une aide financière et technique cruciale aux entrepreneurs. Malgré ceci, les barèmes des organismes d’accompagnement et la réglementation en vigueur semblent peu adaptés aux nouveaux modèles d’affaires collaboratifs, ce qui peut nuire à leur développement. À partir de ces résultats, il est recommandé aux décideurs politiques d’appuyer officiellement ces initiatives en développant notamment des partenariats publics-privés, ainsi qu’en assouplissant la réglementation liée à l’émission de permis pour ce type d’entreprise. Pour les entrepreneurs, il est suggéré de solliciter l’aide d’experts lors de l’élaboration de leur projet auprès d’incubateurs, d’initiatives collaboratives ou autres organismes. Enfin, il leur est conseillé de délimiter les pouvoirs des gestionnaires, de définir les tâches et de former les utilisateurs engagés afin d'inciter la cohésion et l’efficacité au sein de leurs organisations et pour assurer la qualité des services offerts.

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.

Towards a performance based design of shear walls based on damage criteria = Vers un dimensionnement performanciel des murs de refend basé sur des critères d'endommagement

Le dimensionnement basé sur la performance (DBP), dans une approche déterministe, caractérise les objectifs de performance par rapport aux niveaux de performance souhaités. Les objectifs de performance sont alors associés à l'état d'endommagement et au niveau de risque sismique établis. Malgré cette approche rationnelle, son application est encore difficile. De ce fait, des outils fiables pour la capture de l'évolution, de la distribution et de la quantification de l'endommagement sont nécessaires. De plus, tous les phénomènes liés à la non-linéarité (matériaux et déformations) doivent également être pris en considération. Ainsi, cette recherche montre comment la mécanique de l'endommagement pourrait contribuer à résoudre cette problématique avec une adaptation de la théorie du champ de compression modifiée et d'autres théories complémentaires. La formulation proposée adaptée pour des charges monotones, cycliques et de type pushover permet de considérer les effets non linéaires liés au cisaillement couplé avec les mécanismes de flexion et de charge axiale. Cette formulation est spécialement appliquée à l'analyse non linéaire des éléments structuraux en béton soumis aux effets de cisaillement non égligeables. Cette nouvelle approche mise en œuvre dans EfiCoS (programme d'éléments finis basé sur la mécanique de l'endommagement), y compris les critères de modélisation, sont également présentés ici. Des calibrations de cette nouvelle approche en comparant les prédictions avec des données expérimentales ont été réalisées pour les murs de refend en béton armé ainsi que pour des poutres et des piliers de pont où les effets de cisaillement doivent être pris en considération. Cette nouvelle version améliorée du logiciel EFiCoS a démontrée être capable d'évaluer avec précision les paramètres associés à la performance globale tels que les déplacements, la résistance du système, les effets liés à la réponse cyclique et la quantification, l'évolution et la distribution de l'endommagement. Des résultats remarquables ont également été obtenus en référence à la détection appropriée des états limites d'ingénierie tels que la fissuration, les déformations unitaires, l'éclatement de l'enrobage, l'écrasement du noyau, la plastification locale des barres d'armature et la dégradation du système, entre autres. Comme un outil pratique d'application du DBP, des relations entre les indices d'endommagement prédits et les niveaux de performance ont été obtenus et exprimés sous forme de graphiques et de tableaux. Ces graphiques ont été développés en fonction du déplacement relatif et de la ductilité de déplacement. Un tableau particulier a été développé pour relier les états limites d'ingénierie, l'endommagement, le déplacement relatif et les niveaux de performance traditionnels. Les résultats ont démontré une excellente correspondance avec les données expérimentales, faisant de la formulation proposée et de la nouvelle version d'EfiCoS des outils puissants pour l'application de la méthodologie du DBP, dans une approche déterministe.

Regulation of osteoclast activation and autophagy through altered protein kinase pathways in Paget's disease of bone

Résumé : La maladie osseuse de Paget (MP) est un désordre squelettique caractérisé par une augmentation focale et désorganisée du remodelage osseux. Les ostéoclastes (OCs) de MP sont plus larges, actifs et nombreux, en plus d’être résistants à l’apoptose. Même si la cause précise de la MP demeure inconnue, des mutations du gène SQSTM1, codant pour la protéine p62, ont été décrites dans une proportion importante de patients avec MP. Parmi ces mutations, la substitution P392L est la plus fréquente, et la surexpression de p62P392L dans les OCs génère un phénotype pagétique partiel. La protéine p62 est impliquée dans de multiples processus, allant du contrôle de la signalisation NF-κB à l’autophagie. Dans les OCs humains, un complexe multiprotéique composé de p62 et des kinases PKCζ et PDK1 est formé en réponse à une stimulation par Receptor Activator of Nuclear factor Kappa-B Ligand (RANKL), principale cytokine impliquée dans la formation et l'activation des OCs. Nous avons démontré que PKCζ est impliquée dans l’activation de NF-κB induite par RANKL dans les OCs, et dans son activation constitutive en présence de p62P392L. Nous avons également observé une augmentation de phosphorylation de Ser536 de p65 par PKCζ, qui est indépendante d’IκB et qui pourrait représenter une voie alternative d'activation de NF-κB en présence de la mutation de p62. Nous avons démontré que les niveaux de phosphorylation des régulateurs de survie ERK et Akt sont augmentés dans les OCs MP, et réduits suite à l'inhibition de PDK1. La phosphorylation des substrats de mTOR, 4EBP1 et la protéine régulatrice Raptor, a été évaluée, et une augmentation des deux a été observée dans les OCs pagétiques, et est régulée par l'inhibition de PDK1. Également, l'augmentation des niveaux de base de LC3II (associée aux structures autophagiques) observée dans les OCs pagétiques a été associée à un défaut de dégradation des autophagosomes, indépendante de la mutation p62P392L. Il existe aussi une réduction de sensibilité à l’induction de l'autophagie dépendante de PDK1. De plus, l’inhibition de PDK1 induit l’apoptose autant dans les OCs contrôles que pagétiques, et mène à une réduction significative de la résorption osseuse. La signalisation PDK1/Akt pourrait donc représenter un point de contrôle important dans l’activation des OCs pagétiques. Ces résultats démontrent l’importance de plusieurs kinases associées à p62 dans la sur-activation des OCs pagétiques, dont la signalisation converge vers une augmentation de leur survie et de leur fonction de résorption, et affecte également le processus autophagique.

Évolution des systèmes d'élevage dans les steppes du Maghreb : enjeux et perspectives

L’objectif de cet essai est d’analyser les forces, faiblesses, menaces et opportunités des systèmes d’élevage du Maghreb en territoire steppique, afin de proposer des pistes d’évolution vers un système durable. Le pastoralisme en steppe, comme ailleurs, repose sur la disponibilité fourragère des pâturages, qui permet de nourrir les animaux. Or, le Maroc, l’Algérie et la Tunisie rencontrent actuellement des difficultés pour exercer cette pratique : les ressources naturelles des parcours diminuent à la fois en surface et en productivité, tandis que le cheptel augmente pour répondre à la demande alimentaire des populations grandissantes. La pâture ne permet plus de satisfaire les besoins des troupeaux. Les éleveurs sont donc obligés d’apporter des complémentations alimentaires au cheptel, notamment de l’orge en grain. De ce fait, les systèmes d’élevage sont devenus dépendants du marché des compléments. Dans ces conditions, comment assurer une activité d’élevage en steppe sur le long terme ? Les pratiques de restauration et de réhabilitation des parcours dégradés, comme la mise en défens, le pâturage différé ou les plantations pastorales, ainsi que d’autres modes de conduite des animaux peuvent limiter la diminution du couvert végétal. Aussi, les sous-produits agro-industriels tels que les grignons d’olives ou la pulpe de tomates semblent offrir une certaine alternative pour nourrir les animaux. Ils peuvent remplacer les apports en orge et différentes techniques permettent leur conservation. Il est également important de renforcer la synergie entre les acteurs pour amener à une gestion durable du territoire steppique. Diverses actions de lutte contre la pauvreté, la désertification, la contrebande et la course à l’appropriation foncière vont également dans le sens de la préservation de l’environnement et du bien-être des sociétés de ces territoires d’élevage. Il s’agit d’un défi de taille, dont les enjeux sont primordiaux pour les populations du Maghreb. Les systèmes pastoraux s’intensifient et les inégalités foncières issues des jeux de pouvoir sociaux creusent la pauvreté en steppe. La complémentation animale est telle qu’on ne peut d’ailleurs plus vraiment parler de pastoralisme. De nos jours, les produits des terres cultivées du monde servent en grande partie à nourrir les animaux d’élevage au lieu d’utiliser les ressources naturelles disponibles de manière raisonnée. Il y a là une incohérence flagrante dans les chaînes de production de viande et les habitudes de consommation. Il serait donc intéressant pour l’avenir des populations de repenser ces mécanismes afin d’aller vers une solidarité socioécologique, au niveau du Maghreb comme au niveau mondial.

Les bandes riveraines au Québec : obstacles à leur végétalisation et démarche à entreprendre

Les bandes riveraines des cours d’eau sont essentielles au maintien d’un équilibre écosystémique entre l’environnement terrestre et hydrique. Elles sont souvent définies comme une bande de terre végétalisée qui borde les cours d’eau. Celles-ci procurent des avantages environnementaux, paysagers et économiques importants aux communautés qui en bénéficient. Au Québec, plusieurs lois et règlements gouvernementaux ont un impact sur les bandes riveraines. La gestion de la compétence et l’application règlementaire sont déléguées aux municipalités, toutefois ce ne sont pas toutes les municipalités qui appliquent leur règlementation et cela a un impact négatif sur la santé des bandes riveraines dont on constate la dégradation sur les berges de nombreux cours d’eau. L’objectif de cet essai vise à présenter un portrait de la situation des bandes riveraines au Québec et de leur état, ainsi que d’identifier les différents obstacles à leur végétalisation. Ces derniers se divisent en trois groupes soit l’insuffisance de volonté politique de la part des élus municipaux afin de faire appliquer la règlementation en vigueur, le manque de ressources financières et humaines dans la fonction publique municipale et l’utilisation du territoire par les propriétaires riveraines. Ces différents freins favorisent la dégradation des berges des rivières du Québec. Cet essai a également comme objectif de présenter les actions effectuées par les communautés locales afin d’améliorer la situation. Depuis plusieurs années, certaines municipalités ont décidé de végétaliser leurs berges et de conscientiser leurs citoyens aux bienfaits des bandes riveraines et à leur préservation. Diverses organisations se sont aussi données comme mandat d’agir dans leur localité. C’est le cas des organismes de bassin versant et des associations de riverains qui organisent des actions de distribution et de plantations d’arbres, ainsi que de sensibilisation. Pour encourager l’ensemble des municipalités du Québec à agir et les aider dans la mise en œuvre d’actions, une démarche est détaillée dans le présent essai misant, entre autres, sur la sensibilisation des riverains, l’aménagement de bandes riveraines publiques et un plan de communication. Des recommandations destinées au gouvernement et aux instances municipales sont également formulées afin de modifier les mécanismes entourant la gestion règlementaire des bandes riveraines et pour les végétaliser adéquatement afin qu’elles puissent fournir des services écosystémiques nécessaires au maintien d’un équilibre entre les milieux aquatiques et terrestres. Enfin, les municipalités gagneraient à faire appliquer leur règlementation si elles veulent améliorer leur environnement et la qualité de l’eau sur leur territoire.

Développement et évaluation d’une activité de formation continue pour les infirmières et infirmiers œuvrant en soins critiques pédiatriques concernant le processus de don d’organes

Introduction. Le don d’organes chez la clientèle pédiatrique demeure un domaine peu étudié. Malgré que la population pédiatrique représente moins de 10 % de l’ensemble des donneurs au Québec, il demeure que des donneurs potentiels ne sont pas identifiés et le taux de refus des familles demeure élevé. Les infirmières sont les seules professionnelles constamment au chevet des patients et, selon leurs dires, elles manquent de connaissances sur ce sujet. La formation des infirmières pourrait amener une meilleure connaissance du processus de don d’organes et un meilleur accompagnement des familles dans ce contexte. Par ailleurs, les formations sont peu nombreuses, coûteuses et ne sont pas basées sur une évaluation des besoins de formation identifiés par les infirmières elles-mêmes. Objectifs. Cette recherche avait pour but de développer et d’évaluer une activité de formation continue concernant le don d’organes pédiatrique et destinée aux infirmières de ce domaine de soins. Les objectifs étaient : 1) de décrire les composantes essentielles d’une formation continue concernant le processus de don d’organes, 2) valider ces composantes essentielles auprès des détenteurs d’enjeux, 3) construire une activité de formation basée sur ces composantes, 4) d’évaluer les connaissances et les intérêts avant et après l’activité de formation continue, et 5) d’évaluer la satisfaction des participants après la formation. Méthodologie. Le modèle de Michaud, Dionne et Beaulieu (2007) a servi de cadre conceptuel de la compétence dans cette étude et s’inspire du devis qualitatif évaluatif de 4e génération de Guba et Lincoln (1989). D’abord, pour l’évaluation des besoins, des données quantitatives issues d’un questionnaire préliminaire en ligne, suivi d’un forum de discussion virtuel, furent utilisés. Une activité de formation continue modulaire en ligne fut créée, combinée à un pré-test et post-test. À ce dernier était greffé un questionnaire de satisfaction des participants. Résultats. Au départ, 51 participants contribuèrent à l’établissement des besoins de formation. Pour la formation, 13 infirmières l’ont suivie et ont montré une amélioration de leurs connaissances, notamment au niveau du soutien aux familles et sur le concept de mort cérébrale. Le sentiment augmenté d’auto-efficacité, associé aux ressources internes furent partagés par les participants lors du questionnaire de satisfaction.

Levier synthétique de silice : une approche pour fonctionnaliser les surfaces hydroxylées

La présente recherche couvre les premiers essais d’une nouvelle méthode de fonctionnalisation chimique de surfaces hydroxylées. La méthode consiste à faire réagir ladite surface avec un réactif en excès, le tétrachlorure de silicium (SiCl4), rendant celle-ci chimiquement réactive à n’importe quel alcool externe ajouté par la suite au milieu. L’alcool externe modifie les propriétés de surface du substrat dépendamment de sa composition. Une multitude de fonctionnalités chimiques peuvent être présentes sur l’alcool externe et ce sont elles qui dictent les nouvelles propriétés de surface. Dans l’étude présente, les substrats étudiés ont été la cellulose microcristalline commerciale (MCC), la fibre de chanvre délignifiée et la corde de lin. La MCC est une cellulose fortement hydrolysée et purifiée ayant une structure cristalline la rendant insoluble. L’absence d’impuretés pouvant engendrer des interférences est la raison majeure pour laquelle ce substrat a été employé en premier. Avec des alcools tels que le 1-décanol, le 10-undécènol et le PEG-400, les propriétés de surfaces ont été ajustées et ont permis les premières applications comme substrat fibreux dans des composites de LDPE et de PLA. Une fois modifiés avec le 1-décanol et le 10-undécènol, les substrats ont montré des propriétés surfaciques hydrophobes n’absorbant plus l’eau et montrant des angles de contacts supérieurs à 90o avec celle-ci. Des mélanges à 17 et à 50 % massiques de ces substrats modifiés ont donc été faits avec le LDPE et une caractérisation complète des composites a été effectuée. Les tests mécaniques des composites modifiés de 17 % massique de MCC et de corde ont démontré une claire adhésion substrat-matrice par l’augmentation de la contrainte maximale ainsi que de l’élongation à la rupture. Pour ce qui est des substrats avec PEG-400, la fonctionnalisation a été démontrée et des composites MCC-PLA ont été faits. La modification de la MCC a engendré un changement des propriétés mécaniques sans toutefois surpasser le PLA de départ. Néanmoins, dans tous les cas, l’adhésion substrat-matrice a été améliorée par la réaction et a pu être démontrée par l’étude des fractures et des coupes microtomes au MEB. Finalement, la dispersion et les interactions à l’intérieur des composites de MCC à 17 et à 50 % ont été observées par rhéologie. Les composites modifiés ont montré une meilleure dispersion comparativement aux composites de MCC qui eux engendrent même la formation de réseau substrat-substrat.

Recommandations pour une gestion durable des espaces verts en Bourgogne

Les espaces verts offrent de nombreux bienfaits aux populations urbaines, mais nécessitent souvent d’être gérés pour répondre aux besoins humains ainsi qu’aux contraintes du milieu. Dès les années 1950, cette gestion a été assurée par des pratiques horticoles intensives. Toutefois, à partir de 1970, les conséquences environnementales de ce mode de gestion chimique et mécanique ont poussé des gestionnaires à réviser leurs pratiques et s’engager dans la gestion durable. En France, l’adoption de la gestion durable par les collectivités est restée hétérogène et des pratiques dommageables pour l’environnement ont persisté jusqu’à aujourd’hui. Cependant, l’interdiction au 1er janvier 2017 pour les collectivités d’utiliser des produits phytosanitaires en zone non-agricole les poussent à réviser en profondeur leur gestion des espaces verts et se tourner vers des pratiques durables. Dans ce contexte, l’objectif de l’essai a été de dégager des recommandations pour la mise en œuvre effective d’une gestion durable des espaces verts en Bourgogne. Les enjeux identifiés dans cette gestion étaient la biodiversité, l’eau, le sol, la gestion et le paysage. Une enquête par questionnaire a permis de constater que les gestionnaires d’espaces verts étaient intéressés par la gestion durable et avaient déjà adopté des pratiques pour répondre aux enjeux de gestion identifiés. Toutefois, l’analyse des réponses a également révélé que le traitement des enjeux était inégal et qu’un important frein technique était rencontré. Ces résultats ont montré l’importance de diffuser des pratiques et d’apporter un support technique. Des études de cas auprès de gestionnaires bourguignons ont permis d’observer leurs pratiques. Une fois les pratiques analysées au regard des enjeux identifiés, elles ont permis de dégager des recommandations globales pour une gestion durable des espaces verts. Celles-ci sont au nombre de 45 et répondent à 15 problématiques rencontrées par les gestionnaires, telles que le désherbage, la fertilisation et le choix des végétaux. Finalement, afin de faciliter la diffusion des recommandations et leur application par les gestionnaires d’espaces verts, il a été décidé de les synthétiser sous forme de fiches. Celles-ci concernent les mêmes problématiques, mais sont organisées par type de formation végétale, afin de se rapprocher du travail de terrain des gestionnaires. L’aspect technique est également renforcé. Ces fiches synthétiques sont destinées à être diffusées aux communes par la Fredon Bourgogne en accompagnement des plans de gestion différenciée qu’elle développe.

On precise three-dimensional environment modeling via UAV-based photogrammetric systems

Abstract : Images acquired from unmanned aerial vehicles (UAVs) can provide data with unprecedented spatial and temporal resolution for three-dimensional (3D) modeling. Solutions developed for this purpose are mainly operating based on photogrammetry concepts, namely UAV-Photogrammetry Systems (UAV-PS). Such systems are used in applications where both geospatial and visual information of the environment is required. These applications include, but are not limited to, natural resource management such as precision agriculture, military and police-related services such as traffic-law enforcement, precision engineering such as infrastructure inspection, and health services such as epidemic emergency management. UAV-photogrammetry systems can be differentiated based on their spatial characteristics in terms of accuracy and resolution. That is some applications, such as precision engineering, require high-resolution and high-accuracy information of the environment (e.g. 3D modeling with less than one centimeter accuracy and resolution). In other applications, lower levels of accuracy might be sufficient, (e.g. wildlife management needing few decimeters of resolution). However, even in those applications, the specific characteristics of UAV-PSs should be well considered in the steps of both system development and application in order to yield satisfying results. In this regard, this thesis presents a comprehensive review of the applications of unmanned aerial imagery, where the objective was to determine the challenges that remote-sensing applications of UAV systems currently face. This review also allowed recognizing the specific characteristics and requirements of UAV-PSs, which are mostly ignored or not thoroughly assessed in recent studies. Accordingly, the focus of the first part of this thesis is on exploring the methodological and experimental aspects of implementing a UAV-PS. The developed system was extensively evaluated for precise modeling of an open-pit gravel mine and performing volumetric-change measurements. This application was selected for two main reasons. Firstly, this case study provided a challenging environment for 3D modeling, in terms of scale changes, terrain relief variations as well as structure and texture diversities. Secondly, open-pit-mine monitoring demands high levels of accuracy, which justifies our efforts to improve the developed UAV-PS to its maximum capacities. The hardware of the system consisted of an electric-powered helicopter, a high-resolution digital camera, and an inertial navigation system. The software of the system included the in-house programs specifically designed for camera calibration, platform calibration, system integration, onboard data acquisition, flight planning and ground control point (GCP) detection. The detailed features of the system are discussed in the thesis, and solutions are proposed in order to enhance the system and its photogrammetric outputs. The accuracy of the results was evaluated under various mapping conditions, including direct georeferencing and indirect georeferencing with different numbers, distributions and types of ground control points. Additionally, the effects of imaging configuration and network stability on modeling accuracy were assessed. The second part of this thesis concentrates on improving the techniques of sparse and dense reconstruction. The proposed solutions are alternatives to traditional aerial photogrammetry techniques, properly adapted to specific characteristics of unmanned, low-altitude imagery. Firstly, a method was developed for robust sparse matching and epipolar-geometry estimation. The main achievement of this method was its capacity to handle a very high percentage of outliers (errors among corresponding points) with remarkable computational efficiency (compared to the state-of-the-art techniques). Secondly, a block bundle adjustment (BBA) strategy was proposed based on the integration of intrinsic camera calibration parameters as pseudo-observations to Gauss-Helmert model. The principal advantage of this strategy was controlling the adverse effect of unstable imaging networks and noisy image observations on the accuracy of self-calibration. The sparse implementation of this strategy was also performed, which allowed its application to data sets containing a lot of tie points. Finally, the concepts of intrinsic curves were revisited for dense stereo matching. The proposed technique could achieve a high level of accuracy and efficiency by searching only through a small fraction of the whole disparity search space as well as internally handling occlusions and matching ambiguities. These photogrammetric solutions were extensively tested using synthetic data, close-range images and the images acquired from the gravel-pit mine. Achieving absolute 3D mapping accuracy of 11±7 mm illustrated the success of this system for high-precision modeling of the environment.

Synthèse de titanates de lithium nanostructurés par plasma inductif pour les batteries lithium-ion

Le marché des accumulateurs lithium-ion est en expansion. Cette croissance repose partiellement sur la multiplication des niches d’utilisation et l’amélioration constante de leurs performances. En raison de leur durabilité exceptionnelle, de leur faible coût, de leur haute densité de puissance et de leur fiabilité, les anodes basées sur les titanates de lithium, et plus particulièrement le spinelle Li4Ti5O12, présentent une alternative d’intérêt aux matériaux classiques d’anodes en carbone pour de multiples applications. Leur utilisation sous forme de nanomatériaux permet d’augmenter significativement la puissance disponible par unité de poids. Ces nanomatériaux ne sont typiquement pas contraints dans une direction particulière (nanofils, nanoplaquettes), car ces formes impliquent une tension de surface plus importante et requièrent donc généralement un mécanisme de synthèse dédié. Or, ces nanostructures permettent des réductions supplémentaires dans les dimensions caractéristiques de diffusion et de conduction, maximisant ainsi la puissance disponible, tout en affectant les propriétés habituellement intrinsèques des matériaux. Par ailleurs, les réacteurs continus reposant sur la technologie du plasma thermique inductif constituent une voie de synthèse démontrée afin de générer des volumes importants de matériaux nanostructurés. Il s’avère donc pertinent d’évaluer leur potentiel dans la production de titanates de lithium nanostructurés. La pureté des titanates de lithium est difficile à jauger. Les techniques de quantification habituelles reposent sur la fluorescence ou la diffraction en rayons X, auxquelles le lithium élémentaire se prête peu ou pas. Afin de quantifier les nombreuses phases (Li4Ti5O12, Li2Ti3O7, Li2TiO3, TiO2, Li2CO3) identifiées dans les échantillons produits par plasma, un raffinement de Rietveld fut développé et validé. La présence de γ-Li2TiO3 fut identifiée, et la calorimétrie en balayage différentiel fut explorée comme outil permettant d’identifier et de quantifier la présence de β-Li2TiO3. Différentes proportions entre les phases produites et différents types de morphologies furent observés en fonction des conditions d’opération du plasma. Ainsi, des conditions de trempe réductrice et d’ensemencement en Li4Ti5O12 nanométrique semblent favoriser l’émergence de nanomorphologies en nanofils (associés à Li4Ti5O12) et en nanoplaquette (associées à Li2TiO3). De plus, l’ensemencement et les recuits augmentèrent significativement le rendement en la phase spinelle Li4Ti5O12 recherchée. Les recuits sur les poudres synthétisées par plasma indiquèrent que la décomposition du Li2Ti3O7 produit du Li4Ti5O12, du Li2TiO3 et du TiO2 (rutile). Afin d’approfondir l’investigation de ces réactions de décomposition, les paramètres cristallins du Li2Ti3O7 et du γ-Li2TiO3 furent définis à haute température. Des mesures continues en diffraction en rayon X à haute température furent réalisées lors de recuits de poudres synthétisées par plasma, ainsi que sur des mélanges de TiO2 anatase et de Li2CO3. Celles-ci indiquent la production d’un intermédiaire Li2Ti3O7 à partir de l’anatase et du carbonate, sa décomposition en Li4Ti5O12 et TiO2 (rutile) sur toute la plage de température étudiée, et en Li2TiO3 et TiO2 (rutile) à des températures inférieures à 700°C.

La modification chimique en surface de la cellulose microcristalline et son application dans les composites de polyéthylène

Dans le contexte de la production d’éthanol cellulosique, la cellulose doit être hydrolysée par voie chimique ou enzymatique. Dans ce procédé d’hydrolyse, la partie cristalline de la cellulose est plus difficilement fragmentable, ce qui entraîne des coûts supplémentaires dues au temps de traitement plus élevé ou à la quantité supplémentaire de produits chimiques nécessaires. Dans l’optique de réduire les coûts de l’hydrolyse tout en recherchant une voie pour valoriser la cellulose cristalline, l’idée de fabriquer des composites polymères/cellulose est attrayante. L’objectif du présent travail a donc été de valider si la cellulose microcristalline tirée d’un processus d’hydrolyse acide pourrait mener à de nouveaux matériaux composites à valeur ajoutée. Un obstacle anticipé dans le projet a été la faible adhésion de la cellulose, hydrophile et polaire, aux polymères généralement beaucoup moins polaires. Le développement de composites performants et l’atteinte de teneurs élevés en cellulose microcristalline a donc inclus, sur le plan chimique, l’objectif de comparer divers traitements de surface de la cellulose qui permettrait de pallier aux défis anticipés. La méthodologie utilisée dans ce projet a consisté à développer et optimiser un protocole de modification chimique sur de la cellulose microcristalline commerciale à l’échelle laboratoire. Les celluloses modifiées ont été soumises à une caractérisation par analyse de l’angle de contact pour caractériser l’hydrophobicité des fibres, par spectrométrie photoélectronique X pour l’analyse de la composition chimique des fibres, par granulométrie laser pour mesurer la longueur des différentes fibres et microscopie optique pour l’observation de la longueur des fibres. Toutes les techniques ont été utilisées afin de comparer les propriétés des celluloses modifiées à celles de la cellulose de référence. La cellulose de référence et les celluloses modifiées chimiquement ont ensuite été mélangées à des concentrations de 0 à 50% avec du polyéthylène de basse densité à l’état fondu en utilisant un mélangeur interne de type Brabender®. Les composites ont été caractérisés par microscopie électronique à balayage pour analyser la morphologie de mélange sur les surfaces de rupture et l’homogénéité du mélange, par des analyses rhéologiques afin d’obtenir la viscosité en fonction du cisaillement et par des essais de traction afin de déterminer leur Module de Young, leur résistance à la traction et leur élongation à la rupture. Ces caractéristiques permettent de prévoir la performance des composites dans des applications structurales.

Mise en valeur des résidus du concentrateur de la mine Niobec par la flottaison de l’apatite

L’usine Niobec traite un minerai de pyrochlore porteur de niobium pour produire le ferro-niobium utilisé pour la fabrication d’acier. L’usine récupère environ 60% des minéraux de niobium. Les rejets contiennent du niobium et d’autres espèces minérales potentiellement valorisables. Les travaux présentés dans ce mémoire visent à identifier les espèces pouvant être valorisées dans les rejets de Niobec dont les plus prometteurs sont les éléments de terres rares, les minéraux de niobium et l’apatite. Dans le but de concentrer l’apatite des rejets de l’usine, une analyse chimique des rejets a permis de cibler comme flux d’intérêt les particules de dimension supérieure à 0,038mm dans le concentré de carbonates et les rejets du circuit de flottation du pyrochlore. La méthode utilisée pour valoriser les phosphates est la flottation. Les meilleurs résultats ont été obtenus par flottation directe des minéraux de phosphate du concentré de carbonates dans les rejets de Niobec. Le collecteur utilisé est un acide gras de type AERO 6493 avec un mélange d’amidon de tapioca et de NaOH utilisé comme déprimant pour les carbonates. Ces conditions ont permis de produire un concentré d’apatite titrant entre 30 à 32 % P2O5 avec un rendement de 50 à 60% du P2O5 contenue dans le concentré de carbonates. La teneur en MgO dans le concentré d’apatite est comprise entre 3 et 4% comparativement à 15% dans l’alimentation. Puisque le MgO est principalement associé à la dolomie ces résultats confirment une bonne dépression de ce minéral lors de la flottation de l’apatite du concentré de carbonates. La flottation de l’apatite à partir des rejets du pyrochlore n’a pas permis d’obtenir un concentré de valeur commerciale. Le meilleur résultat obtenu lors des essais de flottation sur les rejets pyrochlore correspond à une teneur de 14%avec un rendement de 53% P2O5. Les résultats obtenus montrent toutefois le potentiel associé à la récupération des minéraux de phosphates et justifient la poursuite des travaux, cette fois, moins exploratoires que les travaux rapportés dans ce mémoire.