Effets d'une stratégie d'enseignement axée sur les mises en situation en électrotechnique

Le but de cette recherche était d'évaluer si une stratégie d'enseignement axée sur les mises en situation, permettrait aux élèves d'électrotechnique de collège II, d'améliorer leur capacité à résoudre des problèmes, tant théoriques que pratiques. Pour vérifier cette hypothèse, nous nous sommes appuyé sur des recherches faites en psychologie cognitive et dans le domaine de la psychologie appliquée à l'entraînement dans le monde du travail. Les sujets qui ont participé à l'expérimentation étaient composés de l’ensemble des élèves qui suivaient le cours d'électronique industrielle portant le numéro 243-370-84. Le protocole expérimental était de type pré-expérimental avec expérimentation réelle. Il prévoyait un prétest théorique et un prétest pratique, une intervention d'une durée de six semaines, et un post-test théorique et pratique. L'intervention s'est faite à l'intérieur des périodes prévues du cours concerné, et comprenait six modules, dont le contenu portait sur les sources à courant continu. Les résultats de cette recherche indiquent qu'il y a eu une amélioration sensible des performances de résolution de problèmes, tant théoriques que pratiques, et permettent de partager le taux de réussite des problèmes de type déclaratif et procédural. Nous croyons que cette stratégie peut améliorer l'acquisition de connaissances, favoriser la création de liens et l'habileté à résoudre des problèmes.

Multiphase modeling of melting / solidification with high density variations using XFEM

La modélisation de la cryolite, utilisée dans la fabrication de l’aluminium, implique plusieurs défis, notament la présence de discontinuités dans la solution et l’inclusion de la difference de densité entre les phases solide et liquide. Pour surmonter ces défis, plusieurs éléments novateurs ont été développés dans cette thèse. En premier lieu, le problème du changement de phase, communément appelé problème de Stefan, a été résolu en deux dimensions en utilisant la méthode des éléments finis étendue. Une formulation utilisant un multiplicateur de Lagrange stable spécialement développée et une interpolation enrichie a été utilisée pour imposer la température de fusion à l’interface. La vitesse de l’interface est déterminée par le saut dans le flux de chaleur à travers l’interface et a été calculée en utilisant la solution du multiplicateur de Lagrange. En second lieu, les effets convectifs ont été inclus par la résolution des équations de Stokes dans la phase liquide en utilisant la méthode des éléments finis étendue aussi. Troisièmement, le changement de densité entre les phases solide et liquide, généralement négligé dans la littérature, a été pris en compte par l’ajout d’une condition aux limites de vitesse non nulle à l’interface solide-liquide pour respecter la conservation de la masse dans le système. Des problèmes analytiques et numériques ont été résolus pour valider les divers composants du modèle et le système d’équations couplés. Les solutions aux problèmes numériques ont été comparées aux solutions obtenues avec l’algorithme de déplacement de maillage de Comsol. Ces comparaisons démontrent que le modèle par éléments finis étendue reproduit correctement le problème de changement phase avec densités variables.

Dyslexia, problem solving and text processing : a conceptual framework describing reading difficulties in dyslexia as an information-processing problem

Résumé : Une définition opérationnelle de la dyslexie qui est adéquate et pertinente à l'éducation n'a pu être identifiée suite à une recension des écrits. Les études sur la dyslexie se retrouvent principalement dans trois champs: la neurologie, la neurolinguistique et la génétique. Les résultats de ces recherches cependant, se limitent au domaine médical et ont peu d'utilité pour une enseignante ou un enseignant. La classification de la dyslexie de surface et la dyslexie profonde est la plus appropriée lorsque la dyslexie est définie comme trouble de lecture dans le contexte de l'éducation. L'objectif de ce mémoire était de développer un cadre conceptuel théorique dans lequel les troubles de lecture chez les enfants dyslexiques sont dû à une difficulté en résolution de problèmes dans le traitement de l'information. La validation du cadre conceptuel a été exécutée à l'aide d'un expert en psychologie cognitive, un expert en dyslexie et une enseignante. La perspective de la résolution de problèmes provient du traitement de l'information en psychologie cognitive. Le cadre conceptuel s'adresse uniquement aux troubles de lectures qui sont manifestés par les enfants dyslexiques.||Abstract : An extensive literature review failed to uncover an adequate operational definition of dyslexia applicable to education. The predominant fields of research that have produced most of the studies on dyslexia are neurology, neurolinguistics and genetics. Their perspectives were shown to be more pertinent to medical experts than to teachers. The categorization of surface and deep dyslexia was shown to be the best description of dyslexia in an educational context. The purpose of the present thesis was to develop a theoretical conceptual framework which describes a link between dyslexia, a text-processing model and problem solving. This conceptual framework was validated by three experts specializing in a specific field (either cognitive psychology, dyslexia or teaching). The concept of problem solving was based on information-processing theories in cognitive psychology. This framework applies specifically to reading difficulties which are manifested by dyslexic children.

Jeux de policiers et voleurs, Modèles et applications

Les jeux de policiers et voleurs sont étudiés depuis une trentaine d’années en informatique et en mathématiques. Comme dans les jeux de poursuite en général, des poursuivants (les policiers) cherchent à capturer des évadés (les voleurs), cependant ici les joueurs agissent tour à tour et sont contraints de se déplacer sur une structure discrète. On suppose toujours que les joueurs connaissent les positions exactes de leurs opposants, autrement dit le jeu se déroule à information parfaite. La première définition d’un jeu de policiers-voleurs remonte à celle de Nowakowski et Winkler [39] et, indépendamment, Quilliot [46]. Cette première définition présente un jeu opposant un seul policier et un seul voleur avec des contraintes sur leurs vitesses de déplacement. Des extensions furent graduellement proposées telles que l’ajout de policiers et l’augmentation des vitesses de mouvement. En 2014, Bonato et MacGillivray [6] proposèrent une généralisation des jeux de policiers-voleurs pour permettre l’étude de ceux-ci dans leur globalité. Cependant, leur modèle ne couvre aucunement les jeux possédant des composantes stochastiques tels que ceux dans lesquels les voleurs peuvent bouger de manière aléatoire. Dans ce mémoire est donc présenté un nouveau modèle incluant des aspects stochastiques. En second lieu, on présente dans ce mémoire une application concrète de l’utilisation de ces jeux sous la forme d’une méthode de résolution d’un problème provenant de la théorie de la recherche. Alors que les jeux de policiers et voleurs utilisent l’hypothèse de l’information parfaite, les problèmes de recherches ne peuvent faire cette supposition. Il appert cependant que le jeu de policiers et voleurs peut être analysé comme une relaxation de contraintes d’un problème de recherche. Ce nouvel angle de vue est exploité pour la conception d’une borne supérieure sur la fonction objectif d’un problème de recherche pouvant être mise à contribution dans une méthode dite de branch and bound.

Élaboration d'un cadre conceptuel de stratégies d'identification des processus cognitifs, créatifs et socio-affectif d'élèves doués

[…] La présente recherche vise le développement d'un cadre conceptuel de stratégies d'identification d'élèves doués du primaire et du secondaire en regard des sciences cognitives en général et de la psychologie cognitive en particulier qui ont peu explorées la douance jusqu'à présent. Cette recherche s'enrichit d'une branche spécifique de la psychologie cognitive, soit la résolution de problème, pour comprendre les caractéristiques des élèves doués qui appartiennent aux domaines cognitif, créatif et socio-affectif de la définition multidimensionnelle de la douance et pour créer un cadre conceptuel de stratégies d'identification qui visent la reconnaissance des processus de résolution de problème plutôt que la performance des élèves doués. Pour permettre la collecte d'éléments théoriques essentiels à l'élaboration du cadre conceptuel des stratégies d'identification qui doivent provoquer l'apparition des processus cognitifs, créatifs et socio-affectifs des élèves doués, la présente recherche effectue une recension des écrits scientifiques et spécifiques sur la psychologie cognitive et plus particulièrement sur la résolution de problème, sur le transfert des acquis et sur l'expertise en résolution de problème.

Les catholiques du Québec et le fascisme italien (1929-1939)

Foyer du catholicisme en Amérique du Nord, le Québec des années 1930 connaît, principalement à cause de la crise économique, un tel fourmillement d'idées que le sociologue Fernand Dumont a pu qualifier cette période de "première résolution tranquille". Le catholicisme qui jouit alors d'une "domination tranquille" depuis près d'un siècle dans la société canadienne-française, se voit contesté et remis en cause principalement par des mouvements révolutionnaires d'inspiration marxiste: le socialisme et le communisme. Reposant sur un modèle de société où le spirituel n'a pas de place, le communisme est vivement combattu par l'Église catholique tant au Québec que sur le plan mondial. Il existe déjà d'excellentes études sur les mouvements de gauche au Québec dans les années 1930 comme le livre de Marcel Fournier: Communisme et anticommunisme au Québec (1920-1950) et celui d'Andrée Lévesque: Virage à gauche interdit (1929-1939). Il en est cependant autrement en ce qui concerne une autre forme politique qui connaît également beaucoup de succès dans les années 30: il s'agit du fascisme, face auquel subsistent encore bien des questions quant à l'appui qu'il avait reçu de la part des catholiques du Québec. Parler de fascisme au Québec fait tout de suite penser ou bien au Parti National Social Chrétien (P.N.S.C.) d'Adrien Arcand, ou bien à une Église catholique réactionnaire qui, pour lutter contre la menace communiste, va appuyer sans réserve l'extrême-droite au niveau international tout en encourageant le développement de mouvements de ce genre au Québec. Cette opinion se retrouve surtout au Canada anglais comme le démontre Eugene Forsey avec son article "Clérical Fascism in Quebec", publié en 1937 dans Canadian Forum. Mais qu'en est-il vraiment de l'attitude des catholiques du Québec face au fascisme? Disons d'abord que le terme "fasciste" est aujourd'hui lourdement hypothéqué. Il évoque l'État totalitaire, le racisme, le recours à la terreur, la suppression de toute liberté et des procédés inhumains tels que la torture et les camps de concentration. Largement associé et identifié aux horreurs nazies, le fascisme s'est chargé après la Seconde Guerre mondiale d'un contenu très négatif qu'il n'avait pas dans les années 30 où il ne désignait que le régime autoritaire mis en place par Mussolini en Italie. En tout cas un bref examen des publications d'époque suffit pour nous convaincre que l'expérience italienne est suivie très attentivement au Québec dès ses débuts en 1922 et qu'elle ne cesse d'attirer l'attention des Québécois tout le long des années 1930. Parmi ceux qui vont s'intéresser le plus au phénomène fasciste, nous retrouvons les catholiques pour qui le fascisme pourrait constituer une façon efficace de lutter contre le communisme. Mais nous ne disposons que de très peu de recherches sur la perception des régimes et des idéologies d'extrême-droite par les Québécois. Si les années 1930 au Québec sont une période qui a déjà commencé à être étudiée par les historiens, ceux-ci ne se sont intéressés au phénomène fasciste que d'une façon mineure et indirecte. Pour s'en rendre compte il suffit d'ouvrir les ouvrages d'André J. Bélanger : L'apolitisme des idéologies québécoises (1934-1936) ou de Femand Dumont et al. : Idéologies au Canada français, 1930-1939. La perception de l'étranger par les Québécois ne semble pas être l'une de leurs grandes préoccupations. C'est une partie de ce vide que notre étude se propose de combler en essayant de découvrir quelle fut réellement la vision que les catholiques francophones du Québec ont eu du régime fasciste en Italie durant les années 30. Par l'analyse du contenu de publications catholiques ou d'esprit catholique, nous verrons quelle opinion ceux-ci se font du régime mussolinien et surtout nous capterons l’évolution de cette opinion à mesure que le monde avance vers la Seconde Guerre mondiale. Nous tenterons également de voir dans quelle mesure les jugements portés sur le fascisme peuvent être révélateurs de la vision que les catholiques entre tiennent de la société québécoise et de son avenir. Bien qu'elle fasse souvent allusion à des événements qui se sont déroulés dans les années 1920, notre étude porte d'abord sur les années 30 et s'arrête au moment où débute la Seconde Guerre mondiale, alors qu'il devient évident que tout le monde prend position contre le fascisme. [...]

Le problème de l'alcoolisme au Canada français : discours élitaires et mouvements sociaux

Le sujet abordé dans cette étude est celui des réactions de la société québécoise face à l'alcoolisme, ou plus précisément, face à la consommation abusive des boissons éthyliques avec les conséquences qui en découlent. Puisque l'alcoolisme existe ici comme ailleurs, et que chaque société de par la spécificité de son organisation sociale et de sa culture développe sa propre façon de voir ce problème et d'y faire face, nous nous sommes demandé quelles étaient les caractéristiques de la réponse québécoise à travers l'histoire. Il nous est apparu en tout premier lieu que la société québécoise avait réagi de façon plus tolérante que ses consoeurs nord-américaines au problème de la consommation abusive de l'alcool. À preuve, l'insuccès au Québec des mouvements de prohibition du 19e siècle qui embrasèrent toute l'Amérique du Nord. Ce trait particulier nous a incité à entreprendre une étude globale des réactions canadiennes-françaises au problème de l'alcoolisme. En remontant trois siècles d'histoire, nous nous sommes aperçu que, de façon intermittente, le problème de l'alcoolisme refaisait surface au sein de la société canadienne-française. Il nous est donc apparu que d'époque en époque la prise en charge du problème par les élites, et les moyens entrepris par les autorités pour s'attaquer au problème, traçaient assez fidèlement un portrait caractéristique de l'évolution de cette société à travers les diverses étapes de son histoire. La façon particulière de traiter du problème de l'alcoolisme, est-elle due au caractère distinct de cette société? Ou tout simplement, est-elle uniquement le résultat d'une appartenance religieuse différente? Ou faut-il chercher plutôt une explication d'ordre socio-économique? Ou encore, n'est-elle pas plus généralement le fruit d'une différence culturelle? Pour pousser plus à fond notre questionnement mais aussi, apporter des réponses à nos interrogations, nous avons cerné les différents intervenants impliqués dans le processus de résolution du problème de l'alcoolisme au Québec. Nous en concluons qu'il existe trois principaux types d'élites produisant le discours sur l'alcoolisme, soit: 1) le clergé catholique, 2) les hommes politiques et 3) le monde médical et scientifique. Il est important aussi de distinguer les mouvements sociaux qui développent leur propre discours à côté du discours élitaire. Le discours élitaire reflète l'organisation du pouvoir à diverses époques de notre histoire; clergé, État, communauté scientifique cherchent à imposer des solutions suivant des logiques qui leur sont propres. Pendant ce temps, les mouvements sociaux (mouvements de tempérance du 19e siècle, Lacordaire, Alcooliques Anonymes), font appel à la participation de la population impliquée. En principe les réponses viendraient cette fois de la base plutôt que de la tête du corps social. Mais ici aussi la logique de chaque mouvement est à la fois très distincte et très révélatrice de la spécificité d'une époque particulière dans l'évolution de l'organisation sociale et de la culture québécoise. Une fois ces intervenants bien identifiés, nous nous sommes attardé à étudier les différentes formes de discours véhiculées par ces intervenants, histoire de mieux comprendre leurs agissements en regard de l'idéologie sous-jacente au discours. Notre but: par le biais de l'histoire des idéologies faire progresser notre connaissance du phénomène de l'alcoolisme au Québec en cherchant à en spécifier les grandes caractéristiques. Pour atteindre notre but, nous avons conçu une problématique pouvant servir à l'analyse des réactions canadiennes-françaises face au problème de l'alcoolisme. Nous chercherons premièrement, à travers l'histoire de la société canadienne-française, les moments où la question de l'alcoolisme a pris une importance inhabituelle afin d'établir le phénomène de récurrence. Nous nous intéressons à voir, chaque fois que ce problème prend de l'importance, quels sont les acteurs, quel est le type de discours, quel est le degré d'implication de la population en général. Nous nous intéressons aussi à voir s'il y a développement ou changement à ce sujet. Chaque fois que le problème refait surface, reprend-on des éléments du discours de la dernière grande vague d'intérêt en les développant ou recommence-t-on à rendre compte du phénomène suivant une toute nouvelle logique? Pour mener à bien notre entreprise, nous avons divisé notre travail en cinq chapitres, chacun abordant une ou plusieurs formes de discours et un ou plusieurs types d'interventions. Nous avons choisi de commencer notre étude en 1660, parce qu'à cette date le phénomène de l'alcoolisme en colonie, particulièrement chez les tribus amérindiennes, se fait plutôt virulent, provoquant, de fait, un cri d'alarme de l'évêque auprès des autorités civiles. Et, nous terminerons cette étude en démontrant, l'impuissance de la médecine et de la science, au début des années 1980, à bien saisir le problème. [...]

Évolution pléistocène de la Seine fluviatile préservée en Baie de Seine

New high-resolution seismic data complemented with bedrock samples allowed us to propose a revised geological map of the Bay of Seine and to better define the control by the geological substrate on the morphogenesis and evolution of the Seine River during Pleistocene times. The new data confirm previous works. The Bay of Seine can be divided into two geological parts: a Mesozoic monocline domain occupying most of the bay and a syncline domain, mostly Tertiary, in the north, at the transition with the Central English Channel area. The highlighting of Eocene synsedimentary deformations, marked by sliding blocks in the syncline domain, is one of the most original inputs of this new study in the Bay of Seine that underlines the significant role of the substrate on the formation of the Seine paleo-valley. In the monocline domain, three terraces, pre-Saalian, Saalian and Weischelian in age respectively, constitute the infill of the paleovalley, preferentially incised into the middle to upper Jurassic marl-dominated formations, and bounded to the north by the seaward extension of the Oxfordian cuesta. The three terraces are preserved only along the northern bank of the paleovalley, evidencing a NE-to-SW migration of the successive valleys during the Pleistocene. We assume this displacement results from the tectonic tilt of the Paris Basin western margin. In the North, the paleo-Seine is incised into the axis of the tertiary syncline, and comprises three fill terraces that are assumed to have similar ages than those of the terraces. The fill terrace pattern is associated to the subsiding character of this northern domain of the Bay of Seine.

Analyse des signaux radars polarimétriques en bandes C et L pour le suivi de l'humidité du sol de sites forestiers

Résumé : Dans les couverts forestiers, le suivi de l’humidité du sol permet de prévenir plusieurs désastres tels que la paludification, les incendies et les inondations. Comme ce paramètre est très dynamique dans l’espace et dans le temps, son estimation à grande échelle présente un grand défi, d’où le recours à la télédétection radar. Le capteur radar à synthèse d’ouverture (RSO) est couramment utilisé grâce à sa vaste couverture et sa résolution spatiale élevée. Contrairement aux sols nus et aux zones agricoles, le suivi de l’humidité du sol en zone forestière est très peu étudié à cause de la complexité des processus de diffusion dans ce type de milieu. En effet, la forte atténuation de la contribution du sol par la végétation et la forte contribution de volume issue de la végétation réduisent énormément la sensibilité du signal radar à l’humidité du sol. Des études portées sur des couverts forestiers ont montré que le signal radar en bande C provient principalement de la couche supérieure et sature vite avec la densité de la végétation. Cependant, très peu d’études ont exploré le potentiel des paramètres polarimétriques, dérivés d’un capteur polarimétrique comme RADARSAT-2, pour suivre l’humidité du sol sur les couverts forestiers. L’effet du couvert végétal est moins important avec la bande L en raison de son importante profondeur de pénétration qui permet de mieux informer sur l’humidité du sol. L’objectif principal de ce projet est de suivre l’humidité du sol à partir de données radar entièrement polarimétriques en bandes C et L sur des sites forestiers. Les données utilisées sont celles de la campagne terrain Soil Moisture Active Passive Validation EXperiment 2012 (SMAPVEX12) tenue du 6 juin au 17 juillet 2012 au Manitoba (Canada). Quatre sites forestiers de feuillus ont été échantillonnés. L’espèce majoritaire présente est le peuplier faux-tremble. Les données utilisées incluent des mesures de l’humidité du sol, de la rugosité de surface du sol, des caractéristiques des sites forestiers (arbres, sous-bois, litières…) et des données radar entièrement polarimétriques aéroportées et satellitaires acquises respectivement, en bande L (UAVSAR) à 30˚ et 40˚ et en bande C (RADARSAT-2) entre 20˚ et 30˚. Plusieurs paramètres polarimétriques ont été dérivés des données UAVSAR et RADARSAT-2 : les coefficients de corrélation (ρHHVV, φHHVV, etc); la hauteur du socle; l’entropie (H), l’anisotropie (A) et l’angle alpha extraits de la décomposition de Cloude-Pottier; les puissances de diffusion de surface (Ps), de double bond (Pd) extraites de la décomposition de Freeman-Durden, etc. Des relations entre les données radar (coefficients de rétrodiffusion multifréquences et multipolarisations (linéaires et circulaires) et les paramètres polarimétriques) et l’humidité du sol ont été développées et analysées. Les résultats ont montré que 1) En bande L, plusieurs paramètres optimaux permettent le suivi de l’humidité du sol en zone forestière avec un coefficient de corrélation significatif (p-value < 0,05): σ[indice supérieur 0] linéaire et σ[indice supérieur 0] circulaire (le coefficient de corrélation, r, varie entre 0,60 et 0,96), Ps (r entre 0,59 et 0,84), Pd (r entre 0,6 et 0,82), ρHHHV_30˚, ρVVHV_30˚, φHHHV_30˚ and φHHVV_30˚ (r entre 0,56 et 0,81) alors qu’en bande C, ils sont réduits à φHHHV, φVVHV et φHHVV (r est autour de 0,90). 2) En bande L, les paramètres polarimétriques n’ont pas montré de valeur ajoutée par rapport aux signaux conventionnels multipolarisés d’amplitude, pour le suivi de l’humidité du sol sur les sites forestiers. En revanche, en bande C, certains paramètres polarimétriques ont montré de meilleures relations significatives avec l’humidité du sol que les signaux conventionnels multipolarisés d’amplitude.

Un modèle pour les algorithmes avec retour sur trace dans les tuteurs par traçage de modèles

La présente thèse décrit des travaux de recherches effectués sur des systèmes tutoriels intelligents (STI) et plus précisément sur les tuteurs par traçage de modèle (MTT). Les travaux de recherche présentés ici s’intéressent à la conception de MTT pour des domaines dans lesquels les étudiants peuvent résoudre la tâche qui leur est assignée de plusieurs façons. Ces domaines comportent parfois des algorithmes avec retour sur trace lorsque l’étudiant ne sait pas forcément quelles sont les alternatives qui feront progresser correctement l’état de la tâche.Cette thèse présente dans un premier temps un système de représentation de connaissances pour les algorithmes avec retour sur trace qui rend les connaissances de cet algorithme exploitables par des agents logiciels. Elle présente dans un second temps un ensemble de processus qui exploitent ces connaissances dans le cadre de MTT pour assurer automatiquement le suivi de l’étudiant et ainsi que la production d’interventions pédagogiques. En premier, ces interventions consistent à fournir à l'étudiant de l’aide pour la prochaine étape qui explique quelles sont les possibilités dont dispose l'étudiant et comment déterminer laquelle est la meilleure. En deuxième, elles fournissent à l'étudiant des rétroactions stratégiques qui lui confirment que son action est valide tout en l’informant de l’existence d’une meilleure alternative le cas échéant. Enfin, elles fournissent à l'étudiant des rétroactions négatives qui lui apprennent dans quelles situations les actions invalides qu’il vient d’effectuer s’appliquent.Une expérimentation a été réalisée avec des étudiants de biologie de l’Université de Sherbrooke pour évaluer les effets de ces interventions sur les choix des étudiants au cours de la résolution de la tâche. Les résultats de cette expérience montrent que les étudiants bénéficiant de ces interventions effectuent plus souvent des choix optimaux, et démontrent ainsi une plus grande maîtrise du domaine.

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

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

Dynamic Programming Approaches for Estimating and Applying Large-scale Discrete Choice Models

People go through their life making all kinds of decisions, and some of these decisions affect their demand for transportation, for example, their choices of where to live and where to work, how and when to travel and which route to take. Transport related choices are typically time dependent and characterized by large number of alternatives that can be spatially correlated. This thesis deals with models that can be used to analyze and predict discrete choices in large-scale networks. The proposed models and methods are highly relevant for, but not limited to, transport applications. We model decisions as sequences of choices within the dynamic discrete choice framework, also known as parametric Markov decision processes. Such models are known to be difficult to estimate and to apply to make predictions because dynamic programming problems need to be solved in order to compute choice probabilities. In this thesis we show that it is possible to explore the network structure and the flexibility of dynamic programming so that the dynamic discrete choice modeling approach is not only useful to model time dependent choices, but also makes it easier to model large-scale static choices. The thesis consists of seven articles containing a number of models and methods for estimating, applying and testing large-scale discrete choice models. In the following we group the contributions under three themes: route choice modeling, large-scale multivariate extreme value (MEV) model estimation and nonlinear optimization algorithms. Five articles are related to route choice modeling. We propose different dynamic discrete choice models that allow paths to be correlated based on the MEV and mixed logit models. The resulting route choice models become expensive to estimate and we deal with this challenge by proposing innovative methods that allow to reduce the estimation cost. For example, we propose a decomposition method that not only opens up for possibility of mixing, but also speeds up the estimation for simple logit models, which has implications also for traffic simulation. Moreover, we compare the utility maximization and regret minimization decision rules, and we propose a misspecification test for logit-based route choice models. The second theme is related to the estimation of static discrete choice models with large choice sets. We establish that a class of MEV models can be reformulated as dynamic discrete choice models on the networks of correlation structures. These dynamic models can then be estimated quickly using dynamic programming techniques and an efficient nonlinear optimization algorithm. Finally, the third theme focuses on structured quasi-Newton techniques for estimating discrete choice models by maximum likelihood. We examine and adapt switching methods that can be easily integrated into usual optimization algorithms (line search and trust region) to accelerate the estimation process. The proposed dynamic discrete choice models and estimation methods can be used in various discrete choice applications. In the area of big data analytics, models that can deal with large choice sets and sequential choices are important. Our research can therefore be of interest in various demand analysis applications (predictive analytics) or can be integrated with optimization models (prescriptive analytics). Furthermore, our studies indicate the potential of dynamic programming techniques in this context, even for static models, which opens up a variety of future research directions.

Étude des mécanismes de localisation auditive et de leur plasticité dans le cortex auditif humain

Pouvoir déterminer la provenance des sons est fondamental pour bien interagir avec notre environnement. La localisation auditive est une faculté importante et complexe du système auditif humain. Le cerveau doit décoder le signal acoustique pour en extraire les indices qui lui permettent de localiser une source sonore. Ces indices de localisation auditive dépendent en partie de propriétés morphologiques et environnementales qui ne peuvent être anticipées par l'encodage génétique. Le traitement de ces indices doit donc être ajusté par l'expérience durant la période de développement. À l’âge adulte, la plasticité en localisation auditive existe encore. Cette plasticité a été étudiée au niveau comportemental, mais on ne connaît que très peu ses corrélats et mécanismes neuronaux. La présente recherche avait pour objectif d'examiner cette plasticité, ainsi que les mécanismes d'encodage des indices de localisation auditive, tant sur le plan comportemental, qu'à travers les corrélats neuronaux du comportement observé. Dans les deux premières études, nous avons imposé un décalage perceptif de l’espace auditif horizontal à l’aide de bouchons d’oreille numériques. Nous avons montré que de jeunes adultes peuvent rapidement s’adapter à un décalage perceptif important. Au moyen de l’IRM fonctionnelle haute résolution, nous avons observé des changements de l’activité corticale auditive accompagnant cette adaptation, en termes de latéralisation hémisphérique. Nous avons également pu confirmer l’hypothèse de codage par hémichamp comme représentation de l'espace auditif horizontal. Dans une troisième étude, nous avons modifié l’indice auditif le plus important pour la perception de l’espace vertical à l’aide de moulages en silicone. Nous avons montré que l’adaptation à cette modification n’était suivie d’aucun effet consécutif au retrait des moulages, même lors de la toute première présentation d’un stimulus sonore. Ce résultat concorde avec l’hypothèse d’un mécanisme dit de many-to-one mapping, à travers lequel plusieurs profils spectraux peuvent être associés à une même position spatiale. Dans une quatrième étude, au moyen de l’IRM fonctionnelle et en tirant profit de l’adaptation aux moulages de silicone, nous avons révélé l’encodage de l’élévation sonore dans le cortex auditif humain.

Algorithme de branch-and-price-and-cut pour le problème de conception de réseaux avec coûts fixes, capacités et un seul produit

De nombreux problèmes liés aux domaines du transport, des télécommunications et de la logistique peuvent être modélisés comme des problèmes de conception de réseaux. Le problème classique consiste à transporter un flot (données, personnes, produits, etc.) sur un réseau sous un certain nombre de contraintes dans le but de satisfaire la demande, tout en minimisant les coûts. Dans ce mémoire, on se propose d'étudier le problème de conception de réseaux avec coûts fixes, capacités et un seul produit, qu'on transforme en un problème équivalent à plusieurs produits de façon à améliorer la valeur de la borne inférieure provenant de la relaxation continue du modèle. La méthode que nous présentons pour la résolution de ce problème est une méthode exacte de branch-and-price-and-cut avec une condition d'arrêt, dans laquelle nous exploitons à la fois la méthode de génération de colonnes, la méthode de génération de coupes et l'algorithme de branch-and-bound. Ces méthodes figurent parmi les techniques les plus utilisées en programmation linéaire en nombres entiers. Nous testons notre méthode sur deux groupes d'instances de tailles différentes (gran-des et très grandes), et nous la comparons avec les résultats donnés par CPLEX, un des meilleurs logiciels permettant de résoudre des problèmes d'optimisation mathématique, ainsi qu’avec une méthode de branch-and-cut. Il s'est avéré que notre méthode est prometteuse et peut donner de bons résultats, en particulier pour les instances de très grandes tailles.

La notion de « qualité » des publications dans l’évaluation de la recherche et des chercheurs en sciences humaines et sociales: Le potentiel de l’Open Access pour dépasser le paradoxe des prescriptions en matière de qualité et l’ambivalence de leur perception par les chercheurs en sciences de la communication

1. Un premier apport de notre travail consiste à proposer un cadre théorique, analytique et conceptuel original, permettant d'approcher la notion de qualité des publications en SHS (sciences humaines et sociales) et en sciences de la communication de façon à la fois holistique et dynamique, en tant qu'elle fait l'objet de descriptions et de jugements multiples, émis par une diversité de parties prenantes, au sein et en dehors des milieux académiques. Pour ce faire, il s'agira de considérer la qualité dans ses différentes dimensions constitutives (approche holistique) tout en l'inscrivant dans le cadre d'évolutions tendancielles en matière de publication scientifique (approche dynamique) et en tenant compte de la qualité telle qu'elle est prescrite, souhaitée et mise en oeuvre par les différentes parties prenantes (chercheurs et entités prescriptrices, aux niveaux politique et managérial). En croisant de façon systématique ces trois approches - approche multidimensionnelle, rapport aux prescrits et aux souhaits, et étude des évolutions tendancielles -, il s’avérera possible d'évaluer l'incidence des différentes tendances en matière de publication scientifique – i.e. tendances à la massification, à l'internationalisation, à l' « exotérisation » (i.e. à l'ouverture vers le monde extérieur, au-delà des pairs), à la « gestionnarisation » (i.e. à l'usage des publications dans la gestion dela recherche et des chercheurs, en particulier en situation d'évaluation), à la commercialisation et à l' « enlignement » (i.e. à la mise en ligne, sur Internet) – ainsi que des prescriptions managériales et politiques qui les initient, les stimulent ou les prolongent à des degrés divers, sur la qualité de l'activité même de publier, et sur celle des différents types génériques et spécifiques d'objets publiés.2. En appliquant cette triple approche aux SHS et, plus particulièrement, au cas des sciences de la communication, nous montrerons comment la plupart des évolutions tendancielles qui sont discutées ici ainsi que des prescrits politiques et managériaux qui y affèrent aboutissent à valoriser principalement, en situation d'évaluation de la recherche et des chercheurs, la publication d'un grand nombre d'articles dans des revues savantes internationales de premier plan, destinés avant tout aux pairs, et à dévaloriser les publications, ouvertes à des publics plus locaux, rédigées en langue vernaculaire, ou qui se consacreraient à la résolution de problèmes de société. En particulier, à la faveur de la tendance à la « gestionnarisation » des publications, l'article de revue savante internationale de premier plan, ainsi que les citations qui lui sont faites par les seuls pairs, sont posés en indicateurs de performance de tout premier plan, « fixant » ainsi les pratiques de recherche et de publication des chercheurs. Cette « fixion » sera d'autant plus marquée que les indicateurs bibliométriques, à l'échelon national, seront intégrés à des processus de financement public de la recherche fondés sur les performances, et que, à l'échelon international, les indicateurs joueront un rôle prépondérant dans l'établissement des rankings des universités ainsi que des benchmarks des systèmes nationaux et régionaux de recherche. Pour autant, des prescriptions politiques sont également édictées, principalement au niveau européen, dans l'optique de la mise en oeuvre, au sein de l'Espace européen de la recherche et, dans une moindre mesure, de l'Espace européen de l'enseignement supérieur, d'une économie de la connaissance compétitive à l'échelon global et, plus particulièrement, d'un « mode 2 » de production des connaissances, qui insistent sur l'importance de davantage valoriser les résultats de la recherche, interdisciplinaire et coopérative, auprès de parties prenantes extra-académiques. En résulte une relation paradoxale entre la tendance à l'exotérisation de la recherche et des publications, et les prescrits de gestionnarisation des publications, ainsi qu'entre les prescriptions qui les sous-tendent respectivement.3. Or l'enquête que nous avons menée auprès des membres de trois sociétés savantes internationales en sciences de la communication montre combien les chercheurs de cette discipline ont désormais bien intégré les critères de qualité promus par les prescrits politiques et managériaux soutenant l'instauration d'une nouvelle « culture de la publication », à la croisée des tendances à la massification, à l'internationalisation et à la gestionnarisation des publications. Pour autant, des entretiens approfondis menés auprès de chercheurs en sciences de la communication actifs en Belgique francophone et néerlandophone n'en révèlent pas moins que ces derniers développent une attitude foncièrement ambivalente envers la culture du « publish or perish » et à l'égard de prescriptions qui sur-valorisent les revues savantes internationales de premier plan, en situation d'évaluation de la recherche et des chercheurs. D'une part, en effet, les chercheurs avec qui nous nous sommes entretenus estiment que la nouvelle culture de la publication joue un rôle bénéfique dans la professionnalisation et dans le développement d'une culture véritablement scientifique dans les sciences de la communication. Partant, la plupart d'entre eux développent des stratégies visant à aligner leurs pratiques de publication sur les prescrits. D'autre part, plusieurs répondants n'en regrettent pas moins le caractère réducteur de la survalorisation des revues savantes internationales de premier plan dans l'évaluation, et souhaitent qu'une plus grande diversité de types de publication soit prise en compte par les évaluateurs. Afin de concilier « qualité prescrite » et « qualité souhaitée » dans la qualité de leur activité effective de publication et dans celle des objets effectivement publiés (« qualité réelle »), il arrive dès lors à ces chercheurs de « bricoler » avec les prescriptions. Par ailleurs, la plupart des répondants, davantage cependant en FédérationWallonie-Bruxelles qu'en Flandre, où le financement public de la recherche est d'ores et déjà fondé en partie sur des indicateurs bibliométriques et revue-métriques, regrettent le manque d'explicite dans la formulation des prescriptions – ces dernières prenant régulièrement la forme de « scripts » plus indirects et/ou implicites, plutôt que de normes et de règles stricto sensu –, ainsi que l'absence de seuil quantitatif minimal à atteindre.4. Il nous semble par conséquent, dans une optique plus normative, que le dépôt systématique des différents types de publication produits par les chercheurs en SHS et en sciences de la communication sur des répertoires numériques institutionnels (Open Access Green) serait de nature à (contribuer à) résoudre le paradoxe des prescriptions en matière de « qualité prescrite », ainsi que l'ambivalence des perceptions des chercheurs en matière de « qualité souhaitée ». En effet, le dépôt des publications sur des répertoires institutionnels ouvre des opportunités inédites de renouveler la conversation savante qui se structure autour des objets publiés, au sein de la communauté argumentative (Kommunikationsgemeinschaft) des pairs, par le biais notamment de la revue par les pairs ouverte et grâce à la possibilité de commenter ad libitum les publications disséminées en Open Access. mais également en rendant les résultats de la recherche aisément accessibles et ré-utilisables par des parties prenantes extra-académiques. Les opportunités liées au dépôt des publications sur des répertoires Open Access (Green), en termes de qualité tant épistémique que pragmatiquede ces dernières, seront d'autant plus fécondes que le dépôt des travaux sur les répertoires institutionnels s'articulera à l'usage, par le chercheur, des instruments idoines, génériques ou dédiés, du Web participatif (Wikis, blogues, micro-blogues, réseaux sociaux, outils de partage de signets et de listes bibliographiques). Par ailleurs, les dépôts numériques fonctionnent désormais en tant qu'« outils de transparence », susceptibles de donner davantage de visibilité à des productions de recherche et des types de publication diversifiés. En situation d'évaluation de la recherche et des chercheurs, le recours aux dépôts institutionnels - pour autant qu'un mandat prescrive le dépôt de tous les travaux produits par les chercheurs de l'institution – permettrait aux évaluateurs de fonder leur jugement sur une gamme plus large et plus représentative de types de publication et de formes de communication en SHS et en sciences de la communication. De plus, grâce à la dissémination en Open Access, en conjonction avec l'usage d'une diversité d'outils du Web participatif, il devient mieux possible de soumettre les différents types de publication archivés et publiés en libre accès à des indicateurs de performance eux-mêmes diversifiés – bibliométriques, mais également « webométriques » et « altmétriques » -, fondés sur les articles plutôt que sur les revues et mieux adaptés à la diversité de leurs impacts, tant au sein qu'en dehors du cercle des pairs.5. Partant, l'Open Access (Green) nous apparaît in fine comme étant doté d'un potentiel important, en matière d'intégration de la recherche et des chercheurs en SHS et en sciences de la communication à la mise en place – au-delà d'une économie de la connaissance - d'une véritable société de la connaissance, ainsi qu'aux processus d'innovation techno-industrielle, sociale et intellectuelle qui la sous-tendent.