En conception distribuée, dans la phase du dimensionnement du produit, des incohérences peuvent émerger entre les objectifs de conception et entre les procédures de travail des sous-systèmes hétérogènes. Dans cette phase, les acteurs de conception doivent collaborer d’une manière concourante, car leurs tâches sont reliées les unes aux autres par les couplages de dimensionnement entre leurs sous-problèmes. Les incohérences peuvent provoquer des conflits de conception en raison de ces couplages. La question est de savoir comment obtenir une convergence collaborative pour satisfaire les objectifs globaux et individuels des acteurs de conception lorsque ces acteurs prennent des décisions de conception sous incertitude. L'objectif de cette thèse est de proposer un modèle pour empêcher et résoudre les conflits de conception, tout en surmontant le problème de l'incertitude de la conception avec l'approche de « conception basée sur les ensembles » (SBD). Pour cela, les attitudes de conception sont modélisées avec le paradigme « Croyances-Désirs-Intentions » afin d'explorer les incohérences et gérer les conflits dans les processus de conception. L'approche ascendante conventionnelle est ainsi étendue grâce à des techniques de modélisation multi-agents. Dans cette approche, les agents de conception peuvent fixer des exigences directement sur leurs indicateurs de « bien-être ». Ces indicateurs représentent la manière dont leurs objectifs de conception sont susceptibles d'être satisfaits à un moment donné du processus. Des simulations de Monte Carlo sont effectuées pour évaluer la performance de cette approche, offrant une variété d'attitudes de l'agent. Par rapport aux approches classiques de conception ascendante et descendante, les résultats révèlent moins de conflits de conception et une intensité des conflits réduite. Les techniques de « problème de satisfaction de contraintes » (CSP) et les attitudes de conception sont appliquées pour détecter et justifier des conflits de conception entre les agents hétérogènes. Une nouvelle forme du modèle « Cooperative CSP » (CoCSP) est ainsi mise au point afin de résoudre les conflits de conception en détectant le compromis entre les contraintes. Le système de résolution des conflits peut être adopté grâce à différentes stratégies proposées qui prennent en compte l'architecture de solidarité des agents. Les résultats des simulations montrent que l'intensité des conflits en conception distribuée est réduite par la promotion de la solidarité qui déclenche une aide aux agents en souffrance. / In the product dimensioning phase of a distributed design, inconsistencies can emerge among design objectives as well as among working procedures of heterogeneous subsystems. In this phase, design actors which compose subsystems must collaborate concurrently, since their works are linked to each other through dimensioning couplings among their sub-problems. Inconsistencies through these couplings yield thus to design conflicts. The issue is how to obtain a collaborative convergence to satisfy the global and individual objectives of design actors when making design decisions under uncertainty. The objective of this dissertation is to propose a model for preventing and resolving design conflicts in order to obtain a collaborative convergence, while overcoming the design uncertainty through Set-based Design (SBD). Design attitudes are modeled with Belief-Desire-Intention paradigm to explore inconsistencies and manage conflicts in design processes. The conventional bottom-up approach is thus extended through agent-based attitude modeling techniques. In this approach, design agents can set requirements directly on their wellbeing values that represent how their design targets are likely to be met at a given moment of the design process. Monte Carlo simulations are performed to evaluate the performance of this approach, providing a variety of agent attitudes. Compared to conventional bottom-up and top-down design approaches, the results reveal a fewer number of design conflicts and a reduced aggregated conflict intensity. Constraint satisfaction problem (CSP) techniques and design attitudes are both applied to detect and justify design conflicts of heterogeneous design agents. A novel cooperative CSP (CoCSP) is developed in order to resolve design conflicts through compromising constraint restriction. The conflict resolution system can be adopted for different proposed strategies which take into account the solidarity architecture of design agents. The simulation results show that while promoting solidarity in distributed design by helping agents that suffer, the conflict intensity is reduced, and better design results are obtained.

La conception de systèmes multi-physiques impliquant des ingénieurs de différentes disciplines (mécanique, électronique, physique des capteurs, etc.), et plus particulièrement les systèmes destinés à l'exploitation dans des conditions sévères (sous contraintes dimensionnelles, chocs et vibrations, supportant des températures élevées et des hautes pressions), soulève de nombreuses questions difficiles dans la conception de systèmes complexes. Ces produits hautement intégrés sont caractérisés par de multiples flux fonctionnels passant par des composants communs. Les attendu très élevé des différents ingénieurs peuvent sur-contraindre les modules architecturaux, ainsi que les connections et les performances de certaines fonctions. Cette intégration de fonctions multi-physiques dans les produits de taille limitée qui opèrent dans des conditions sévères résulte d’une interaction intense entre les paramètres de conception et de fonctionnalités attendues. Dès qu'un paramètre de conception est modifié, les performances de plusieurs fonctions peuvent être affectées. Cela est dû au degré élevé d'optimisation des performances et le fait que plusieurs fonctions font partie du flux de processus résultant d'une seule composante. En outre, certaines disciplines peuvent être plus contraintes que d'autres selon le challenge que représentent l’atteinte des performances données et le concept considéré. Ci-après, nous nous référons aux modules architecturaux, aux connexions et aux disciplines comme des objets contraignables. Aujourd'hui, sans aucun outil de prédiction permettant de localiser ces aspects qui sont susceptibles d'être fortement contraints, les conséquences peuvent être dramatiques. Par exemple, la gestion de projet dans l'industrie pétrolière est souvent responsable de dérives inacceptables pour le cout du projet et son planning pouvant aller jusqu'à l’échec du projet.Dans notre étude, nous proposons d'enrichir sémantiquement des représentations conventionnelles de la complexité du produit. Nous utilisons une matrice DSM (Design Structure Matrix) pour représenter les connexions physiques dans les alternatives de concepts, une matrice DMM (Domain Mapping Matrix) pour relier les fonctions avec l'architecture, et une matrice Maison de la Qualité – QFD (Quality Function Deployment) d'une façon non conventionnelle, afin de propager la vision des ingénieurs sur les performances des composants comme la traditionnelle «voix du client». Notre première contribution concerne l'enrichissement de ces représentations. Nous enrichissons la représentation DSM par une typologie de connexion physique, permettant un éventail d’alternative à un stade de la conception. Pour une connexion, l'information donnée sur la nature des difficultés susceptibles est incorporée dans un modèle de données. Nous enrichissons la représentation DMM par la description du flux fonctionnel au travers des modules architecturaux. Nous adaptons la méthode QFD pour capturer la voix de disciplines impliquée dans le projet; cet enrichissement ontologique des données de conception rend plus facile le management des conflits en conception de systèmes multi-physiques. Dans cet objectif, sept tableaux de bord sont proposés à l'équipe de conception comme des outils utiles pour converger à partir d'un ensemble de configurations architecturales potentielles vers une architecture unique. Ce processus de convergence est supporté par la nécessité d'éviter les contraintes trop fortes sur certaines disciplines, cet équilibre est réalisé par la propagation des contraintes de conception dans le système. Les sept tableaux de bord sont organisés en deux vecteurs: le vecteur d'ambition et le vecteur de difficulté. Le vecteur d’ambition indique le degré de liberté dans l'exploration de l'espace de conception de l'architecture. Le vecteur difficulté offre des informations heuristiques sur la nature et les niveaux de la difficulté à atteindre les objectifs de performance. [...] / MultiGphysics systems design, including the design of mechatronics systems, involvings designers in different disciplines (e.g., mechanics, electronics, physics of sensors, etc.), particularly design for systems intended for operation in severe conditions (withstanding shocks, vibrations, high temperatures, and high pressures in limited dimensions), raises many of the challenging issues in the design of complex systems. Consequently, highly integrated products are characterized by multiple functional flows passing through common components. Very high performance requirements from the different designers may over-constrain architectural modules, as well as connections, and the performance of some functions. The integration of multi-physics functions within products of limited size that operate in severe conditions results in an intense" interaction between design parameters and expected functionality. As soon as a design parameter is changed, the performance of several functions may be impacted. This is due to a high degree of performance optimization and the fact that several functions are part of the functional flow stemming from a single component. In addition, some disciplines may be more constrained than others, depending upon given performance challenges and the concept architecture being considered. Hereafter, we refer to architectural modules, connections and disciplines as constrainable objects. Today, with no prediction tool for locating the aspects that are likely to be highly constrained, consequences may be dramatic. For instance, project management for systems in the oil industry is often responsible for unacceptable additions to project overhead costs and project timelines for a project that may simply fail in the end. In our study, we propose to semantically enrich conventional representation models of product complexity.We use a design structure matrix (DSM) to represent admissible architecture connections and dependency configurations, a domain mapping matrix (DMM) to link functions and architecture, and quality function deployment (QFD), in a non conventional way, in order to propagate the designers aims for performance of the components more than the traditional voice of the customer. We enrich DSM representations with a physical connection typology, allowing a range of choices at an early design stage For a given connection, information regarding the nature of likeldesign difficulties is incorporated into a data model. We enrich DMM representations with functional flow sequencing along the architectural modules. We adapt the QFD method to capture the voice of the engineering disciplines involved in the project this ontological enrichment of design data makes it easier to envision and manage design challenges for multiGphysics systems. Seven design assessment cards are proposed to the design team as meaningful tools used to converge from a set of potential architectural configurations toward single architecture. This convergence process is driven by the necessity of avoiding highly constrained constrainable objects, achieved by balancing and spreading the design constraints throughout the system. The seven assessment cards are organized into two major design quality vectors: the ambition vector and the difficulty vector. The ambition vector indicates degrees of freedom in exploration of the architecture design space. The difficulty vector offers heuristic information on the nature and levels of the difficulties in meeting performance targets. The resulting method, which we call the multi-physics design scorecard" (MPDS), was applied to the design of a power electronics controller (PEC), a regulator board involving three sectors: mechanics, electronics, and packaging. Data gathering and implementation of theMPDSmethod took the design team just one day. The method immediately generated improved architectures, guaranteeing at the same time a more robust further design process.

This paper is included in the line of research 'Formation', knowledge and professional development of the Post-graduation Program in Education of the Federal University of Santa Maria. Currently, the institutions of Superior Teaching aim new curriculum proposals in order to fit the professional formation to the demands of the society. Facing this reality, the forming subjects need to search for subsidies to develop their work, which makes mecessary to rethink their practice. In this way, this work brings about the conceptions of formation and instruction of professors in the course of Physics Therapy in the "Franciscan University Center" with a new module teaching proposal. The purpose of the research is to identify and to analyze what conceptions of formation and instruction of professors in the course of Physics Therapy are being built according to the new curriculum. It has, as its methodological reference, the qualitative research and has, as its research instruments, the field daily report and the semi-structured narrative interviews. The subjects of the research are ten professors of the Physics Therapy course,being these, the most involved ones in the feasibility of this teaching model. The interpretation of results occurred by means of a gradual reduction of the qualitative text. The research finding indicate conceptions of formation and instruction that are linked to each other and are being built during the professors' trajectory. These conceptions present strong influence in the project of the course about the professors' thinking and acting processes as well as the professors identify the pedagogical meetings and the practice as privileged spaces of formation and learning in the teaching process. / Este trabalho se insere na linha de pesquisa Formação, saberes e desenvolvimento profissional do Programa de Pós-Graduação em Educação da Universidade Federal de Santa Maria. Atualmente as Instituições de Ensino Superior buscam novas propostas curriculares no intuito de adequar a formação profissional às demandas da sociedade. Perante essa realidade os sujeitos formadores precisam buscar subsídios para desenvolver seu ofício tornando-se essencial o repensar de sua prática. Nesse sentido, esse trabalho tem como temática as concepções de formação e docência dos professores do curso de Fisioterapia do Centro Universitário Franciscano frente a uma proposta de ensino modular. O objetivo da pesquisa é identificar e analisar que concepções de formação e de docência os professores do curso de Fisioterapia vêm construindo frente ao novo currículo. Possui como referencial metodológico a pesquisa qualitativa e tem como instrumentos de pesquisa o diário de campo e as entrevistas narrativas semi-estruturadas. Os sujeitos de pesquisa são dez professores do curso de Fisioterapia, sendo estes os mais envolvidos na viabilização deste modelo de ensino. A interpretação dos resultados deu-se por meio da análise de conteúdo a partir da redução gradual do texto qualitativo. Os achados da pesquisa indicam concepções de formação e docência que estão entrelaçadas e vêm sendo construídas ao longo da trajetória docente. Essas concepções apresentam forte influência do projeto do curso sobre o pensar e o fazer docente ao mesmo tempo em que os professores identificam as reuniões pedagógicas e a própria prática espaços privilegiados de formação e aprendizagem docente.

Le constat scientifique est sans appel : nous subissons une crise environnementale mondiale et endémique. Par ailleurs, nous ne sommes pas sans savoir que l'essentiel des préjudices environnementaux procède des activités humaines, et notamment de l'exploitation d'activités dangereuses pour l'environnement. Les personnes privées sont donc directement intéressées. Pourtant, l'étude du droit positif révèle clairement que nos mécanismes classiques de responsabilité civile ne répondent pas avec pertinence à la spécificité des préjudices environnementaux, et notamment au besoin de prévention. Notre projet de thèse consiste à dépasser les lacunes et incohérences juridiques actuelles afin de dégager un régime de responsabilité civile adapté. Pour ce faire, il est impératif de s'engager dans un effort de conceptualisation des préjudices environnementaux. En effet, cette approche préalable dévoile sous un jour nouveau les imperfections actuelles et révèle toutes les potentialités du droit de la responsabilité civile. Dans cette perspective, nos travaux tendent à démontrer que la conceptualisation des préjudices environnementaux doit être « unitaire ». Pour être plus précis, cette « conception unitaire des préjudices environnementaux » repose sur deux axes complémentaires. Le premier, dévoile l'unité existante entre les préjudices environnementaux et l'homme. Quant au second, il soutient une acception large des préjudices environnementaux à l'aune des risques environnementaux générés par les activités dangereuses. Cette approche est d'autant plus vertueuse qu'elle encourage et justifie le déploiement du régime de responsabilité civile en la matière. / The scientific conclusion is clear: we are experiencing a global environmental crisis and endemic. Moreover, we are not aware that most of the environmental damage proceeds from human activities, including exploitation activities dangerous to the environment. Private persons are directly concerned. Yet the study of positive law makes clear that our traditional civil liability mechanisms do not respond appropriately to the specificity of environmental damage, including the need for prevention. Our thesis project is to go beyond current legal gaps and inconsistencies in order to identify a suitable system of civil liability. To do this, it is imperative to engage in a process of conceptualization of environmental harm. Indeed, this preliminary approach throws new update existing imperfections and reveals the full potential of the law of civil liability. In this perspective, our work tends to show that the conceptualization of environmental damage must be "unitary". To be more precise, the "unitary concept of environmental damage" is based on two complementary approaches. The first reveals the existing unity between environmental damage and man. As for the second, it supports a broad definition of environmental damage in terms of environmental risks caused by hazardous activities. This approach is all the more virtuous it encourages and justifies the deployment of the system of civil liability in the matter.

La conception d'un convertisseur est un travail pluridisciplinaire reposant sur effort un humain, un coût et une durée importants. Le développement des convertisseurs serait moins contraignant s'il existait une solution générique. C'est dans ce contexte que l'approche « Réseau de micro-convertisseurs » (RµC) a vu le jour. Un réseau de micro convertisseurs est composé d'un seul type de composant universel appelé aussi « cellule élémentaire » à partir duquel il est possible de répondre à n'importe quel cahier de charges par diverses associations. Les travaux de cette thèse portent sur le principe et les moyens de réalisation du réseau de micro-convertisseurs qui pourrait aboutir à une rupture technologique. Une partie importante de cette thèse est consacrée à l'optimisation de la cellule élémentaire des points de vue fonctionnels mais aussi et surtout assemblage et mise en œuvre. La réalisation d'un réseau de micro-convertisseurs reste l'objectif principal à développer pour démontrer le potentiel de cette approche. L'étude menée sur la réalisation d'un démonstrateur pour application photovoltaïque va nous montrer que cette nouvelle approche peut être compétitive par rapport aux structures existantes d'électronique de puissance pour les applications solaires et surtout que son industrialisation est possible. / For the creation of one converter in power electronics, a qualified staff in the field of the conception, the design, the production, the tests and validation has to be involved. The development of the converters would be much easier if there is one generic solution. Thus, the « network of micro-converters » is proposed. This approach is based on one universal device called “elementary cell” which represents a micro-converter. One matrix of elementary cells could be configured in such a way to correspond to every electrical specification. This thesis highlights the state of art of the network of micro-converters and focalizes on its development which could be a technological breakthrough. At first, the optimization of the elementary cells according to the standard technologies for the realization is issued. The development of one network of micro-converters remains the main objective of this work in order to demonstrate the benefits of this approach. The realization of one prototype for distributed photovoltaic system shows that it could be a competitive solution in comparison with the existing power electronics structures dedicated to solar systems.

Ce mémoire porte sur l’enseignement universitaire du design formant à la conception des expériences de la réalité étendue (RE). Il s’agit d’une modalité évolutive de médiation expérientielle qui intègre l’ensemble de celles établies (RA, RV, RM). Nous étudions les potentialités des expériences qui, lorsqu’elles sont actualisées grâce à des technologies prêt-à- porter sur ou en soi, peuvent modifier in situ la réalité perçue pour fluidifier, enrichir, ou enchanter l’existence de l’être humain évoluant à l’intersection de l’actuel-physique et du virtuel- numérique. Dans une perspective prospectiviste révélant la pratique du projet de design comme la conception de ces expériences constitutives de nos futurs préférables, nous abordons la médiation du cadre de la vie quotidienne au prisme expérientiel du modèle ontophanique unifiant de la « réalité multiplis » (Courchesne, 2012). Si le projet, nous amenant à avoir une expérience mémorable et indivisible des multiples plis de notre réalité qui s’enrichit, génère de nouveaux axes de recherche et de création au croisement des disciplines œuvrant à son avancement, il pose aussi des défis croissants aux divers programmes d’études et de pratique qui y préparent – défis pourtant peu abordés au sein des écoles de design. Notre recherche vise à développer l’enseignement universitaire du design formant à la conception des expériences à la fois immersives et nomades de la réalité étendue (RE). À cette fin, nous avons effectué une revue de littérature qui porte sur les principales modalités établies de médiation expérientielle, sur la nomadisation des expériences immersives dans la vie de tous les jours, et sur la méthodologie de la recherche en éducation. Ce chapitre qui constitue la charpente de notre cadre théorique nous conduit à élaborer une stratégie méthodologique mixte organisant la recherche sur le terrain en trois parties. Nous débutons par la réalisation 1) d’une étude de cas visant à mieux comprendre, par la pratique réflexive, la conception de l’expérience immersive et nomade dont nous modélisons le projet. Le modèle est ensuite mis à l’épreuve dans l’enseignement, grâce à 2) une enquête par questionnaire (n = 54), afin d’identifier les principaux défis rencontrés par les étudiants. Ces défis servent à vérifier la pertinence de l’offre de cours dans l’analyse comparative de 3) deux recensements comprenant trente-six programmes d’un système universitaire développé. À la lumière de nos résultats, nous concluons la recherche en introduisant un modèle synthèse inédit qui structure un nouvel axe d’enseignement en design et médiation des futurs. Nous espérons que ce modèle pourra contribuer au développement de l’enseignement universitaire qui forme à la conception des expériences de la réalité étendue (RE) dans les divers champs d’études et de pratique du design. / This thesis focuses on design education aimed at the design practice of extended reality (XR) experiences defined as an evolving modality of experiential mediation which integrates all of those established (AR, VR, MR). We study the potential of these experiences which, when they are actualized using wearable technologies on or in ourselves, can modify in situ our perceived reality to fluidify, enrich, or enchant the existence of the human being evolving at the intersection of the actual-physical and the virtual-digital. From a foresight perspective revealing design practice as the conception of these constitutive experiences of our preferable futures, we approach the mediation of the daily life through the experiential prism of the unifying ontophanic “multifold reality” model (Courchesne, 2012). If the project leading us to have a memorable and indivisible experience of the multiple folds of our extending reality generates new research and creation axes, at the crossroads of disciplines working towards its advancement, it also poses growing challenges to most programs of studies and practice in design – challenges that are not often addressed in design schools. Our research seeks to develop design education that trains to both immersive and nomad extended reality (XR) experiences. To this end, we conducted a review of the literature on the main established modalities of experiential mediation, on the nomadization of immersive experiences in everyday life, and on the research methodology in education. This chapter, which constitutes our theoretical framework, leads us to develop a mixed methods strategy by organizing our research into three parts. We begin by 1) a case study aimed at better understanding, through reflective practice, of the design of immersive and nomad experience, which we model the project. The model is then put to the test in teaching, using a 2) a questionnaire survey (n = 54), to identify the main challenges encountered by the students. These challenges are crossed with the comparative analysis of 3) two lists comprising thirty-six programs of a developed university system, with the aim of verifying the relevance of the course offer. In the light of our results, we conclude the research by introducing a novel synthesis model that structures a new teaching axis in design and futures mediation. We hope that this model can contribute to the development of design education training to extended reality (XR) experiences in the various fields of studies and practice of design.

Les déficiences sensorimotrices ou troubles du mouvement sont ce qui sous-tend ou cause les incapacités aux membres supérieurs. Par exemple, la spasticité musculaire, faiblesse musculaire, pauvre contrôle moteur sélectif, spasmes musculaires ou mouvements involontaires ou tremblements sont tous des exemples de désordres sensorimoteurs/troubles du mouvement. Lorsque des personnes vivent avec de tels désordres sensorimoteurs, cela peut entrainer des incapacités aux membres supérieurs et de la difficulté à réaliser diverses tâches quotidiennes. Dans plusieurs cas, les personnes atteintes n'ont pas accès aux services d'un aide-soignant. La famille doit donc s'occuper de la personne dans le besoin ou encore la personne atteinte doit se débrouiller avec les assistances techniques disponibles sur le marché. La situation risque de se détériorer dans un futur proche considérant le vieillissement de la population où il faudra prendre soin de plus en plus de personnes en perte d'autonomie avec moins de main d'œuvre active. À la suite d'une revue de littérature, et de consultations avec des ergothérapeutes, il a été établi que les assistances techniques commercialisées ne sont pas suffisamment adéquates pour plusieurs usagers. Ce mémoire porte sur le développement d'assistances techniques mécaniques afin de venir en aide aux personnes ayant des difficultés de mouvement aux membres supérieurs. L'hypothèse est que l'utilisation des assistances développées aidera les personnes vivant avec des troubles de mouvement à s'alimenter de manière plus autonome. Et ce, tout en réduisant la charge de travail du personnel médical. Deux types d'aide à l'alimentation ont été développés : un système d'aide à l'alimentation passif pour la spasticité et un ustensile anti-tremblements. Le premier est un système utilisant des mécanismes à quatre barres et des amortisseurs afin de stabiliser l'ustensile et d'amortir les mouvements involontaires. Le deuxième est un ustensile de plus petite taille qui stabilise les tremblements en utilisant des contrepoids. / Many people live with disabilities that may affect the control of their upper limbs and therefore affect their daily autonomy. These disabilities can include muscle spasticity, non selective motor control, muscle weakness and others. This can cause spasms or tremors which will inevitably affect the person when he/she tries to eat by him/herself. In many cases, people living with that kind of disabilities do not have access to the service of a caregiver. The affected person can use technical aids available commercially or the family can takecare of the person in need. The situation is likely to deteriorate in the coming years considering the aging population. It will be necessary to take care of more and more people losing their autonomy while dealing with less active medical labor. Following a literature review, and several discussions with occupational therapists, it was established that the technical aids available commercially are not sufficiently adequate formany users. This thesis focuses on the development of mechanical feeding assistances tohelp people living with upper limbs movement disorders. The hypothesis is that using the developed aids will help people living with movement disorders to eat more independently. The use of the developed mechanical aids will increase user involvement while reducing the workload of the medical staff. Two different types of feeding aid have been developed: a passive feeding system forspasticity and an anti-tremor utensil. The first is a complex system using four-bar mechanisms and dampers to stabilize the utensil and reduce the effects of involuntary movements. The prototype is fixed on a table and is controlled with a handle. The second solution developed is a smaller sized utensil that stabilizes tremors using counterweights

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2005-2006 / Ce mémoire présente les travaux effectués dans le cadre d’une association entre le laboratoire de robotique ainsi que celui des nouvelles technologies de l’image, du son et de la scène (Lantiss), tous deux issus de l’Université Laval, relativement au développement d’une scène de spectacle dynamiquement reconfigurable. Une part importante de l’analyse traite de l’aspect esthétique des mouvements et des poses d’une telle surface, face à son utilisation dans le monde du spectacle. L’autre champ d’étude fait référence à des aspects techniques. Ainsi, les solutions qui sont artistiquement intéressantes sont analysées et optimisées afin de pouvoir être réalisées mécaniquement. C’est à cet effet que des études cinématiques et dynamiques de mécanismes ainsi que des optimisations de paramètres géométriques sont exposées. Finalement, ces démarches théoriques mènent à la fabrication et à la commande d’un prototype respectant les attentes artistiques de la scène mobile. / Québec Université Laval, Bibliothèque 2019

Ce mémoire présente le développement d'un préhenseur pour une prothèse du membre supérieur à fermeture volontaire actionné à l'aide d'un harnais. Le préhenseur (main) comprend trois articulations par doigt (15 au total) et différentes fonctionnalités afin d'offrir une grande adaptabilité à la forme des objets, et ce, de façon purement mécanique. Le produit final permettra à l'utilisateur de saisir un plus grand nombre d'objets de forme différente tout en nécessitant une force d'actionnement raisonnable et en respectant tous les autres critères caractérisant une bonne prothèse. Afin d'atteindre ces objectifs, plusieurs travaux ont d'abord porté sur l'avancement des connaissances générales du sous-actionnement appliqué aux mains prothétiques. Dans un premier temps, différents mécanismes permettant de sous-actionner quatre doigts à partir d'une seule entrée ont été développés. Ensuite, un prototype de main plastique a été conçu afin de tester expérimentalement ces mécanismes et de mieux comprendre les principaux défis reliés à la réalisation du design d'une telle main. Cette main est entièrement sous-actionnée, c'est-à-dire qu'elle comprend 15 degrés de liberté pour un seul degré d'actionnement. Aussi, une étude a été effectuée sur la stabilité de prise dans les doigts sous-actionnés. Finalement, toutes ces connaissances acquises, combinées avec plusieurs idées de design sont utilisées afin d'orienter le design mécanique du préhenseur dans le but d'obtenir un produit final innovateur, respectant les critères et objectifs fixés.

La découverte de composés pharmaceutiques est actuellement trop longue et trop coûteuse, et le taux d’échec, trop élevé. Les bases de données biochimiques et génomiques ne cessent de grossir et il est maintenant impraticable d’interpréter ces données. Un changement radical est nécessaire ; certaines étapes de ce processus doivent être automatisées. Les peptides jouent un rôle important dans le système immunitaire et dans la signalisation cellulaire. Leurs propriétés favorables en font des candidats de choix pour initier la conception de nouveaux médicaments et assister la production de nouveaux vaccins. De plus, les techniques de synthèse modernes permettent de rapidement synthétiser ces molécules à faible coût. Les algorithmes d’apprentissage statistique sont particulièrement bien adaptés pour apprendre de façon automatisée des modèles, possiblement biochimiques, à partir des données existantes. Ces méthodes et les peptides offrent donc une solution de choix aux défis auxquels fait face la recherche pharmaceutique. Nous proposons un noyau permettant l’apprentissage de modèles statistiques de phénomènes biochimiques impliquant des peptides. Celui-ci permet, entre autres, l’apprentissage d’un modèle universel pouvant raisonnablement quantifier l’énergie de liaison entre toute séquence peptidique et tout site de liaison d’une protéine cristallisée. De plus, il unifie la théorie de plusieurs noyaux existants tout en conservant une faible complexité algorithmique. Ce noyau s’avère particulièrement adapté pour quantifier l’interaction entre les antigènes et les complexes majeurs d’histocompatibilité. Nous proposons un outil pour prédire les peptides qui survivront au processus de présentation antigénique. Cet outil a gagné une compétition internationale et aura plusieurs applications en immunologie, dont la conception de vaccins. Ultimement, un peptide doit maximiser l’interaction avec une protéine cible ou maximiser la bioactivité chez l’hôte. Nous formalisons ce problème comme un problème de prédiction de structures. Puis, nous proposons un algorithme exploitant les plus longs chemins dans un graphe pour déterminer les peptides maximisant la bioactivité prédite par un modèle préalablement appris. Nous validons cette nouvelle approche en laboratoire par la découverte de peptides antimicrobiens. Finalement, nous fournissons des garanties de performance de type PAC-Bayes pour deux algorithmes de prédiction de structure dont un est nouveau. / The discovery of pharmaceutical compounds is currently too time-consuming, too expensive, and the failure rate is too high. Biochemical and genomic databases continue to grow and it is now impracticable to interpret these data. A radical change is needed; some steps in this process must be automated. Peptides are molecules that play an important role in the immune system and in cell signaling. Their favorable properties make them prime candidates for initiating the design of new drugs and assist in the design of vaccines. In addition, modern synthesis techniques can quickly generate these molecules at low cost. Statistical learning algorithms are well suited to manage large amount of data and to learn models in an automated fashion. These methods and peptides thus offer a solution of choice to the challenges facing pharmaceutical research. We propose a kernel for learning statistical models of biochemical phenomena involving peptides. This allows, among other things, to learn a universal model that can reasonably quantify the binding energy between any peptide sequence and any binding site of a protein. In addition, it unifies the theory of many existing string kernels while maintaining a low computational complexity. This kernel is particularly suitable for quantifying the interaction between antigens and proteins of the major histocompatibility complex. We provide a tool to predict peptides that are likely to be processed by the antigen presentation pathway. This tool has won an international competition and has several applications in immunology, including vaccine design. Ultimately, a peptide should maximize the interaction with a target protein or maximize bioactivity in the host. We formalize this problem as a structured prediction problem. Then, we propose an algorithm exploiting the longest paths in a graph to identify peptides maximizing the predicted bioactivity of a previously learned model. We validate this new approach in the laboratory with the discovery of new antimicrobial peptides. Finally, we provide PAC-Bayes bound for two structured prediction algorithms, one of which is new.