La thése poursuit les travaux de la théorie des Jeux évolutionnaires Cette théorie est un cadre de modehsation de la dynamique des populations dans lequel les interactions entre agents sont modélisées par des dilemmes classiques de la théorie des Jeux. Les agents interagissent avec leurs pairs et les meilleurs comportements se diffusent. les moins performants tendent à disparaître. Les modèles spécifiés mettent notamment en évidence des conditions sur les rapports inter-individuels qui permettent de faire émerger des équilibres coopératifs. En supposant que chaque agent a des relations non plus avec tous les agents de la population mais seulement avec un sous-ensemble des agents de la population et toujours avec les mêmes, on augmente considérablement le nombre des dynamiques possibles. Cette démarche fait apparaître un réseau des interactions,.soit un graphe. La contrainte spatiale s'avère une condition favorable au maintien des comportements coopératifs et de la biodiversité des comportements. L'analyse formelle de la convergence n'est généralement plus possible et les modèles sont étudiés par simulation. La these poursuit l'étude de l'impact de la répartition spatiale. Elle introduit un nouveau modèle de répartition spatiale où des communautés d'agents sont en réseau et non plus des agents. Ce modèle permet de mettre en évidence de nouvelles formes d'attracteurs coopératifs et de nouvelles conditions au maintien de la biodiversité. La thèse montre aussi la possibilité de convergence de marchés vers des équilibres non concurrentiels et de maintien de comportements coopératifs, des comportements de cartel / The thesis continues the work of Evolutionary Game Theory. This theory is a framework for modeling the dynamics of populations interactions betwcen agents are modeled by the classic dilemmas from Game Theory. The agents interaet with their peers. Best behaviors spread. less suecessful ones tend to disappear. Evolutionary Game Theory prondes conditions upon which cooperative behaviors can survive and cooperative equilibriums can appear. Assuming that each agent does not interact with all the others but only with a fixed group of neighbors greatly increases the number of possible dynamics. The relations between agents form a social network. Limitation of contacts between agents favors cooperative equilibrium and biodiversity. Nevertheless, formal approach to the models is no longer possible and they are studied through massive computer simulations. The thesis continues the study of the impact of social networks. lt introduces networks of communities, a new model where commnnities are networked rather than agents. This model exhibits new forms of eooperative convergence and new conditions to persistent biodiversity. The thesis also shows the possibility of convergence of markets towards non-competitive equilibriums and the survival of behaviors collectively able to reach cartel equilibrium, a particular form of cooperative equilibrium.

L’être humain a la capacité de maintenir son équilibre statique en position debout. Cela semble simple, toutefois un ensemble de systèmes sensoriels régit cet équilibre. Il peut être influencé par le retrait de ces informations sensorielles afférentes. De plus, il est reconnu que le contrôle postural utilise des ressources attentionnelles. L’utilisation de tâche cognitive concurrente permet de charger l’attention et d’influencer le contrôle postural. L'objectif de ce mémoire est d'évaluer si l’utilisation de stimulation électrique stochastique sous le seuil de perception permet d’améliorer le contrôle postural. Cette technique d’enrichissement permet la détection de signaux faibles normalement non détectés. Le retrait des informations visuelles et l’ajout d’une tâche cognitive secondaire permettra d’augmenter le niveau de difficulté du contrôle postural. Les résultats obtenus montrent que l’enrichissement sensoriel n'a pas amélioré l’équilibre postural. De plus, lors de situations plus contraignante pour le contrôle postural, l’enrichissement sensoriel n’a pas amélioré l’équilibre. Ces résultats suggèrent que l’enrichissement sensoriel n’est pas bénéfique chez des jeunes adultes puisque, même en absence de vision et lors de la réalisation d’une tâche cognitive, le contrôle de l’équilibre n’est pas altéré. Par conséquence, il serait souhaitable d’utiliser ce protocole avec des personnes âgées puisque chez cette population, l’absence de vision et la réalisation d’une tâche cognitive augmentent drastiquement l’amplitude des oscillations posturales. De fait, il est fort probable que l’enrichissement sensoriel puisse leur être bénéfique.

L'obésité affecte le contrôle de l'équilibre. Deux facteurs, biomécanique et sensoriel, contribuent à le réduire. Une masse augmentée, située au niveau de l'abdomen, provoque une augmentation du moment de force gravitationnel à la cheville. Une plus grande force musculaire est alors nécessaire, introduisant plus de variabilité dans le contrôle moteur, ce qui mène à des oscillations du corps plus importante. La deuxième composante qui n’a pas encore été vérifiée, suggère qu’elle soit la résultante des effets de l'augmentation de la masse corporelle sur les mécanorécepteurs plantaires. Ces mécanorécepteurs fournissent de l’information liée à la position du centre de pression. La surcharge pondérale pourrait augmenter le seuil de sensibilité des mécanorécepteurs et ainsi réduire la qualité des rétroactions sensorielles. Cela causerait des oscillations du corps de plus grande amplitude. Cette thèse explore ces hypothèses. Afin d'évaluer si la force musculaire permet un meilleur contrôle de l’équilibre, deux projets distincts ont été effectués. Le premier projet évaluait la manière dont la force musculaire et le contrôle de l’équilibre étaient affectés par la perte de poids. Le deuxième projet consistait à mesurer le contrôle de l'équilibre dans un groupe d'individus athlétiques bien entrainés avec un indice de masse corporel (IMC) semblable aux personnes obèses. Les deux projets ont démontré que le contrôle de l’équilibre n'était pas affecté par la force de contraction maximale des quadriceps dans la population obèse. Dans un troisième projet, nous avons évalué et constaté que l'obésité contribuait à réduire l'équilibre chez les personnes âgées. Deux autres projets ont été réalisés afin d’étudier la contribution des afférences provenant de la voûte plantaire sur le contrôle de l'équilibre. Le premier impliquait un refroidissement de la voûte plantaire et mesurait son effet sur le contrôle de l'équilibre. À court terme, un effet sur la réduction du contrôle de l’équilibre a été observé. Le projet final de cette thèse portait sur l’effet à court terme d’une masse ajoutée au corps, pour simuler l’impact de l’obésité, sur la sensibilité plantaire. Dans des conditions où la voûte plantaire subissait une pression accrue, nous avons trouvé une sensibilité plantaire réduite. Ces résultats supportent l’hypothèse sensorielle, sans toutefois écarter l’hypothèse mécanique, pour expliquer l’association entre une réduction du contrôle de l’équilibre et l'obésité. / Obesity affects balance control. There are two possible contributing factors to this reduced balance control: biomechanical and sensory. The increased mass, that is centrally located on the abdomen, causes an increased gravitational torque about the ankle joint. This increased ankle torque requires greater muscular strength and this introduces greater variability into the control system and results in larger body oscillations. The second component that has not yet been identified is suggested to result from the effects that an increased in body mass has on the plantar sole mechanoreceptors. These mechanoreceptors participate in body sway awareness and it is thought that the additional mass of the body may alter the sensitivity of these mechanoreceptors and reduce the quality of the feedback afferent signal and this may then lead to larger body sway. This thesis explores both of these hypotheses. In order to observe how muscular strength affects the mechanical contributions towards quiet standing we performed two separate projects. The first project evaluated how weight loss affected muscular strength and standing balance control. The second project involved measuring balance control in a group of athletic individuals who were well trained but had a body mass index (BMI) similar to obese individuals. Together, both projects demonstrated that balance control is not significantly associated by quadriceps maximal voluntary contraction strength in the obese population during normal quiet standing. In a third project, we evaluated whether obesity affects balance control in elderly females. To single out the role of obesity, balance control of normal weight elderly women was compared to that of obese elderly women. We found that obesity contributes to reduced balance control in elderly individuals. This has important implications as a falls risk factor in this population. We also performed two projects investigating the sensory contributions to reduced balance control. The first project involved cooling the plantar sole and measuring balance control. A short term effect of reduced balance control was found. This demonstrates that reducing the sensation of the plantar sole affects standing balance control. The final project in this thesis measured the effects of two things on plantar sole sensitivity; the effects of adding a short term mass to the body and the position of the center of pressure relative to a point of stimulation. In conditions with increased pressure on the plantar sole we found reduced sensitivity in the plantar sole. This has implications for explaining the reduced balance control in obesity. In conclusion, this thesis explores biomechanical and sensory contributions to standing balance control.

Le placement des pieds en fonction de la position du corps est un facteur clé dans l’équilibre postural nécessaire à la marche mais les adaptations de cette relation géométrique pied-corps lorsque l’environnement l’exige demeure incomprises. Dans cette étude, dix jeunes participants masculins sains marchaient au niveau du sol et devaient enjamber un obstacle qui pouvait soudainement se déplacer vers l’avant au point du contact de pied un ou deux pas avant son franchissement. Le but était de perturber la position de l’obstacle avec deux délais temporels afin de quantifier la position relative entre le corps, les pieds et l’environnement afin de démontrer l’importance géométrique nécessaire pour un franchissement d’obstacle sécuritaire. Les diverses conditions expérimentales ont permis de montrer que la distance horizontale entre l’obstacle et les pieds précédent le franchissement de l’obstacle est une variable assez flexible dans la réussite de cette tâche. Au moment des contacts talons avant et après le franchissement de l’obstacle, la distance relative entre le bassin et le pied nouvellement posé au sol était maintenue pour toutes les conditions. Les résultats présentés dans ce mémoire suggèrent une priorisation de maintenir une relation géométrique stéréotypée entre le pied supportant le corps et le bassin et cela peu importe les distances horizontales entre les pieds et l’obstacle. / Foot placement in relation to the body is known to be a key control factor for level walking but how that body-environment geometry plays in adapting locomotion is still not well understood. For this study, ten healthy young male adults walked on a flat surface as well as when stepping over an obstacle that could move away from them at the point of foot contact one or two steps just before clearance. The goal was to perturb the position of the obstacle with two time delays to quantify relative positioning between the body, feet and environment in order to reveal stereotyped postural geometry necessary for an obstacle crossing task. The various experimental conditions allowed us to show that the horizontal distance between the obstacle and the feet can be modified without influencing successful clearance. At heel contacts before and after the obstacle crossing, the relative distance between the pelvis and the new contacting foot was maintained for all conditions. Those results suggest that there is a priority for the relative geometric relationship between the supporting foot and pelvis over foot proximity for obstacle crossing.

Tracer un patron par l’entremise d’un miroir crée un conflit entre la vision et la proprioception. L’apprentissage de cette tâche est caractérisé par une diminution de gain proprioceptif du membre supérieur. Lorsque la tâche est effectuée en position debout, les informations sensorielles des membres inférieurs sont nécessaires au contrôle de l’équilibre. Le but de notre étude est d’évaluer si une contrainte posturale modifie l’apprentissage du tracé au miroir. Pour chaque groupe d’âge, la moitié des individus a appris la tâche en position assise alors que l’autre moitié l’a fait en position debout. Les groupes étaient ensuite comparés lors d’une séance de transfert en position debout. Lors de cette séance, les âgés qui ont appris assis montrent une meilleure performance que ceux qui ont appris debout malgré le nouveau contexte sensorimoteur. Cela suggère que le traitement différencié des informations proprioceptives nuit à l’apprentissage d’une tâche motrice comprenant un conflit visuo-proprioceptif.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Sur la base de recherches à caractère expérimental, nous revisitons et approfondissons le paradigme de la consistance cognitive. Contrairement à ce que prévoient les théories de la consistance, nous montrons que, non seulement les gens ne présentent pas systématiquement des structures cognitives consistantes, mais aussi qu’ils se défendent fort peu face à des « agressions » idéologiques induisant de l’inconsistance. Nous expliquons ces observations, par le fait que la consistance n’est une valeur cognitive que dans des univers de croyances dotés d’une pertinence minimale. Par ailleurs, l’étude de la consistance cognitive donne lieu à la comparaison du formalisme classique des graphes et d’un formalisme nouveau : le graphe des parentés. Ces deux derniers convergent sur les indices de consistance. Le graphe des parentés met en évidence deux nouveaux indices : l’assimilation et la disjonction. Leur analyse donne lieu à une interprétation psychologique. / Based on experimental research we reviewed and thoroughly examined the paradigm of cognitive consistency. In contrast with various consistence theory predictions, we showed that people are not systematically endowed with consistent cognitive structures and do not defend themselves very carefully against ideological “aggressions” inducing inconsistency. We explained these findings by the fact that consistency has a cognitive value only in self relevant fields. On the other hand, studies on cognitive consistency gave rise to comparisons between classical formalism of graphs and a new formalism one: the graph of relationships. Both graphs converge on consistency factors. The graph of relationships underlies two new factors: assimilation and disjunction. Their analysis gave rise to psychological interpretations.

Le changement climatique est un phénomène d'actualité dont les effets se font et se feront ressentir. Nous utilisons un modèle d'équilibre général calculable afin d'analyser l'impact des changements climatiques dans l'industrie forestière du Québec et d'évaluer l'ampleur des programmes d'adaptation sur les effets de ce dernier. Le modèle utilisé est un modèle statique permettant de mieux mettre en exergue les spécificités de transmission des effets des changements climatiques dans l'industrie forestière. Trois simulations sont réalisées afin d'effectuer cette analyse : une hausse de la productivité forestière, une baisse de cette même productivité et un programme d'adaptation. Outre les effets négatifs sur les écosystèmes des changements climatiques, nous trouvons un impact négatif non négligeable sur la foresterie du Québec. Ces changements occasionneront la baisse de la productivité des forêts et par la même une diminution du volume de bois récolté. Les industries forestières utilisant le bois comme intrant vont être directement affectées par cette baisse de matière première. Par les mécanismes d'équilibre général, la chute de la production de ces industries se répercute sur l'ensemble de l'économie de la province. Les programmes d'adaptation mis en place par le gouvernement et les différents groupes forestiers pourraient contribuer à atténuer ces effets négatifs.

Les travaux exposés dans ce manuscrit sont consacrés à l'étude de la dynamique hors équilibre de chaînes quantiques décrites par le modèle XY. Nous commençons par considérer la dynamique unitaire obtenue par la mise en contact de sous-systèmes voisins thermalisés à des températures différentes. L'état initial de la chaîne est inhomogène et la dynamique tend à l'homogénéisation. Lorsque le système est initialement divisé en deux sous-systèmes semi-infini préparés aux températures T_b=\infty et T_s, nous obtenons analytiquement la fonction de Green associée à l'évolution du profil d'aimantation. Les résultats sont généralisés pour les températures T_b finies. Dans le cas particulier où T_s=T_b=0, nous étudions le comportement de l'entropie d'intrication entre sous-systèmes. Cette quantité présente un accroissement "rapide", prédit par la théorie conforme (dans le cas d'un système critique), suivi d'une relaxation algébrique vers la valeur d'équilibre. Dans la dernière partie la dynamique du système est obtenue par l'interaction avec l'environnement, décrite par le processus d'interactions répétées. Nous examinons la structure de la matrice densité du système et donnons une équation d'évolution de l'ensemble des corrélateurs à deux points. Finalement, nous étudions l'évolution temporelle du modèle XX en contact avec un ou deux bains aux températures T_1 et T_2. Lorsque T_1=T_2, l'étude du comportement du système, pour les temps courts, dévoile l'état stationnaire. Dans la situation T_1\ne T_2, nous vérifions numériquement que le profil d'aimantation est plat et proposons l'introduction d'un désordre dynamique qui permet l'installation d'un gradient d'aimantation. / The work exposed in this thesis is focused on the analyze of the non-equilibrium dynamics of quantum spin chains described by the XY model. We start by considering the unitary dynamics obtained by the interaction of neighboring sub-systems thermalized at different temperatures. The initial state is inhomogeneous and the dynamics is evolving towards an homogeneous state. For a system, initially divided in two sub-systems thermalized at the temperatures T_b=\inflty and T_s, we obtain the analytic expression of the Green function associated to the evolution of the magnetization profile. This results are generalized for finite temperatures T_b. In the particular case T_b=T_s=0, we analyze the behavior of the entenglement entropy generated between sub-systems. This quantity presents a fast increase, predicted by the conformal theory, followed by a slow relaxation towards equilibrium. In the last part, the dynamics of the system is obtained by the interaction with the environment, descibed by the process of repeated interactions. We are analyzing the structure of the system density matrix and are giving the equation of evolution for the set of two-points correlators. Finally, we study the time evolution of the XX model in contact with two baths at the temperatures T_1 and T_2. For T_1=T_2, the analysis of the short time behavior reveals useful informations on the stationary state. For T_1\ne T_2 we numericaly check that the density profil is flat and propose the introduction of a dynamical disorder which lead to a linear density profile.

Pour maintenir notre équilibre debout, notre cerveau utilise des informations sensorielles. Lorsque ces signaux sont détériorés, le control postural est perturbé et peut être amélioré grâce à l'augmentation sensorielle (AS). Il n'est pas cependant établi si les rétroactions devraient être fournies à chaque déséquilibre. L'objectif était de comparer l'effet de différentes quantités d'AS de type vibrotactile sur le contrôle postural debout et d'évaluer si les effets persistent dans le temps, alors que la qualité des informations somatosensorielles et visuelles sera altérée. Méthode : 24 jeunes adultes en santé aléatoirement divisés en deux groupes (rétroaction 100 % et 33 %) étaient debout les yeux fermés sur un tapis de mousse. Ils recevaient d'abord des rétroactions synchronisées avec la direction des oscillations posturale puis aucune rétroaction. Ensuite, les rétroactions n'étaient plus congruentes avec la direction des oscillations posturales. Afin d'évaluer le contrôle postural, la valeur moyenne quadratique selon les axes médio-latéral et antéro-postérieur et 85 % de l'aire totale couverte en utilisant un ajustement en ellipse ont été calculées à partir de la cinématique du tronc (angle et vitesse angulaire) et des forces au sol (effort neuromusculaire). Résultats : L'AS vibrotactile congruente diminue l'angle du tronc et augmente la vitesse angulaire du tronc et les forces au sol de façon similaire pour les deux groupes. Cette réduction de l'angle du tronc perdure dans l'axe médio-latéral, à la suite de l'arrêt de l'AS, alors que la vitesse angulaire du tronc et les forces au sol diminuent. L'AS vibrotactile non congruente accentuent tous les paramètres suggérant une détérioration de l'équilibre. Conclusion : Les participants ont intégré les rétroactions vibrotactiles pour contrôler leurs oscillations posturales. Les deux quantités d'AS sont aussi efficaces pour améliorer le contrôle postural. L'AS vibrotactile fournie une fois sur trois pourrait être priorisée afin de limiter la charge cognitive. / During upright standing, the brain uses sensory cues to estimate body sways amplitude and direction. These sensory information helps in controlling upright balance. For individuals with balance control impairment, sensory information is altered and vibrotactile feedback improves their balance. It is unclear, however, if feedback must be provided each time balance is compromised. The goal of this study was to compare two quantities of trunk vibrotactile feedback while visual and somatosensory information were altered and to evaluate if the results on upright balance control were maintained afterward. Method: Twenty-four healthy young adults randomly assigned to two groups (feedback 33% and 100%) stood upright on the foam surface with their eyes closed. They first received vibrotactile feedback provided according to body sway angle amplitude and direction and then without feedback. Thereafter, vibrotactile feedback was unrelated to body sway angle and direction. To assess balance control, we measured the ground reaction forces, body sway angle and angular velocity along the anteroposterior and mediolateral axes. We calculated the root mean square values and an ellipse covering 85% all these measures. Results: Balance control of both groups was similar. When vibrotactile feedback was provided, body sway angle amplitude decreased while body sway angular velocity and the ground reaction forces increased. Immediately following vibrotactile feedback, the reduction in body sway angle was maintained while the body sway velocity and the ground forces decreased. When vibrotactile feedback was unrelated to body sway angle, all balance control parameter increased. Conclusion: Participants processed vibrotactile feedback to control their balance. Vibrotactile feedback was effective in improving balance control despite the quantity of vibrotactile feedback provided. We argue that providing vibrotactile feedback one-third of the time that balance control is compromised could be the best choice as it enhances balance control, and it likely implies less cognitive load.