L'objectif de la thèse est de concevoir des compensateurs discrets qui permettent de compenser les non-linéarités introduites par les différents éléments dans la boucle de commande numérique, tout en maintenant des performances dynamiques élevées, des temps de développement rapide, et une structure reconfigurable. Ces compensateurs discrets doivent également avoir des temps de réponse rapide, avoir une déviation de la tension minimale et avoir, pour un étage de puissance donné, un temps de récupération rapide de la tension. Ces performances peuvent être atteintes par des compensateurs discrets conçus sur la base de techniques de contrôle linéaires et non linéaires. Pour obtenir une réponse rapide et stable, la thèse propose deux solutions : La première consiste à utiliser des techniques de contrôle linéaires et de concevoir le compensateur discret tout en gardant la bande passante la plus élevée possible. Il est communément admis que plus la bande passante est élevée, plus la réponse transitoire est rapide. L‘obtention d’une bande passante élevée, en utilisant des techniques de contrôle linéaires, est parfois difficile. Toutes ces situations sont mises en évidence dans la thèse. La seconde consiste à combiner les techniques de contrôle linéaires avec les techniques de contrôles non linéaires tels que la logique floue ou les réseaux de neurones. Les résultats de simulations ont permis de vérifier que la combinaison des contrôleurs non-linéaires avec les linéaires ont un meilleur rendement dynamique que les contrôleurs linéaires lorsque le point de fonctionnement varie. Avec l'aide des deux méthodes décrites ci-dessus, la thèse étudie également la technique de l’annulation des pôles-zéros (PZC) qui annule la fonction de transfert du convertisseur. Quelques modifications des techniques classiques de contrôle sont également proposées à partir de contrôleurs numériques afin d’améliorer les performances dynamiques. La thèse met également en évidence les non-linéarités qui dégradent les performances, propose les solutions permettant d'obtenir les meilleures performances, et lève les mystères du contrôle numérique. Une interface graphique est également introduite et illustrée dans le cas de la conception d'un convertisseur abaisseur de tension synchrone. En résumé, cette thèse décrit principalement l'analyse, la conception, la simulation, l’optimisation la mise en œuvre et la rentabilité des contrôleurs numériques. Une attention particulière est portée à l'analyse et l'optimisation des performances dynamique à haute fréquence et pour de faibles puissances des convertisseurs DC-DC abaisseur de tension. Ces convertisseurs fonctionnent en mode de conduction continue (CCM) à une fréquence de commutation de 1 MHz et s’appuie sur des techniques de contrôle linéaires et non linéaires de façon séquentielle. / The objective of the thesis is to design the discrete compensators which counteract the nonlinearities introduced by various elements in the digital control loop while delivering high dynamic performance, fast time-to-market and scalability. Excellent line and fast load transient response, which is a measure of the system response speed, with minimal achievable voltage deviation and a fast voltage recovery time for a given power stage can be achieved through the discrete compensators designed on the basis of linear and nonlinear control techniques. To achieve a stable and fast response, the thesis proposes two ways. One way is to use linear control techniques to design the discrete compensator while keeping the bandwidth higher. It is well-known fact that the higher the bandwidth, the faster is the transient response. Achieving higher bandwidth through linear control techniques sometimes becomes tricky. All those situations are highlighted in the thesis. The other way is to hybridize the linear control techniques with the nonlinear control techniques such as fuzzy logic or neural network based control techniques. Simulation results verify that hybridization of nonlinear controllers with the linear ones have better dynamic performance over linear controllers under the change of operating points. Along with using the two methodologies described above, the thesis also investigates the pole-zero cancellation (PZC) technique in which the poles and zeros of the compensator are placed in such a way that they cancel the effect of the poles or zeros of the buck converter to boost the phase margin at the required bandwidth. Some modifications are also suggested to the classical control techniques based digital controllers to improve the dynamic performance. The thesis highlights the nonlinearities which degrade the performance, a cost-effective solution that achieves good performance and the mysteries of digital control system. A graphical user interface is introduced and demonstrated for use with the design of a synchronous-buck converter. In summary, this thesis mainly describes the analysis, design, simulation, optimization, implementation and cost effectiveness of digital controllers with particular focus on the analysis and the optimization of the dynamic performance for high-frequency low-power DC-DC buck converter working in continuous conduction mode (CCM) operating at a switching frequency of 1 MHz using linear and nonlinear control techniques in a very sequential and comprehensive way.

L'étude et l'introduction de nouveaux systèmes dynamiques<br /> de type gradient sont l'objet central de cette thèse. Le<br /> caractère dissipatif de telles dynamiques est au coeur de<br /> nombreux domaines en mathématiques : optimisation,<br /> mécanique, équations d'évolutions en dimension infinie.<br /><br />Dans une première partie, les champs de gradients (ou de sous-différentiels<br /> de fonction convexe) sont contrôlés à l'aide d'opérateurs-barrières. <br />La motivation essentielle est d'obtenir<br /> des méthodes intérieures de descente en vue d'optimiser<br /> une fonction sous des contraintes convexes. Le cadre<br /> d'étude proposé permet d'unifier dans un même formalisme de nombreuses<br /> méthodes continues : gradient projeté, plus grande pente riemannienne,<br /> méthode continue de Newton... Parmi les conséquences de <br />la généralisation proposée, on peut, par exemple, évoquer des <br /> résultats abstraits de viabilité et de convergence globale. Toujours <br />dans cette <br />perspective, les fonctions de Legendre jouent un rôle crucial~:<br /> elles permettent d'une part de donner lieu à des structures<br /> riemanniennes possédant de nombreuses propriétés - parmi lesquelles une<br /> propriété d'intégration caractéristique remarquable -, et d'autre part, <br /> elles fournissent en dimension infinie un cadre intéressant<br /> pour l'étude de certaines équations d'évolution de type<br /> parabolique.<br /><br />La deuxième partie est consacrée à l'étude de systèmes<br /> dynamiques du second ordre en temps avec une dissipation géométrique<br /> de type hessien. Outre leur intérêt en optimisation<br /> et leurs liens avec les méthodes de type Newton, ces systèmes<br /> sont d'une grande souplesse et permettent d'approcher certains <br />phénomènes non-lisses en mécanique unilatérale. En guise d'application,<br /> il est en effet prouvé que les systèmes considérés permettent <br />d'obtenir à la limite des dynamiques <br />satisfaisant des lois de chocs inélastiques. Les<br /> perspectives de cette étude ouvrent en particulier la voie à une approche <br />alternative de certains systèmes d'inégalités variationnelles de type <br />hyperbolique.<br /><br /><br />L'une des préoccupations majeures de cette thèse est la question<br /> de la convergence des orbites des systèmes étudiés. Dans le <br /> cadre de la minimisation convexe, quasi-convexe, ou analytique, de nombreux<br /> résultats sont proposés : convergence globale, , <br />vitesse de convergence, contrôle asymptotique, attractivité des <br /> minima sous contraintes en dimension infinie.

Cette recherche avait pour objectif d’évaluer l’effet du dispositif de formation « Zoom sur l’expertise pédagogique », ou, plus précisément, d’évaluer l’effet d’un parcours de formation créé grâce à ce dispositif et intégrant des exemples de pratiques sur vidéo sur les apprentissages et les intentions de changement de pratique d’un groupe d’enseignants du primaire relativement à la compétence professionnelle « Piloter des situations d’enseignement-apprentissage ». La réforme des programmes scolaires, qui s’installe progressivement depuis 2001, modifie considérablement les orientations en matière d’apprentissage et d’enseignement. Sa réussite repose notamment sur l’appropriation de nouvelles compétences professionnelles souvent difficiles à développer pour le personnel enseignant. À ces besoins de formation, les modalités de formation continue proposées ne semblaient répondre que partiellement. Le dispositif a été développé dans le but de soutenir le personnel enseignant dans l’appropriation de ce renouveau pédagogique et propose de nouvelles stratégies de formation basées principalement sur l’observation et l’analyse d’exemples de pratiques sur vidéo et enrichis de divers outils stimulant la réflexion sur la pratique. Sa conception s’inscrit dans un contexte d’émergence d’initiatives similaires. Néanmoins, beaucoup de questions restaient en suspens quant aux effets réels de ces dispositifs sur le développement professionnel des enseignants. Afin de réaliser une évaluation de ce dispositif, nous avons créé un parcours de formation que six enseignants ont réalisé. Ces personnes ont ensuite participé à deux entrevues semi-dirigées et ont partagé les notes prises durant la formation. Un cadre théorique a été développé, permettant de dégager trois questions de recherche : « Quels ont été les effets du dispositif de formation sur les savoirs relatifs aux composantes de la compétence ciblée ? » ; « Quels ont été les effets du dispositif de formation sur les intentions de changement de pratique des enseignants ? » ; « Comment améliorer le dispositif pour mieux soutenir le développement professionnel des enseignants ? ». Ce cadre a par la suite guidé l’analyse et l’interprétation des données recueillies. Une quantité substantielle d’informations a été obtenue permettant de mieux comprendre et documenter le rôle d’un tel dispositif de formation en ligne et des vidéos qui le composent. Nous avons pu confirmer leur effet positif sur le développement professionnel. Nous retenons notamment que les enseignants sont en mesure de mieux définir les composantes de la compétence ciblée par la formation, ils ont confirmé leur sentiment d’avoir appris, ils ont tous exprimé l'intention d’apporter des changements dans leur pratique. Tous ont grandement apprécié le parcours et ses vidéos, notamment la possibilité qu’elles leur offraient de s’identifier à des pairs et d’envisager des pistes de mise en application plus concrètes de leurs nouvelles connaissances. Par ailleurs, les commentaires et les suggestions des participants ont permis de dégager des pistes d’amélioration telles que la diminution de la quantité de vidéos, du nombre d’éléments de compétence présentés, ou l’augmentation de compléments pédagogiques accompagnant les vidéos. Ces pistes devraient toutefois être précisées et étudiées ce qui génère de nouvelles questions de recherches. / The objective of this study was to evaluate the effect of a web-based professional teacher development application called “Zooming in on Teaching Expertise”. More precisely, our aim was to evaluate the effect of a training course entailing examples of practice on video and created within the application. In particular, the study focused on participating elementary school teachers’ learning and their intentions to modify their practice with respect to the professional competency: “To pilot teaching/learning situations”. The education reform that has been progressively introduced since 2001 has been changing the direction of teacher training considerably. Its success relies particularly on the acquisition of new professional competencies that are often difficult to develop for in-service teachers. However, the training methods in place at the start of the reform did not seem to be meeting this need as well as expected. The web-based application used in this research project was developed to support teachers embrace this pedagogical renewal by proposing new training strategies based primarily on the observation and analysis of filmed practices, along with a variety of tools aimed at stimulating reflection on the teaching practice itself. The application emerged along others with a similar nature. Yet, still today, little is known about their effectiveness on the professional development of teachers. To examine these questions, we developed a training course that was then undertaken by six teachers. These teachers also participated in two semi-structured interviews and shared notes taken during training. Grounded in an evaluation based theoretical framework, the following three research questions emerged and were pursued: First, in what ways did the model have an effect on the development of the teacher competency it was intended for? Second, what was its effect on teachers’ intentions to change their practice? And third, in what ways could the professional teacher development application be improved in better supporting teachers’ professional development? This framework was later used to guide the analysis and interpretation of the data collected. A substantial amount of data was collected, enabling us to document and increase our understanding of the role of this web-based video mediated application. This allowed us to confirm the positive effect of online video based professional teacher development applications. In particular, we observed that the teachers were able to define the components of the targeted competency more clearly. The participants confirmed having learned from the video examples and training and expressed the intention to bring change in their own practice. All teachers greatly appreciated the training course and its videos, particularly the opportunity to observe peers who struggled like them, and to explore ways of putting the knowledge into practice in their own classrooms. In addition, the participants’ comments and suggestions helped identify areas for improvement of the application, such as reducing the number of videos and competency elements presented, or increasing the complementary educational content accompanying the videos. These suggestions for improvement should however still be further explored and discussed, and may lead to new research questions and further follow-up studies.

En février, 2009 un rapport de PHRMA (Pharmaceutical Research and Manufacturers of America) confirmait que plus de 300 médicaments pour le traitement des maladies cardiaques étaient en phase d’essais cliniques ou en révision par les agences règlementaires. Malgré cette abondance de nouvelles thérapies cardiovasculaires, le nombre de nouveaux médicaments approuvés chaque année (toutes indications confondues) est en déclin avec seulement 17 et 24 nouveaux médicaments approuvés en 2007 et 2008, respectivement. Seulement 1 médicament sur 5000 sera approuvé après 10 à 15 ans de développement au coût moyen de 800 millions $. De nombreuses initiatives ont été lancées par les agences règlementaires afin d’augmenter le taux de succès lors du développement des nouveaux médicaments mais les résultats tardent. Cette stagnation est attribuée au manque d’efficacité du nouveau médicament dans bien des cas mais les évaluations d’innocuité remportent la palme des causes d’arrêt de développement. Primum non nocere, la maxime d’Hippocrate, père de la médecine, demeure d’actualité en développement préclinique et clinique des médicaments. Environ 3% des médicaments approuvés au cours des 20 dernières années ont, par la suite, été retirés du marché suite à l’identification d’effets adverses. Les effets adverses cardiovasculaires représentent la plus fréquente cause d’arrêt de développement ou de retrait de médicament (27%) suivi par les effets sur le système nerveux. Après avoir défini le contexte des évaluations de pharmacologie de sécurité et l’utilisation des bio-marqueurs, nous avons validé des modèles d’évaluation de l’innocuité des nouveaux médicaments sur les systèmes cardiovasculaires, respiratoires et nerveux. Évoluant parmi les contraintes et les défis des programmes de développements des médicaments, nous avons évalué l’efficacité et l’innocuité de l’oxytocine (OT), un peptide endogène à des fins thérapeutiques. L’OT, une hormone historiquement associée à la reproduction, a démontré la capacité d’induire la différentiation in vitro de lignées cellulaires (P19) mais aussi de cellules souches embryonnaires en cardiomyocytes battants. Ces observations nous ont amené à considérer l’utilisation de l’OT dans le traitement de l’infarctus du myocarde. Afin d’arriver à cet objectif ultime, nous avons d’abord évalué la pharmacocinétique de l’OT dans un modèle de rat anesthésié. Ces études ont mis en évidence des caractéristiques uniques de l’OT dont une courte demi-vie et un profil pharmacocinétique non-linéaire en relation avec la dose administrée. Ensuite, nous avons évalué les effets cardiovasculaires de l’OT sur des animaux sains de différentes espèces. En recherche préclinique, l’utilisation de plusieurs espèces ainsi que de différents états (conscients et anesthésiés) est reconnue comme étant une des meilleures approches afin d’accroître la valeur prédictive des résultats obtenus chez les animaux à la réponse chez l’humain. Des modèles de rats anesthésiés et éveillés, de chiens anesthésiés et éveillés et de singes éveillés avec suivi cardiovasculaire par télémétrie ont été utilisés. L’OT s’est avéré être un agent ayant d’importants effets hémodynamiques présentant une réponse variable selon l’état (anesthésié ou éveillé), la dose, le mode d’administration (bolus ou infusion) et l’espèce utilisée. Ces études nous ont permis d’établir les doses et régimes de traitement n’ayant pas d’effets cardiovasculaires adverses et pouvant être utilisées dans le cadre des études d’efficacité subséquentes. Un modèle porcin d’infarctus du myocarde avec reperfusion a été utilisé afin d’évaluer les effets de l’OT dans le traitement de l’infarctus du myocarde. Dans le cadre d’un projet pilote, l’infusion continue d’OT initiée immédiatement au moment de la reperfusion coronarienne a induit des effets cardiovasculaires adverses chez tous les animaux traités incluant une réduction de la fraction de raccourcissement ventriculaire gauche et une aggravation de la cardiomyopathie dilatée suite à l’infarctus. Considérant ces observations, l’approche thérapeutique fût révisée afin d’éviter le traitement pendant la période d’inflammation aigüe considérée maximale autour du 3ième jour suite à l’ischémie. Lorsqu’initié 8 jours après l’ischémie myocardique, l’infusion d’OT a engendré des effets adverses chez les animaux ayant des niveaux endogènes d’OT élevés. Par ailleurs, aucun effet adverse (amélioration non-significative) ne fût observé chez les animaux ayant un faible niveau endogène d’OT. Chez les animaux du groupe placebo, une tendance à observer une meilleure récupération chez ceux ayant des niveaux endogènes initiaux élevés fût notée. Bien que la taille de la zone ischémique à risque soit comparable à celle rencontrée chez les patients atteints d’infarctus, l’utilisation d’animaux juvéniles et l’absence de maladies coronariennes sont des limitations importantes du modèle porcin utilisé. Le potentiel de l’OT pour le traitement de l’infarctus du myocarde demeure mais nos résultats suggèrent qu’une administration systémique à titre de thérapie de remplacement de l’OT devrait être considérée en fonction du niveau endogène. De plus amples évaluations de la sécurité du traitement avec l’OT dans des modèles animaux d’infarctus du myocarde seront nécessaires avant de considérer l’utilisation d’OT dans une population de patients atteint d’un infarctus du myocarde. En contre partie, les niveaux endogènes d’OT pourraient posséder une valeur pronostique et des études cliniques à cet égard pourraient être d’intérêt. / In february 2009, a report from PHRMA (Pharmaceutical Research and Manufacturers of America) confirmed that more than 300 drugs for treatment of cardiovascular diseases were in clinical trials or under review by regulatory agencies. Despite the abundance of new cardiovascular therapies, the number of new drugs approved each year (all indications combined) is declining steadily with only 17 and 24 new drugs approved in 2007 and 2008, respectively. Only 1 drug out of 5000 candidates will be approved after 10 to 15 years of development with an average cost of $800 millions. Several initiatives have been launched by regulatory agencies to increase the success rate in drug development but results are still awaited. This stagnation is attributed to the lack of efficacy of several drug candidates but safety assessments are the leading cause of drug development discontinuation. Primum non nocere, the maxim from Hippocrate, father of medicine, remains of major relevance in preclinical and clinical drug development. Over the past 20 years, approximately 3% of approved drugs were subsequently withdrawn from the market due to adverse effects. Cardiovascular adverse effects represent the most frequent cause of drug development discontinuation or withdrawal (27%) followed by effects on the nervous system. After defining the context of safety pharmacology evaluations and the use of biomarkers in drug development, we validated safety pharmacology models to investigate drug-induced cardiovascular, respiratory and neurological effects. As we progressed within constraints and challenges of drug development, we evaluated the efficacy and safety of oxytocin, an endogenous peptide with therapeutic potential. Oxytocin (OT), a hormone historically associated with reproduction, demonstrated the ability to induce in vitro differentiation of cell lines (P19) but also embryonic stem cells into beating cardiomyocytes. These observations lead us to consider the use of OT as a treatment for myocardial infarct. To achieve this ultimate goal, we first evaluated the pharmacokinetic of OT in an anesthetized rat model. These investigations highlighted the unique characteristics of OT including a very short half-life and a non-linear pharmacokinetic profile in response to the dose. Cardiovascular effects of OT in healthy animals were then evaluated in various species. In preclinical research, the use of various animal species and state of consciousness (conscious or anesthetized) is recognized as one of the best strategies to increase the predictive value of results obtained in animals to the human response. Our initial investigations of OT treatment regimens used various animal models including conscious and anesthetized rats, anesthetized pigs, conscious dogs with indirect blood pressure monitoring and diuresis and conscious monkeys with cardiovascular telemetry monitoring. These studies confirmed OT to have significant hemodynamic effects with variable responses depending on the state of consciousness (conscious or anesthetized), the dose, the administration protocol (bolus or infusion) and the species that were used. These screening studies enabled selection of a treatment regimen and dose without adverse effects that could subsequently be tested in efficacy studies. A porcine myocardial infarct (MI) model with reperfusion was used to evaluate the effects of OT following myocardial ischemia. In a pilot project, continuous infusion of OT initiated immediately at coronary reperfusion induced cardiovascular adverse effects in all treated animals including a reduction of left ventricular fraction shortening and worsening of dilated cardiomyopathy which is typical following MI. Considering these observations, the therapeutic strategy was revised to avoid OT treatment during the inflammatory phase which was considered maximal around day 3 post-ischemia. When initiated 8 days after MI, OT infusion induced adverse effects in animals with elevated endogenous levels of OT. In contrast, no significant effects (not statistically significant improvement) were observed in animals with low endogenous OT baseline. In placebo treated animals, a trend to observe a better recovery was noted in animals with high endogenous OT baseline. While the size of the ischemic zone was comparable to human patients with MI, the use of juvenile animals and the absence of coronary disease are important limitations of the porcine model. The potential of OT for treatment of MI remains but our results suggest that systemic administration of OT by continuous infusion as part of a replacement therapy should be investigated further in relation to endogenous levels. Further investigations on safety of the treatment with OT on animal MI models are warranted before the use of OT can be considered in the patient population after myocardial infarct. On the other hand, endogenous levels of OT may have a prognostic value and clinical trials to investigate this hypothesis may be of interest.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Dans le domaine des Lab-on-a-chip (LOC), la géométrie des canaux d'une puce microfluidique est souvent spécifique à la réalisation d'un protocole donné. La géométrie d'une puce est définie à l'étape de conception, avant les étapes de fabrication (généralement longues et coûteuses), et ne peut être modifiée a posteriori. Ce constat devient problématique lorsque la géométrie ne répond pas de façon satisfaisante au cahier des charges et qu'un nouveau lot de fabrication doit être démarré afin de redimensionner la puce. Pour pallier cet inconvénient, nous proposons de développer des puces microfluidiques génériques dont la géométrie est programmable et reconfigurable. Ce concept s'appuie largement sur les deux techniques de microfluidique digitale, l'électromouillage sur diélectrique (EWOD) et la diélectrophorèse liquide (LDEP). La première voie d'étude se concentre sur la technique de microfluidique LDEP. Tout d'abord, un modèle électromécanique, décrivant les comportements des liquides lors d'actionnements par LDEP ou EWOD, est établi. Ce modèle sert ensuite de base pour la conception et la fabrication de designs LDEP. Ces derniers sont testés afin d'identifier les géométries et les empilements technologiques, offrant des actionnements LDEP optimisés. L'étude, qui prend en compte un grand nombre de paramètres, montre que, avec des configurations et conditions spécifiques, les actionnements de liquide par LDEP offrent des performances égales, a minima, sur certains points, et supérieures sur d'autres par rapport à l'ensemble des études reportées dans la littérature. Enfin, un protocole de fonctionnalisation de surface par des spots de polymère de quelques microns à plusieurs dizaines de microns de diamètre, utilisant la technologie LDEP, est décrit. Cette méthode est susceptible de concurrencer directement les méthodes de fonctionnalisation classiques. La seconde voie d'étude traite du concept de géométrie programmable et reconfigurable, à l'aide de plateformes microfluidiques couplant les effets LDEP et EWOD. Dans un premier temps, les plateformes en configuration " ouverte " permettent de produire des moules à géométrie programmable pour la réalisation de puces microfluidiques en PDMS. Les résultats de cette étude prometteuse aboutissent, entre autres, à la réalisation de géométries de canaux complexes et typiques dans le domaine de la microfluidique (jonctions en " T " et valves de type " Quake "). Dans un second temps, les résultats les plus aboutis de ce manuscrit sont exposés à propos du concept de géométrie programmable et reconfigurable en utilisant de la paraffine. Un protocole spécifique, exploitant judicieusement les déplacements de liquides par EWOD et LDEP, donne lieu à la fabrication d'un grand nombre de puces microfluidiques, comportant des géométries de canaux complexes et variées. Dans les deux cas, un grand nombre de géométries peut être généré a à partir d'une seule plateforme microfluidique digitale générique. Les résultats obtenus ouvrent des perspectives de travail originales et prometteuses, dont certaines d'entre elles sont abordées en marge des objectifs initiaux. La première se trouve dans la continuité du concept de géométrie programmable et reconfigurable, en proposant une technologie à bas coût (substrat souple en Kapton et impression d'électrodes avec de l'encre conductrice). La seconde perspective instruit la compatibilité des technologies comportant des structures résonantes de type MEMS et des structures métalliques LDEP (en polysilicium) à l'échelle submicronique. / In the field of lab-on-a-chip (LOC) systems, the channel geometry of a microfluidic chip is often specific to perform a given protocol. The chip geometry is hence defined at the design step, before the fabrication steps (generally time consuming and expensive) and cannot be thereafter modified. This fact becomes an issue when the geometry does not fit satisfactorily to the specifications and a new batch of fabrication has to be started, to size afresh the microfluidic chip. To overcome this inconvenient we propose to develop a new generation of microfluidic chips with a programmable and reconfigurable geometry. This concept is widely based on both digital microfluidic techniques, the electrowetting on dielectrics (EWOD) and the liquid dielectrophoresis (LDEP) actuations. The first investigation is focused on the microfluidic technique LDEP. First, an electromechanical model for liquids behaviours during a EWOD or LDEP actuation is established. This model is then used as a basis for the LDEP patterns design and fabrication. The LDEP patterns are tested to identify the geometries and dielectric layers stacks which give optimized LDEP actuations. By taking into account a broad parameters range, the study shows that, within a precise setup and specific conditions, the LDEP actuations can have equal performances at the minimum, or better performances than those reported in the overall scientific literature until now. Finally, a surface functionalization protocol by polymer spots (diameter size ranging from a few microns to several dozens of microns) utilizing the LDEP technology is described. This method is likely to compete directly with the standard functionalization tools. The second investigation is dealing with the programmable and reconfigurable geometry concept, thanks to microfluidic platforms which get together both EWOD and LDEP technologies on a same component. Firstly, the microfluidic platform in a single plate configuration allows providing master molds with a programmable geometry for the PDMS microfluidic chip fabrication. The results about this promising study lead to the processing of complex channels geometries, typically used in the microfluidic field. Secondly, the more exciting results are exposed about the programmable and reconfigurable microfluidic concept, by using advantageously the paraffin material. A specific protocol which takes advantages of LDEP and EWOD liquids displacements produces a lot of various and different microfluidic chips with complex channels shapes. For both applications, a single generic microfluidic platform can generate a wide number of different geometries, which can be modified partially or totally thereafter. The obtained results open up novel and promising work prospects, which one of them are approached on the fringe of the initial purposes. The first one belongs to the continuity of the programmable and reconfigurable by suggesting a low cost technology based on flexible Kapton substrate and inkjet printing of silver nanoparticules. The second one investigates the technologies compatibility between MEMS/NEMS resonating structures and LDEP metal structures (in polysilicon) at the submicronic scale.

Text in Afrikaans / Summaries in English and Afrikaans / eeue is dit in die kerk verwaarloos omdat die kerk dikwels staatskerk was en gemeentelede vanwee die ampshieragie in die kerk as minderwaardig beskou is en gevolglik passief geraak het. Selfs na die Hervorming het gemeentestrukture nie so verander dat gemeentelede aangemoedig is om God se priesters in die wereld te wees nie. In die Ned Geref Kerk is dit ook die geval. Tot en met die eerste demokratiese verkiesing in Suid-Afrika in 1994, was daar 'n intieme band tussen die kerk en die staat en tot nou toe nog, is dit 'n kerk met 'n baie sterk ampshierargie. Die gevolg is dat gelowiges nie deur die tipiese gemeentestruktuur in die kerk aangemoedig word om God se priesters in die wereld te wees nie, maar eerder om die gemeente te konserveer en te bewaar. Suid-Afrika met sy lae produktiwiteitsyfer en buitengewone hoe misdaadsyfer sou vandag baie beter daaraan toe gewees het as getowiges binne die Ned Geref Kerk oor die jare heen deur die gemeentestruktuur aangemoedig is om as God se verteenwoordigers in die samelewing op te tree.wereld op te tree, is dit nodig dat gemeentes vanuit die perspektief van die algemene priesterskap van die gelowige, nuut gestruktureer word. Hiervoor is 'n teorie en 'n ekklesiologiese model vir die algemene priesterskap van die gelowige nodig. In hierdie studie word nie net alleen so 'n teorie en model ontwikkel nie, maar word ook aangedui hoe hierdie model reeds binne 'n gemeente in die Ned Geref Kerk toegepas is. maak om op die wereld in plaas van op die konservering en bewaring van die gemeente te fokus. Die studie word afgesluit met die hoop dat gemeentes krities sal reflekteer oor die algemene priesterskap van gelowiges en sal oorweeg om te herstruktureer sodat iets van die algemene priesterskap van die gelowige in die toekoms tot sy reg sal kom. / The general priesthood of the believer is emphasised in the Bible. But the church has neglected it through the ages because the church often was a state church and church members were regarded as inferior and became passive due to the official hierarchy in the church. extent as to encourage church members to function as God's priests in the world. This is also the case in the Dutch Reformed Church. Up to the first democratic election in South Africa in 1994 there was an intimate bond between this church and the state, and to this day the Dutch Reformed Church has a very strong official hierarchy. Consequently the typical congregational structure of the church does not encourage church members to function as God's priests in the world but rather to conserve and preserve the congregation. South Africa, with its low rate of productivity and exceptionally high crime rate, would have been much better off today if the congregational structures had over the years encouraged believers in the Dutch Reformed Church to act as God's representatives in society. Should congregations wish to encourage their members to act as God's priests in the world, it will be necessary to restructure themselves from the perspective of the general priesthood of believers. Such theory and model are developed in this study. It is also shown how such a model has already been applied in a congregation of the Dutch Reformed Church. The study divides the ministerial responsibility of the believer into two categories, namely internal and external responsibility. This division enables congregations to focus on the world in stead of the conservation and preservation of the congregation as such. The study is concluded in the hope that congregations will take a critical look at the general priesthood of believers and will consider restructuring themselves so that individual believers will embrace their general priesthood in future. / D.Th.(Practical Theology)

Cette thèse porte sur la résolution de problèmes de décision séquentielle sous incertitude,modélisés sous forme de processus décisionnels de Markov (PDM) dont l’espace d’étatet d’action sont tous les deux de grande dimension. La résolution de ces problèmes avecun bon compromis entre qualité de l’approximation et passage à l’échelle est encore unchallenge. Les algorithmes de résolution dédiés à ce type de problèmes sont rares quandla dimension des deux espaces excède 30, et imposent certaines limites sur la nature desproblèmes représentables.Nous avons proposé un nouveau cadre, appelé PDMF3, ainsi que des algorithmesde résolution approchée associés. Un PDMF3 est un processus décisionnel de Markov àespace d’état et d’action factorisés (PDMF-AF) dont non seulement l’espace d’état etd’action sont factorisés mais aussi dont les politiques solutions sont contraintes à unecertaine forme factorisée, et peuvent être stochastiques. Les algorithmes que nous avonsproposés appartiennent à la famille des algorithmes de type itération de la politique etexploitent des techniques d’optimisation continue et des méthodes d’inférence dans lesmodèles graphiques. Ces algorithmes de type itération de la politique ont été validés sur un grand nombre d’expériences numériques. Pour de petits PDMF3, pour lesquels la politique globale optimale est disponible, ils fournissent des politiques solutions proches de la politique globale optimale. Pour des problèmes plus grands de la sous-classe des processus décisionnels de Markov sur graphe (PDMG), ils sont compétitifs avec des algorithmes de résolution de l’état de l’art en termes de qualité. Nous montrons aussi que nos algorithmes permettent de traiter des PDMF3 de très grande taille en dehors de la sous-classe des PDMG, sur des problèmes jouets inspirés de problèmes réels en agronomie ou écologie. L’espace d’état et d’action sont alors tous les deux de dimension 100, et de taille 2100. Dans ce cas, nous comparons la qualité des politiques retournées à celle de politiques expertes. Dans la seconde partie de la thèse, nous avons appliqué le cadre et les algorithmesproposés pour déterminer des stratégies de gestion des services écosystémiques dans unpaysage agricole. Les adventices, plantes sauvages des milieux agricoles, présentent desfonctions antagonistes, étant à la fois en compétition pour les ressources avec la cultureet à la base de réseaux trophiques dans les agroécosystèmes. Nous cherchons à explorerquelles organisations du paysage (ici composé de colza, blé et prairie) dans l’espace etdans le temps permettent de fournir en même temps des services de production (rendementen céréales, fourrage et miel), des services de régulation (régulation des populationsd’espèces adventices et de pollinisateurs sauvages) et des services culturels (conservationd’espèces adventices et de pollinisateurs sauvages). Pour cela, nous avons développé unmodèle de la dynamique des adventices et des pollinisateurs et de la fonction de récompense pour différents objectifs (production, maintien de la biodiversité ou compromisentre les services). L’espace d’état de ce PDMF3 est de taille 32100, et l’espace d’actionde taille 3100, ce qui en fait un problème de taille conséquente. La résolution de ce PDMF3 a conduit à identifier différentes organisations du paysage permettant d’atteindre différents bouquets de services écosystémiques, qui diffèrent dans la magnitude de chacune des trois classes de services écosystémiques. / This PhD thesis focuses on the resolution of problems of sequential decision makingunder uncertainty, modelled as Markov decision processes (MDP) whose state and actionspaces are both of high dimension. Resolution of these problems with a good compromisebetween quality of approximation and scaling is still a challenge. Algorithms for solvingthis type of problems are rare when the dimension of both spaces exceed 30, and imposecertain limits on the nature of the problems that can be represented.We proposed a new framework, called F3MDP, as well as associated approximateresolution algorithms. A F3MDP is a Markov decision process with factored state andaction spaces (FA-FMDP) whose solution policies are constrained to be in a certainfactored form, and can be stochastic. The algorithms we proposed belong to the familyof approximate policy iteration algorithms and make use of continuous optimisationtechniques, and inference methods for graphical models.These policy iteration algorithms have been validated on a large number of numericalexperiments. For small F3MDPs, for which the optimal global policy is available, theyprovide policy solutions that are close to the optimal global policy. For larger problemsfrom the graph-based Markov decision processes (GMDP) subclass, they are competitivewith state-of-the-art algorithms in terms of quality. We also show that our algorithmsallow to deal with F3MDPs of very large size outside the GMDP subclass, on toy problemsinspired by real problems in agronomy or ecology. The state and action spaces arethen both of dimension 100, and of size 2100. In this case, we compare the quality of thereturned policies with the one of expert policies. In the second part of the thesis, we applied the framework and the proposed algorithms to determine ecosystem services management strategies in an agricultural landscape.Weed species, ie wild plants of agricultural environments, have antagonistic functions,being at the same time in competition with the crop for resources and keystonespecies in trophic networks of agroecosystems. We seek to explore which organizationsof the landscape (here composed of oilseed rape, wheat and pasture) in space and timeallow to provide at the same time production services (production of cereals, fodder andhoney), regulation services (regulation of weed populations and wild pollinators) andcultural services (conservation of weed species and wild pollinators). We developed amodel for weeds and pollinators dynamics and for reward functions modelling differentobjectives (production, conservation of biodiversity or trade-off between services). Thestate space of this F3MDP is of size 32100, and the action space of size 3100, which meansthis F3MDP has substantial size. By solving this F3MDP, we identified various landscapeorganizations that allow to provide different sets of ecosystem services which differ inthe magnitude of each of the three classes of ecosystem services.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-05-26Bitstream added on 2014-06-13T20:03:23Z : No. of bitstreams: 1 cruz_sab_dr_arafcl.pdf: 762861 bytes, checksum: e8d26b22892ead1d05523fafdc46d000 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Tandis que les résultats des études anterieures ont montrés des actions bien succedées des enseignents avec ses éleves, nous avons été persuadés a entammer cette recherche- action. Phillippe Meirieu nous a fourni un véritable manuel de pédagogie pour l‟école d‟aujourd‟hui. On a appris beaucoup par l‟évaluation de l‟aplicabilité des outils de formation en essayant d‟offrir á trois enseignentes une vraie oportunité de s‟apercevoir vis-á-vis de leurs savoir-faire et forcer le désir de modification des leurs démarches pédagogiques et afectives. Les participants sont trois enseignentes du Cicle I de L‟enseignement fondamentale dans une école public periferique de la ville de Araraquara. La methodologie employée compte des entrevues inicial e final avec les participants, la filmage des leurs cours e salles de classe , des reencontres pour vour ces enregistrements avec interation e reflexion e enregistrement d‟un cours finale. Les données ont étés classifiés en niveaux d‟analyse. Le premier niveau présent les rencontres de reflexion a partir des films e a partir des outils de formations elaborés par Meirieu e adaptés a cette finalité. Le second nível traite de l‟analyse du cours final . Les entrevues iniciale et finale ont étés compares au troixiéme niveu et l‟alplication des outils de formation a été anaysé au quatriéme niveau. L‟analyse des films par les participantes montre qu‟elles sont capables de reelaborer leurs conceptions et leurs certitudes et promouvoir des modifications méthodologiques dans leurs cours. Le cours final a montré l‟aplications des outils des formations sugerés. La comparaison des entrevues iniciale e finale indique des situations de permanence, de rupture et de construction des bouvelles conceptions á l‟égar du “Bon Maître”. L‟ensegneinte Beta a montré pemanence dans sés conceptions... (Résumé complet accès életronique ci-dessous) / Resultados dos estudos de mestrado, mostrando ações bem sucedidas de professores juntos aos seus alunos, instigaram a realização da presente pesquisa ação. Embasando-se nas ideias de Meirieu sobre saber e fazer docentes, por meio da avaliação da aplicabilidade de suas ferramentas, objetivou-se oferecer às professoras possibilidade de melhor percepção em relação aos seus conhecimentos e suscitar o desejo de modificação em alguns aspectos de suas intervenções pedagógica e afetiva. São participantes três professoras do Ciclo I do Ensino Fundamental de uma escola pública estadual da região periférica da cidade de Araraquara-SP. A sequência do procedimento de coleta de dados constituiu-se de entrevista inicial, filmagem de cenas das aulas, encontros de visionamento e interação reflexiva, filmagem de uma aula e entrevista final. Os dados foram analisados em níveis: o primeiro nível partiu dos encontros de visionamento e interação reflexiva, por ferramenta; o segundo cuidou da aula final; o terceiro comparou os dados das entrevistas inicial e final e o quarto referiu-se ao uso das ferramentas. No primeiro nível, os dados revelam que, no decorrer dos visionamentos, as professoras foram analisando e reelaborando suas concepções e convicções e promoveram mudança metodológica em suas aulas. Na análise da aula final, na qual foi solicitado que planejassem a aplicação das ferramentas exploradas ao longo da pesquisa, foi observado que todas estavam presentes, embora algumas se apresentassem de forma mais explicita e acentuada e outras estivessem menos elaboradas e clarificadas. A análise da comparação das entrevistas inicial e final indica situações de permanência, de ruptura e de construção de novas concepções a respeito do bom professor, sendo a professora Beta a que mais expressou situações de permanência e a professora Creta a que mais se encontrou... / The present action research took place due to master´s program studies which showed well succeeded actions from teachers with their students. Based on Meirieu´s ideas on teaching knowledge and doing, through the evaluation of how applicable his tools were, it was objected to offer to teachers the possibility of a better perception in relation to their own knowledge and also to bring about the desire of modifying some of their pedagogical and affective interventions. Three teachers from Ensino Fundamental – Ciclo l from a public state school in the suburbs of Araraquara –SP are participating. The procedure for data collecting happened in initial interview, pieces of classes recording, watching and reflexive interaction, whole class recording and final interview. The data collected was analyzed in different levels: the first one was about the meetings on watching and reflexive interaction, as a tool; the second one was about the final class; the third one compared the data from the initial and final interviews, and the fourth one referred to the use of tools. In the first level, the data shows that throughout the watching sessions the teachers could analyze and rethink their convictions and beliefs, and promote methodological changes in their classes. During the analyses of the final class, in which it was asked for the teachers to plan the application of the tools which were explored during this research, it was noticed that all tools were present, though some of them were more explicit and others were less elaborated or clear. The comparative analyses between the initial and final interviews indicates situations of steadiness, of rupture and of construction of new conceptions regarding a good teacher, being BETA teacher the one who showed more steadiness situations, and CRETA teacher the one who found herself in more situations of rupture and construction of new conceptions... (Complete abstract click electronic access below)

Les médicaments qui provoquent un allongement de la repolarisation cardiaque, mesuré sur l’électrocardiogramme (ECG) par la prolongation de l’intervalle QT, ont été associés à une augmentation du risque pro-arythmique, et plus particulièrement à la survenue de Torsades de pointes, une tachycardie ventriculaire polymorphe potentiellement mortelle. Les méthodes d'analyse du QT conventionnelles se restreignent à l’extraction de quelques complexes ECG. Cette pratique se traduit par de nombreuses limitations. L’inclusion de tous les battements enregistrés sur 24h et mesurés par des méthodes automatiques de mesure ECG a le potentiel de résoudre ces inconvénients. Ce travail de thèse a démontré que les méthodes de mesure ECG automatisées et les analyses continues peuvent supplanter les méthodes conventionnelles pour l'analyse de la prolongation du QT lors des essais cliniques. Des recommandations ont été établis afin de permettre une utilisation optimale des méthodes d'analyse ECG continues. / Drugs which induce a delay in cardiac repolarization measured as QT interval prolongation on the electrocardiogram (ECG) have been associated with a potential to increase the risk of arrhythmias, especially Torsades de pointes (TdP), a potentially lethal polymorphic ventricular tachycardia. The analyses performed using conventional methods are restricted to the extraction of a few ECG complexes. This practice is associated with several limitations. In contrast, the inclusion of all beats measured by computerized methods from continuous 24 h recordings could resolve all of these deficiencies. The current work demonstrated that automated ECG measurement methods employing continuous analysis can supplant conventional methods for the evaluation of QT prolongation in clinical studies. Recommendations have been established to provide an optimal use of continuous ECG analysis.