Spatio-temporal coverage optimization of sensor networks

Les réseaux de capteurs sont formés d’un ensemble de dispositifs capables de prendre individuellement des mesures d’un environnement particulier et d’échanger de l’information afin d’obtenir une représentation de haut niveau sur les activités en cours dans la zone d’intérêt. Une telle détection distribuée, avec de nombreux appareils situés à proximité des phénomènes d’intérêt, est pertinente dans des domaines tels que la surveillance, l’agriculture, l’observation environnementale, la surveillance industrielle, etc. Nous proposons dans cette thèse plusieurs approches pour effectuer l’optimisation des opérations spatio-temporelles de ces dispositifs, en déterminant où les placer dans l’environnement et comment les contrôler au fil du temps afin de détecter les cibles mobiles d’intérêt. La première nouveauté consiste en un modèle de détection réaliste représentant la couverture d’un réseau de capteurs dans son environnement. Nous proposons pour cela un modèle 3D probabiliste de la capacité de détection d’un capteur sur ses abords. Ce modèle inègre également de l’information sur l’environnement grâce à l’évaluation de la visibilité selon le champ de vision. À partir de ce modèle de détection, l’optimisation spatiale est effectuée par la recherche du meilleur emplacement et l’orientation de chaque capteur du réseau. Pour ce faire, nous proposons un nouvel algorithme basé sur la descente du gradient qui a été favorablement comparée avec d’autres méthodes génériques d’optimisation «boites noires» sous l’aspect de la couverture du terrain, tout en étant plus efficace en terme de calculs. Une fois que les capteurs placés dans l’environnement, l’optimisation temporelle consiste à bien couvrir un groupe de cibles mobiles dans l’environnement. D’abord, on effectue la prédiction de la position future des cibles mobiles détectées par les capteurs. La prédiction se fait soit à l’aide de l’historique des autres cibles qui ont traversé le même environnement (prédiction à long terme), ou seulement en utilisant les déplacements précédents de la même cible (prédiction à court terme). Nous proposons de nouveaux algorithmes dans chaque catégorie qui performent mieux ou produits des résultats comparables par rapport aux méthodes existantes. Une fois que les futurs emplacements de cibles sont prédits, les paramètres des capteurs sont optimisés afin que les cibles soient correctement couvertes pendant un certain temps, selon les prédictions. À cet effet, nous proposons une méthode heuristique pour faire un contrôle de capteurs, qui se base sur les prévisions probabilistes de trajectoire des cibles et également sur la couverture probabiliste des capteurs des cibles. Et pour terminer, les méthodes d’optimisation spatiales et temporelles proposées ont été intégrées et appliquées avec succès, ce qui démontre une approche complète et efficace pour l’optimisation spatio-temporelle des réseaux de capteurs.

Collaboration de recherche avec les musées, une opportunité pour penser l’appropriation des ressources

OCIM : Office de coopération et d'information muséales

Contrôle adaptatif d'un bioréacteur cardiaque par algorithme génétique

Un bon fonctionnement du coeur humain est primordial pour maintenir une bonne qualité de vie. Cependant, lorsque le coeur est défaillant, certaines interventions chirurgicales s’avèrent nécessaires pour prolonger l’espérance de vie. Dans le cadre d’un projet multidisciplinaire reliant le génie mécanique avec le domaine biomédical, notre équipe travaille sur la fabrication de valves cardiaques conçues entièrement par génie tissulaire. Pour y parvenir, il est important d’obtenir des propriétés mécaniques optimales pour les tissus biologiques. Afin d’obtenir ces propriétés mécaniques, un outil important a été fabriqué lors d’une étude antérieure : le bioréacteur cardiaque. Le bioréacteur cardiaque permet de reproduire l’environnement physiologique du coeur, notamment les conditions de débit et de pression. Il est crucial de bien contrôler ces conditions, car celles-ci jouent un rôle important lors du conditionnement des substituts valvulaires. Toutefois, il est complexe de contrôler simultanément ces deux conditions de manière efficace. C’est pourquoi notre équipe s’est concentrée sur le développement d’une nouvelle stratégie de contrôle afin que le bioréacteur puisse reproduire le plus fidèlement possible l’environnement physiologique. Plusieurs techniques de contrôle ont été essayés jusqu’à maintenant. Par contre, leur précision était généralement limitée. Une nouvelle approche a donc été envisagée et est présentée dans ce mémoire. Cette nouvelle approche pour le contrôle du bioréacteur est basée sur un type d’algorithme bien connu mais encore très peu utilisé en contrôle : les algorithmes génétiques. Cette approche prometteuse nous a permis de produire des résultats dépassant tous ceux obtenus jusqu’à maintenant pour l’une des deux conditions, soit le débit physiologique.

Bayesian nonparametric latent variable models

L’un des problèmes importants en apprentissage automatique est de déterminer la complexité du modèle à apprendre. Une trop grande complexité mène au surapprentissage, ce qui correspond à trouver des structures qui n’existent pas réellement dans les données, tandis qu’une trop faible complexité mène au sous-apprentissage, c’est-à-dire que l’expressivité du modèle est insuffisante pour capturer l’ensemble des structures présentes dans les données. Pour certains modèles probabilistes, la complexité du modèle se traduit par l’introduction d’une ou plusieurs variables cachées dont le rôle est d’expliquer le processus génératif des données. Il existe diverses approches permettant d’identifier le nombre approprié de variables cachées d’un modèle. Cette thèse s’intéresse aux méthodes Bayésiennes nonparamétriques permettant de déterminer le nombre de variables cachées à utiliser ainsi que leur dimensionnalité. La popularisation des statistiques Bayésiennes nonparamétriques au sein de la communauté de l’apprentissage automatique est assez récente. Leur principal attrait vient du fait qu’elles offrent des modèles hautement flexibles et dont la complexité s’ajuste proportionnellement à la quantité de données disponibles. Au cours des dernières années, la recherche sur les méthodes d’apprentissage Bayésiennes nonparamétriques a porté sur trois aspects principaux : la construction de nouveaux modèles, le développement d’algorithmes d’inférence et les applications. Cette thèse présente nos contributions à ces trois sujets de recherches dans le contexte d’apprentissage de modèles à variables cachées. Dans un premier temps, nous introduisons le Pitman-Yor process mixture of Gaussians, un modèle permettant l’apprentissage de mélanges infinis de Gaussiennes. Nous présentons aussi un algorithme d’inférence permettant de découvrir les composantes cachées du modèle que nous évaluons sur deux applications concrètes de robotique. Nos résultats démontrent que l’approche proposée surpasse en performance et en flexibilité les approches classiques d’apprentissage. Dans un deuxième temps, nous proposons l’extended cascading Indian buffet process, un modèle servant de distribution de probabilité a priori sur l’espace des graphes dirigés acycliques. Dans le contexte de réseaux Bayésien, ce prior permet d’identifier à la fois la présence de variables cachées et la structure du réseau parmi celles-ci. Un algorithme d’inférence Monte Carlo par chaîne de Markov est utilisé pour l’évaluation sur des problèmes d’identification de structures et d’estimation de densités. Dans un dernier temps, nous proposons le Indian chefs process, un modèle plus général que l’extended cascading Indian buffet process servant à l’apprentissage de graphes et d’ordres. L’avantage du nouveau modèle est qu’il admet les connections entres les variables observables et qu’il prend en compte l’ordre des variables. Nous présentons un algorithme d’inférence Monte Carlo par chaîne de Markov avec saut réversible permettant l’apprentissage conjoint de graphes et d’ordres. L’évaluation est faite sur des problèmes d’estimations de densité et de test d’indépendance. Ce modèle est le premier modèle Bayésien nonparamétrique permettant d’apprendre des réseaux Bayésiens disposant d’une structure complètement arbitraire.

Réflexion sur l’apport de l’ouvrage "Comment on écrit l’histoire" sur la formation à la recherche en droit

Les chercheurs spécialisés en droit ont souvent pris pour modèle la méthodologie de la recherche inspirée des différentes sciences humaines. Or, les réflexions élaborées par certains historiens sur leur propre méthodologie, plus particulièrement celles qui ont été livrées par Paul Veyne dans son ouvrage "Comment on écrit l’histoire", sont aussi très éclairantes pour toute personne qui s’interroge sur la méthodologie de la recherche en droit. Selon cet auteur, et paradoxalement, "l’histoire n’a pas de méthode" et les historiens "racontent des événements vrais qui ont l’homme pour acteur". Transposées au domaine du droit, ces affirmations libéreraient en quelque sorte le chercheur d’une quête d’une méthodologie "scientifique" tout en le soumettant à une exigence, celle de décrire des événements vrais. La transposition est-elle possible? L’épistémologie historique est-elle pertinente pour les juristes? Voilà les questions que l’auteur abordera dans l’article qui suit.

Modélisation de la sécurité des tâches coopératives humain-robot

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

Algorithme de reconstruction itératif pour tomographie optique diffuse avec mesures dans le domaine temporel

L'imagerie par tomographie optique diffuse requiert de modéliser la propagation de la lumière dans un tissu biologique pour une configuration optique et géométrique donnée. On appelle cela le problème direct. Une nouvelle approche basée sur la méthode des différences finies pour modéliser numériquement via l'équation de la diffusion (ED) la propagation de la lumière dans le domaine temporel dans un milieu inhomogène 3D avec frontières irrégulières est développée pour le cas de l'imagerie intrinsèque, c'est-à-dire l'imagerie des paramètres optiques d'absorption et de diffusion d'un tissu. Les éléments finis, lourds en calculs, car utilisant des maillages non structurés, sont généralement préférés, car les différences finies ne permettent pas de prendre en compte simplement des frontières irrégulières. L'utilisation de la méthode de blocking-off ainsi que d'un filtre de Sobel en 3D peuvent en principe permettre de surmonter ces difficultés et d'obtenir des équations rapides à résoudre numériquement avec les différences finies. Un algorithme est développé dans le présent ouvrage pour implanter cette approche et l'appliquer dans divers cas puis de la valider en comparant les résultats obtenus à ceux de simulations Monte-Carlo qui servent de référence. L'objectif ultime du projet est de pouvoir imager en trois dimensions un petit animal, c'est pourquoi le modèle de propagation est au coeur de l'algorithme de reconstruction d'images. L'obtention d'images requière la résolution d'un problème inverse de grandes dimensions et l'algorithme est basé sur une fonction objective que l'on minimise de façon itérative à l'aide d'une méthode basée sur le gradient. La fonction objective mesure l'écart entre les mesures expérimentales faites sur le sujet et les prédictions de celles-ci obtenues du modèle de propagation. Une des difficultés dans ce type d'algorithme est l'obtention du gradient. Ceci est fait à l'aide de variables auxiliaire (ou adjointes). Le but est de développer et de combiner des méthodes qui permettent à l'algorithme de converger le plus rapidement possible pour obtenir les propriétés optiques les plus fidèles possible à la réalité capable d'exploiter la dépendance temporelle des mesures résolues en temps, qui fournissent plus d'informations tout autre type de mesure en TOD. Des résultats illustrant la reconstruction d'un milieu complexe comme une souris sont présentés pour démontrer le potentiel de notre approche.

Les métamorphoses du rapport politique à la mort (recherche de pivots structurant la réflexion en médecine palliative)

Notre recherche explore quelques moments forts des métamorphoses du rapport politique à la mortalité sous examen des thèmes de l’interdit, de la dignité, de l’autonomie et de l’altérité. Nous dégageons des ancrages propices à nourrir la pensée actuelle en médecine palliative. Ainsi, nous livrons une enquête philosophique, appréciant pour nous Occidentaux, les influences marquantes des pensées gréco-romaine, chrétienne et moderne. Ces bases, édifiant notre monde politique, ont suscité l’émergence de la médecine palliative. C’est pourquoi, nous tentons de caractériser et de comprendre les problématiques nouvelles, dans leurs aspects politique et éthique, envisagées à l’aune des formes contemporaines d’accompagnement des mourants. Notre effort tente de discerner les aspirations et les impasses. L’étude de la métamorphose des repères fait ressortir une dissociation accentuée au fil du temps. En effet, au fur et à mesure, notre entreprise d’interprétation du fondement de ces questions politiques dévoilait : une reconnaissance universelle de l’interdit d’homicide, mais accusant une perte du lien moral au profit d’une visée amorale ; un aval unanime du respect de la dignité, mais manifestant une confusion et une division ostensible entre conceptions intrinsèque et extrinsèque ; une affirmation péremptoire de l’autonomie, mais avec une distanciation marquée au regard de la façon d’envisager la part de l’autre ; une déclinaison de liens humains reconnus de tous, mais exacerbés dans une tension artificielle entre individualisme et altruisme. Au surplus, en constatant la distance et la dislocation entre le public et le privé, entre la réclamation de fraternité et la recherche d’amicalité signifiante, nous avons envisagé la communauté palliative comme un lieu de résistance à cette décomposition menaçante au sein de la communauté politique. À terme de l’analyse, nous avons fondé les concepts « d’allonomie » et de « suspension éthique ». Il s’agit de contributions originales destinées à donner à la philosophie toute sa dimension sapientielle au service de l’accompagnement palliatif.

Recherche-action sur l'accompagnement des enseignants du primaire lors de leur processus d'intégration de la littérature jeunesse dans leur enseignement

La littérature jeunesse et la lecture sont des sujets qui intéressent les chercheurs, les enseignants, les parents et les intervenants du milieu scolaire. Même si la plupart sont ouverts à l'entrée de la littérature jeunesse en classe, noumbreux sont les enseignants à se sentir démunis lorsque vient le moment d'intégrer la littérature dans leurs moyens d'enseignement. Ce travail de recherche portera un regard sur cette problématique du primaire qui s'inscrit avant tout sur l'intérêt porté à l'accompagnement des enseignants dans leur processus d'intégration de la littérature jeunesse. Dans un deuxième temps, nous allons préciser la cadre conceptuel pour cibler l'objectif de recherche afin de définir comment accompagner des enseignants sans formation dans un processus d'intégration de la littérature jeunesse. Par la suite, nous analyserons comment des enseignants intègrent dans leur enseignement la littérature jeunesse lorsqu'ils reçoivent un accompagnement pour permettre de mieux cibler leurs besoins et comprendre quelles étaient les conditions favorables, les types d'accompagnement et les compétences requises à celle-ci pour mieux intégrer cette nouvelle compétence dans leur classe du primaire. Ainsi nous pourrons vérifier comment nous pouvons accompagner des enseignants dans ce cheminement de l'intégration de la littérature de jeunesse au primaire.

Facteurs déterminants du traitement comptable des frais de recherche et de développement

Comme les résultats obtenus relativement à la relation entre l'utilisation de la capitalisation et le niveau d'endettement de l'entreprise sont difficiles à généraliser, ils ne permettent pas de conclure à l'existence d'une telle relation. Or, il a été démontré dans la littérature comptable, qu'en absence de normalisation, les entreprises endettées favorisent la méthode de capitalisation. Cela suggère donc que les critères énoncés par l'ICCA limitent le recours à la capitalisation. Les résultats obtenus relativement à la proportion des frais de développement capitalisés suggèrent qu'aucune relation n'existe entre la proportion capitalisée et le niveau d'endettement de l'entreprise. Cela suggère que les critères énoncés limitent le montant des frais de développement capitalisés. Par ailleurs, une association négative a été observée entre le recours à l'imputation et la taille des entreprises. Ce résultat est surprenant car les grandes entreprises sont vraisemblablement fructueuses et ont de bonnes chances de satisfaire les critères énoncés par l'ICCA. Cela suggère que les grandes entreprises se soustraient à l'obligation de capitaliser leurs frais de développement et que cela est vraisemblablement toléré par l'ICCA.

Notice « eurorégion » pour le carnet de recherche « Discours d’Europe » hébergé sur Hypothèses

info:eu-repo/semantics/published

Supervision des plans de cours à la recherche d'un modèle

«Supervision pédagogique, examens ministériels, resserrement des programmes (...) sont à la mode du jour du système éducatif québécois». De tous les éléments de ce système, le cégep semble davantage visé. On le presse de rendre des comptes sur la qualité de ses enseignements. Qu'il suffise de rappeler à ce sujet l'impact qu'a eu dans les collèges et dans le public québécois en général, l'avènement médiatique provoqué par la parution du premier palmarès des cégeps dans la revue Actualités. Presque quotidiennement, les journaux nous entretiennent des problèmes que soulèvent les cégeps. Tout encore récemment le président du Conseil de la jeunesse ne craignait pas d'affirmer dans le journal La Presse, «que les collèges sont incapables de s'autocritiquer et de s'auto-évaluer et n'ont de comptes à rendre à personne». Il n'en fallait pas davantage pour que le Ministère de l'enseignement supérieur et de la science convoque une Commission parlementaire sur l'enseignement collégial pour l'automne 1992. Il existe pourtant au cégep de nombreux lieux où s'exerce la supervision. C'est le cas par exemple des plans de cours que les professeurs sont tenus de rédiger à chaque début de session d'enseignement pour leurs groupes d'étudiants. Cette opération renferme en elle-même plusieurs étapes qui nécessitent diverses interventions de supervision de direction et d'assistance. […]

Recherche sur la motivation, les attentes et le degré de satisfaction des élèves face à l'organisation des activités parascolaires à la polyvalente Jonquière

L'organisation des activités parascolaires dans une école : voilà un sujet fort controversé et qui alimente nombre de conversations à tous les niveaux du ministère de l'Éducation jusque dans les salles de professeurs entre les tenants d'une école axée sur l'acquisition des connaissances et ceux qui la voient comme un milieu de vie. Le contexte scolaire actuel, qui doit faire face à une population étudiante diversifiée, amène la nécessité de se situer face à l'importance à accorder à ces activités. Dans cette recherche, nous verrons quels sont les éléments qui motivent les élèves à participer aux activités parascolaires offertes, si leurs attentes sont comblées et si leur niveau de satisfaction comble leurs besoins. Nous verrons d'abord la problématique en décrivant ce qui se fait actuellement et ce qui fait problème, tout en donnant la vision des intervenants du milieu. Dans la deuxième partie, nous décrirons le contexte dans lequel l'organisation des activités se réalise et les irritants. Dans la troisième partie, nous expliquerons les motifs qui nous ont poussé à faire cette recherche et les buts poursuivis. C'est dans la quatrième partie que nous expliquerons de quelle façon nous avons inclus les activités parascolaires dans le cadre du projet éducatif de notre institution. Dans ce quatrième volet, nous cernerons aussi le cadre conceptuel qui sera le fruit de l'analyse faite dans la partie précédente puisqu'il n'existe pas beaucoup de théoriciens dans ce domaine. C'est, cependant, à ce stade de notre travail que nous traiterons de la dynamique, de la motivation et des théories sur les besoins. Les instruments utilisés pour conduire notre recherche feront l'objet de la cinquième partie du travail alors que la sixième partie fera l'objet d'une interprétation des données recueillies. Nous terminerons, en suggérant un cadre organisationnel pour des activités parascolaires répondant aux besoins des élèves et s'inspirant du modèle organisationnel que nous nous sommes donnés afin de répondre aux objectifs que nous poursuivons, soit le développement intégral de l'enfant.

Foresterie urbaine : recensement mondial des publications, situation actuelle et besoins de recherche des municipalités canadiennes

L’arbre en ville offre plusieurs bienfaits, et ce, même s’il est souvent confronté à des conditions de vie difficiles. Au cours des années, la foresterie urbaine a suscité plusieurs travaux de recherches. Ce projet visait à faire un recensement des publications scientifiques de recherche en foresterie urbaine, à faire l’état de la situation des municipalités en matière de foresterie urbaine et à identifier les besoins de recherche en foresterie urbaine des municipalités canadiennes de 5 000 habitants et plus. Le premier objectif a été réalisé en utilisant plusieurs bases de données d’articles scientifiques et des mots clefs en foresterie urbaine. Un sondage pancanadien a permis de réaliser les deux autres objectifs. Le recensement que nous avons effectué des publications en foresterie urbaine depuis 1800 a montré, comme pour les publications scientifiques en général, mais de façon encore plus marquée, un accroissement de leur nombre ces dernières années. Ce recensement a aussi permis de révéler que les préoccupations de recherche touchent surtout l’effet des arbres sur la santé humaine et la qualité de l’air. L’identification des besoins de recherche réalisée auprès des responsables des espaces verts a permis de constater qu’il y avait toujours place pour la recherche dans ce domaine. Les municipalités veulent connaître, entre autres, quelles espèces d’arbres sont adaptées à l’environnement urbain, quel est l’effet des arbres sur le ruissellement des eaux de pluie et sur la santé humaine. Nous avons aussi constaté qu’il y avait un manque de transfert de connaissances entre les chercheurs et les responsables d’espaces verts ou que les recherches menées ne répondent pas aux besoins exprimés par les répondants. Le présent mémoire a permis de mieux cerner les besoins de recherche des municipalités canadiennes et permettra aux chercheurs de mieux définir les priorités de recherche en foresterie urbaine.

Recherche sur les modèles, conceptions et attentes des enseignants en supervision pédagogique

[…] À l'aide de ce travail, je désire produire ou identifier dans une recherche, les attentes ou les besoins des enseignants en supervision, de façon à développer un vrai contexte adéquat de relation d'aide, c'est-à-dire d'expression et de satisfaction de besoins mutuels. Dans une époque où tous les intervenants du monde de l'éducation (lire ici États Généraux) ont manifesté un besoin éminent de superviser dans le but d'améliorer la qualité de l'enseignement à l'école primaire et secondaire, il deviendrait très avantageux de connaître les besoins et les réticences de chacun en matière de supervision pédagogique, afin d'en tirer des lignes de force permettant de rendre cette supervision dite essentielle, efficace et désirée de tous.