Injuries to the lower extremity are frequent and severe in frontal automotive collisions, often leading to pain and long-term impairment. Most injury criteria developed for the lower extremity are conducted with the foot and ankle in a neutral posture, do not take into account footwear, and assess injury risk to the entire lower extremity at the tibia. An instrumented boot, designed to address some of these challenges, was calibrated over a range of impact energies expected in frontal automotive collisions. A dynamic calibration method was developed to convert changes in voltage across a piezoresistive polymer to the applied axial force. The instrumented boot was then used to examine the axial impact response of two commonly used Anthropomorphic Test Device (ATD) lower legs, under altered ankle postures. Both posture and ATD model were found to affect the load distribution on the foot, highlighting the need to establish injury limits for non-neutral postures as well as selecting the appropriate ATD model. The instrumented boot provided regional loading information that was not reflected in standard industry metrics, emphasizing the importance of increased instrumentation in this area. A technique was developed for mounting cadaveric feet to ATD tibia shafts, in order to gather industry-relevant load data while examining the impact characteristics of the foot. Load data were collected at the plantar surface of the foot using the instrumented boot, as well as the tibia load cells in the ATD shaft, that highlighted differences in load transmission through cadaveric and ATD feet. Understanding the impact characteristics of ATDs under non-standard ankle postures as well as examining the load transmission through cadaveric feet highlighted some shortcomings with current injury assessment techniques. The results of this work can be used to improve future collision testing practices, in order to reduce the incidence of lower extremity injuries. / Thesis / Master of Applied Science (MASc) / Foot and ankle injuries are common in automotive collisions and often lead to pain and long-term impairment. Experimental work on these types of injuries is traditionally conducted with the foot and ankle positioned in a neutral ankle posture, which does not reflect the range of ankle postures individuals may assume in a car crash. The purpose of this work was to use biomechanical tools to assess foot/ankle injury risk. Impact testing was performed on two commonly used crash test dummy lower legs in conditions relevant to those experienced in car crashes. A technique was developed to mount cadaveric feet to crash test dummy tibias to gather injury information of the foot, while also collecting load data in the tibia shaft – relevant metrics for industry crash testing. The results of this work outline the shortcomings of traditional injury assessment methods and may be used to improve future practices.

Nearly 27,000 vehicle occupants are killed annually in the United States, with passenger car and light truck occupants amassing 25,000 of these. Over 50% of passenger car and light truck occupant fatalities are due to frontal crashes. Although advancements in safety technology have reduced the number of fatalities and injuries, motor vehicle collisions are still a major issue in the United States. Continued development of computational models and biofidelic anthropomorphic test devices (ATDs) necessitates benchmarking of current surrogates and further analysis of an occupant's biomechanical response in automobile collisions. This thesis presents data from low-speed frontal sled tests performed with human volunteers, a Hybrid III 50th percentile male ATD, and post mortem human surrogates (PMHSs). The first study sought to investigate the effects of muscle bracing by human volunteers. The second study sought to compare the responses of the relaxed and braced volunteers in the first study to those of the Hybrid III and PMHS subjects. Overall, these two studies provide novel biomechanical data that can be used to refine and validate computational models and ATDs used to assess injury risk in automotive collisions. The third study was focused on quantifying the ability for children to swing a sword-like toy. Over 200,000 toy-related injuries occur every year in the United States. Currently, data is unavailable with regard to sword-like toys. Incorporating the knowledge gained by this study will allow manufacturers to reduce the inherent risks associated with their products as well as market them to the correct target age groups. / Master of Science

Cette thèse de sociologie est une monographie du mouvement ATD Quart Monde. Fondée en 1958 par le prêtre Joseph Wresinski dans un camp de sans-logis, cette association porte la voix politique des « personnes en situation d’extrême pauvreté » en France et dans le monde. C’est à partir d’un travail de mobilisation sur le long terme et d’une stratégied’émancipation que cette voix émerge au sein de groupes de réflexion. Il s’agit de rendre audible et d’organiser par l’action collective ce que le politiste James Scott appelle le domaine infrapolitique, c'est-à-dire les formes de résistances quotidiennes à la domination qui s’exercent « sous les radars » de la sphère publique. À travers l’ethnographie culturelle de quelques expérimentations démocratiques, ce travail de recherche analyse le processus d’empowerment par lequel des acteurs affaiblis socialement se renforcent collectivement par la construction d’un engagement militant. Ces personnes incarnent la possibilité de l’inclusion politique des catégories de population marginalisées. Avec différents mouvements sociaux, ATD Quart Monde façonne ainsi une révolution démocratique et culturelle. Pour ce faire, la méthode participative de l’association consiste à construire des revendications et des alliances par la confrontation du savoir expérientiel des plus pauvres avec d’autres formes de savoirs. Ceci vient approfondir les connaissances du mouvement qui a recours au registre de l’expertise dans son mode d’action. Avec quelques points de comparaison, l’exemple d’ATD Quart Monde permet finalement d’explorer trois dimensions de l’action collective : réflexive, culturelle et délibérative. / This doctoral dissertation in sociology is a monograph of ATD Forth World: an « extreme poor people »’s advocacy worldwide organization founded in a French homeless camp in 1958 by the priest Joseph Wresinski. The voice of the poorest is emerging in thinking groups after a long work of mobilization and emancipation process. The shapes of daily resistance against domination existing « under the radar » of the public sphere, which is called infrapolitics, is becoming visible and collectively organised. This research is a cultural ethnography of several democratic experimentations, which analyses the empowermentprocess of socially weakened actors. Poor people are becoming activists and are embodying the possibility of the inclusion of marginalized groups. By this way, ATD Forth World is progressively shaping a cultural and democratic revolution with other social movements. The participative methodology of the organization consists of building demands and alliances from the confrontation between poor people’s knowledge and other forms of knowledge. This work is helping to build an expertise for the organization. With the example of ATD Forth World and several points of comparison, this doctoral dissertation ultimately explores three different dimensions of collective action: cognitive, cultural and deliberative.

La miniaturisation et la complexification croissante des composants microélectroniques induit une sensibilisation et une fragilisation accrue des composants vis-à-vis des contaminations présentes dans les zones de productions appelées “salles blanches”. Dans ces espaces, le contrôle actuel de la contamination organique n’est pas suffisant puisqu’il ne permet pas d’éviter la contamination de surface des plaquettes de silicium et des optiques des robots de production utilisés pour la photolithographie. Un contrôle accru des concentrations des contaminants organiques dans les atmosphères des salles blanches devient donc nécessaire et de nouvelles méthodes analytiques doivent être développées et validées. Dans le cadre de ce travail, des méthodes d’analyse ont été développées et validées afin de disposer d’une gamme d’outils permettant un suivi rigoureux des contaminations. Ces outils permettent d’identifier et de quantifier les contaminations surfaciques des plaquettes de silicium par des composés organiques semi-volatils (phtalates et organophosphorés) mais aussi de déterminer les concentrations de composés organiques volatils présents dans l’atmosphère des salles blanches. Ces méthodes font appel aux technologies du WOS/ATD-GC-MS « Wafer Outgassing System/Automated Thermal Desorber–Gas Chromatography–Mass Spectrometry » et de la DART-ToF-MS « Direct Analysis in Real Time-Time of Flight–Mass Spectrometry » pour les analyses de surfaces et au PTR-ToF-MS « Proton Transfer Reaction – Time of Flight - Mass Spectrometry » pour l’analyse de l’atmosphère. / The recent advances in the miniaturization and complexification of microelectronic components induce an increase in the sensitivity of these components regarding the organic contamination present in the production zone called “clean room”. Although, the control of organic contamination in the clean room is very rigorous it does not avoid the contamination of silicon wafer surfaces and robot lenses used in the photolithography process. The later implies that new analytical methodologies should be developed and validated. In this work, analytical methods were developed and validated in order to have a panel of tools which allows careful monitoring of organic contaminants. These tools allow the identification and quantitation of the contamination of silicon wafer surface by semi-volatiles organic compounds (phthalates and organophosphates) and the determination of volatile organic compounds concentrations in the clean room atmosphere. These methods uses the WOS/ATD-GC-MS « Wafer Outgassing System/Automated Thermal Desorber–Gas Chromatography–Mass Spectrometry » technology and the DART-ToF-MS « Direct Analysis in Real Time-Time of Flight–Mass Spectrometry » technology for wafer surface analysis and the PTR-ToF-MS « Proton Transfer Reaction – Time of Flight - Mass Spectrometry » technology for gas-phase analysis.

Dans un contexte où les outils numériques et le WEB permettent la diffusion et le partage massif de ressources, le défi actuel est de trouver la bonne ressource au bon moment. Pour les ressources d’enseignement, les standards de description actuels (LOM ou ScoLOMFr par exemple) ne permettent pas une description des dimensions didactiques d’une ressource. Notre thèse est une contribution pour combler ce manque, en nous situant dans le domaine de environnements informatiques pour l’apprentissage humain (EIAH). Nous nous sommes particulièrement intéressé à la description de ressources de type « énoncé avec tâche prescrite » (ETP). Nous nous sommes placé dans le cadre de la théorie anthropologique du didactique (TAD) et avons en particulier exploité la formalisation de l’approche praxéologique proposée par le cadre T4TEL. Nous proposons quatre résultats principaux. Le premier est un modèle de description didactique de ressources (M2DR) de type ETP. Il permet la description d’un ETP sur la base de critères didactiques et de déterminer son adéquation avec un curriculum. Ce modèle est construit à partir de l’exploitation d’un modèle praxéologique de référence (MPR). Le deuxième résultat est la modélisation d’intentions didactiques, utilisées pour pouvoir chercher des ETP décrits à l’aide du modèle M2DR. Le troisième résultat est un enrichissement du cadre T4TEL, en définissant une modélisation de la tâche et en introduisant la notion de type de tâches optimum. Le quatrième résultat est la définition d’un processus de construction d’une représentation ontologique d’un MPR décrit dans T4TEL à l’aide de générateurs de types de tâches. Ce processus permet une utilisation du modèle dans un cadre informatisé. Il a été appliqué à différents MPR, dans les domaines de l’algèbre élémentaire et de la numération. Ceci a permis l’utilisation du modèle M2DR pour décrire différents ETP. / In a context where digital tools and the WEB allow for the diffusion and massive sharing of resources, the current challenge is to find the right resource at the right time. Current description standards (e. g. LOM or ScoLOMFr) do not allow the description of the didactic dimensions of a learning object. Our thesis is a contribution to fill this gap from the Technology-Enhanced Learning (TEL) field point of view. We were particularly interested in the description of mathematics exercises. We conducted our work within the Anthropological Theory of Didactics (ATD) framework. More specifically, we have exploited the formalization of the praxeological approach proposed by the T4TEL framework. Our findings and propositions are four-fold. First, we proposed a didactic resource description model (M2DR) that allows the description of a mathematics exercises based on didactic criteria and determines its suitability for a curriculum. This model is based on the use of a reference epistemological model (REM). The second result is the modeling of didactic intentions, used for searching for mathematics exercises described with the M2DR model. The third result is an enhancement of the T4TEL framework defining a task model and introducing the notion of optimal types of tasks. The fourth result is the definition of a process for implementing an ontological representation of a REM described in T4TEL using types of tasks generators. This process allows the model to be used in a computerized environment. It has been applied to different REMs in the fields of elementary algebra and numeracy. That fostered the use of the M2DR model to describe different mathematics exercises.

En vue de la réduction des problèmes engendrés par les phénomènes de retrait-gonflement des sols dans la dépression de la Lama au Sud du Bénin, nous avons entrepris des recherches dans le but de maîtriser le comportement de ces sols. Six échantillons de sols fins dont quatre argileux de cette région ont été prélevés. Différents essais ont été réalisés : une caractérisation macroscopique concernant les propriétés mécaniques et géotechniques et les essais microscopiques prenant en compte les analyses chimiques, thermiques, minéralogiques et microstructurales. Les sols étudiés sont constitués de différents minéraux argileux. Celle à structure fibreuse est à l'origine d’un comportement macroscopique particulier décelé par l’essai de gonflement libre. Les essais ont confirmé le fort potentiel de gonflement et de retrait de certains sols qui sont donc à l'origine des fortes dégradations rencontrées.Les résultats montrent que les sols traités se distinguent par les performances mécaniques acquises et peuvent être utilisés à différents niveaux de la chaussée selon leur teneur en liant.Les différentes méthodes utilisées ont révélé des facettes particulières de l'étude de traitement des sols fins. Principalement, nous avons noté que les informations apportées par les observations au Microscope Electronique à Balayage, les analyses thermiques et les analyses de Diffraction aux Rayons X ont permis de compléter l’analyse des résultats géotechniques. En somme, les méthodes de caractérisation géotechnique permettent d’avoir une idée générale du potentiel de gonflement, mais pour les études d’envergure, la réalisation d’études microscopiques est primordiale. / To help reduce the problems caused by phenomena due to the shrink-swell soil in the depression of the Lama in southern Benin, we have undertaken research in order to control the behavior of these soils. Six soil samples, including four clay from this area were taken. Different types of tests were performed: a macroscopic characterization concerning mainly mechanical and geotechnical properties and microscopic tests taking into account the chemical, thermal, microstructural and mineralogical analysis. The soils studied consist of different clay minerals. The fibrous structure is at the origin of a particular macroscopic behavior detected by the free swell test. The tests confirmed the potential for swelling and shrinking of some soils that are causing heavy damage.Three soils treated with different contents at Binder Hydraulic Road, were subjected to several tests. The results show that these soils are distinguished by the acquired mechanical performance and may be used at different levels of the floor according to binder content.Also, the different methods revealed specific facets of fine soil treatment study. Mainly, we noted that the information provided by the observations scanning electron microscope, thermal analysis and the analysis of diffraction X-Ray are very important and helped complete the analysis of geotechnical results for soil treatment. In sum, geotechnical characterization methods used to get a general idea of the swelling potential, but for large-scale studies, conducting microscopic studies is paramount.

Aujourd'hui, la gestion du risque en milieu profesionnel ainsi que l'évaluation de l'exposition aux polluants, tels que les Composés Organiques Volatils (COV) présents dans l'air deviennent une nécessité tant la qualité de l'air des lieux de travail peut être à l'origine de problèmes de santé ou de maladies professionnelles reconnues. Dans le but de répondre à ces exigences de sécurité, l'Université Claude Bernard Lyon 1 a institutionnalisé et développé une Cellule Analyse Hygiène Sécurité et Environnement en lien direct avec le service SHS préexistant. Cette cellule est chargée de la mise en place d'une méthodologie de surveillance de la qualité de l'air intérieur de l'ensemble des locaux de l'université (14 sites, environ 80 laboratoires) en accord avec le code du travail et de l'environnement. Afin de pouvoir assurer l'ensemble des analyses inhérentes aux lieux de travail, le SHS a défini 45 composés comme prioritaires ajoutés à la liste du SHS et portent à 93 le nombre de COV identifiés et quantifiés. La méthode de séparation et d'identification mise en place permet d'atteindre des limites de quantification largement inférieures aux VLCT et VLEP 8 heures fixées par la législation. Des campagnes de prélèvement ont pu ainsi être organisées en collaboration avec le SHS et être lancées au sein de l'université

L’objectif de la thèse est d’étayer l’activité de conception expérimentale avec l’utilisation d’un environnement informatique pour l’apprentissage humain (EIAH). La conception expérimentale correspond à une partie de la démarche d’investigation qui fait l’objet de nombreuses recherches, à la fois parce que cette activité favorise l’apprentissage mais aussi parce que c’est une tâche complexe à l’origine de difficultés identifiées.La situation que nous avons choisie est la mise en évidence de la fermentation alcoolique, thème abordé en classe de terminale scientifique de spécialité en sciences de la vie et de la terre. Les élèves doivent concevoir une expérience pour mettre en évidence ce métabolisme.La première étape de la thèse a consisté à effectuer une modélisation didactique des connaissances en jeu. Pour cela nous nous plaçons dans le cadre de la théorie anthropologique du didactique et plus précisément l’approche praxéologique (Bosch & Chevallard, 1999). Nous avons ainsi obtenu un premier résultat qui est la modélisation d’une praxéologie de référence à partir d’une analyse épistémologique des savoirs en jeu et des attentes institutionnelles.Afin d’aider les élèves dans cette activité à l’origine de difficultés, nous utilisons des supports d’étayage, portés par la plateforme informatique, LabBook. Cet EIAH structure des rapports expérimentaux, à l’aide de plusieurs outils (texte, tableur, dessin, protocole) mis à disposition des élèves. L’outil protocole « Copex », permet de pré structurer un protocole expérimental.La deuxième étape de la thèse a été de proposer un protocole pré structuré en étapes, actions et paramètres d’actions qui prend en charge les difficultés attendues, et de l’implémenter dans LabBook, en tenant compte des contraintes de l’EIAH.L’étape suivante a été de tester l’efficacité de la prise en charge de ces difficultés dans la situation proposée en classe. Pour cela nous avons ainsi réalisé deux expérimentations en classes de terminale scientifique dans trois lycées différents. Nous avons recueilli les productions des élèves ainsi que leur réponse à des questionnaires (pré-test et post-test).L’analyse des résultats a montré que l’activité proposée favorise les apprentissages des concepts en jeu, et fait évoluer les conceptions des élèves.Concernant la conception du protocole, la pré structuration proposée aide les élèves à produire des protocoles communicables et pertinents.A partir des praxéologies personnelles modélisées a priori nous avons mis en évidence la présence de praxéologies personnelles d’élèves.Les analyses effectuées ont permis de faire évoluer la situation proposée et de valider la proposition de pré structuration du protocole en étapes et en actions paramétrées.Enfin nous proposons des préconisations pour un diagnostic automatique des erreurs des élèves, dans le but de produire des rétroactions élaborées à partir du modèle praxéologique développé dans la thèse. / The thesis work involves a scaffold of the experimental design activity carried out by high school students in scientific activities using a TEL system (Technology Enhanced Learning).This type of activity promotes learning, but it is also a complex task that leads to difficulties identified in the literature. The situation highlights a specific cellular metabolism, the alcoholic fermentation, this topic being studied in high school biology classes. Students have to design an experimental procedure to highlight this metabolism.The first step of the thesis consisted in knowledge modelling for designing an experimental situation in biology. The framework used to model knowledge, is the Anthropological Theory of Didactics (ATD) and more precisely the praxeology model (Bosch & Chevallard, 1999). An epistemological analysis has been done in order to identify difficulties in this situation: difficulties related to knowledge and also to experimental procedure.A structured procedure was modelled into steps, actions and parameters, which takes into account difficulties identified a priori and implemented in a web environment named LabBook,.This TEL system offers fixed scaffolds in order to help students in an experimental design activity.The situation implemented in LabBook has been tested in three biology classes in high school, during two sets of experimentation. The analysis is based on the students’ productions and their answers to questionnaires (pre-test and post-test).The results analysis showed that the experimental design activity promotes learning and changes students’ conceptions. Regarding design experiment, the pre structuration helps students to produce relevant and communicable procedures.This reveals that students are able to use the pre-structured experimental procedure tool in LabBook.This is a requirement for students’ errors diagnosis in order to propose automatic personalised feedbacks. We make recommendations for such feedbacks based on the praxeology model developed in this thesis.

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GeoGebra är ett dynamiskt matematikprogram, ett slags digitalt verktyg, som kan användas i matematikundervisningen. Tidigare forskning tyder på att undervisning med GeoGebra är mer effektiv än traditionell undervisning sett till elevers kunskapsutveckling, men motsvarande svensk forskning saknas. Denna interventionsstudies syfte är att undersöka om detsamma gäller på en svensk gymnasieskola. Deltagarna i studien är gymnasieelever (N=51) från två klasser, uppdelade i en interventionsgrupp (GeoGebra med arbetsblad) och en kontrollgrupp (traditionell undervisning). Under tre lektioner genomfördes förtest, intervention och eftertest inom området andragradsfunktioner. Materialet skapades utifrån kursplan, tidigare forskning och läromedelsanalys med ramverket ATD och teorin om praxeologier. Resultatet visar att båda elevgrupperna förbättrade sina resultat signifikant från förtestet till eftertestet, med stor effekt. Däremot fanns inga signifikanta skillnader mellan gruppernas eftertestresultat, inte heller på enskilda uppgifter. Interventionens effekt visade sig vara obefintlig. Resultatet ger förvisso belägg för att använda GeoGebra som alternativ till den traditionella undervisningen, men resultatets avvikelse från tidigare forskning gör att vidare studier är önskvärda. / GeoGebra is a dynamic mathematics program, a kind of digital tool, which can be used in mathematics education. Previous research indicates that teaching with GeoGebra is more effective than a traditional teaching method in terms of students' knowledge development. However, corresponding Swedish research is absent. This interventional study is performed to investigate whether the same applies at a Swedish upper secondary school. The participants in the study are upper secondary school students (N=51) from two classes, divided into an intervention group (GeoGebra with work- sheets) and a control group (traditional teaching). During three lessons, a pre-test, an intervention, and a post-test were carried out around quadratic functions. The material was created based on syllabus, previous research, and content analysis of the mathematics textbook with the ATD framework and the theory of praxeologies. The result shows that both student groups improved their results significantly from the pre-test to the post-test, with a large effect. However, there were neither significant differences between the groups' post-test results, nor differences with respect to the separate tasks in the tests. The effect of the intervention turned out to be non-existent. The result certainly provides support for using GeoGebra as an alternative to the traditional teaching method, but the result's deviation from previous research makes further studies desirable.