La présente thèse de doctorat s'intéresse aux fonctions exécutives chez les enfants d'âge préscolaire. Les fonctions exécutives (FE) peuvent se définir comme étant un ensemble de processus mentaux hypothétiques permettant le contrôle conscient de la pensée et des actions afin de guider le comportement vers un but futur. La mémoire de travail, l'inhibition et la flexibilité sont considérée comme des composantes principales des FE et on s'intéresse de plus en plus au rôle de cet aspect de la cognition sur le développement humain. Cette thèse s'attarde au rôle des FE dans le rendement scolaire en début de scolarisation et au profil de FE des enfants ayant des comportements externalisés. Un devis longitudinal sur une année du développement des enfants a été utilisé et l'échantillon initial était composé d'enfants fréquentant des classes de maternelle régulières de la région de Montréal et de Sherbrooke. Un échantillon supplémentaire d'enfants présentant des problèmes de comportement ont été intégrés par la suite à l'échantillon initial. Les données ont été recueillies lors de séances de passation de tests auprès des enfants ainsi qu'à l'aide de questionnaires remplis par les parents et les enseignantes des enfants participants. Cette thèse comporte deux articles. Le premier article porte sur le rôle des FE dans le rendement scolaire en fin de première année du primaire. L'objectif consistait à vérifier si les différentes composantes des FE mesurées en maternelle permettaient de prédire de façon unique, c'est-à-dire en neutralisant l'effet de certaines variables (connaissances préscolaires, variables affectives et variables familiales), le rendement en mathématiques et en lecture-écriture en fin de première année du primaire. Les résultats suggèrent que les FE sont associées au rendement scolaire ultérieur. Cependant, seulement la mémoire de travail a permis de prédire de façon unique le rendement scolaire, et ce, seulement en mathématiques. La mémoire de travail et l'inhibition se sont montrées associées au rendement en lecture-écriture de façon indirecte, par les comportements externalisés de l'enfant. Le second article examine le profil de FE chez des enfants ayant des comportements externalisés. L'objectif principal consistait à comparer les FE d'enfants présentant des problèmes de comportements perturbateurs avec ou sans symptômes de trouble déficit de l'attention avec ou sans hyperactivité (TDAH) et des enfants d'un groupe contrôle. Les résultats indiquent que les enfants ayant des comportements perturbateurs sans symptômes de TDAH et les enfants ayant des comportements perturbateurs avec symptômes de TDAH présentent une faiblesse au plan de l'inhibition. Cependant, seulement les enfants ayant des comportements perturbateurs avec symptômes de TDAH ont montré une faiblesse au plan de la mémoire de travail, lorsque comparés à leur pairs normatifs. Pour conclure, la discussion générale porte sur les résultats des deux articles empiriques de la thèse selon les interprétations qui peuvent en être tirées et des implications théoriques et cliniques qui sont susceptibles d'en découler. Les différentes forces et limites inhérentes à cette recherche sont également abordées ainsi que des pistes de recherches futures. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Fonctions exécutives, inhibition, mémoire de travail, flexibilité, rendement scolaire, trouble déficit de l'attention avec/sans hyperactivité, troubles perturbateurs

L'objectif de ce travail est la détection des défauts à travers la détection des changements ou des anomalies dans les signaux mesurés. Notre travail présente une méthode permettant de construire, à partir d'historique de données (signaux de référence), un modèle comportemental du procédé, puis de détecter des situations anormales issues des dysfonctionnements. Cette méthode consiste à générer des symptômes flous en ligne permettant de suivre l'évolution temporelle du fonctionnement du système à surveiller. Ces symptômes prennent en considération les incertitudes sur la décision en fusionnant le résultat du test de détection avec celui de sa validité. Par leurs propriétés de localisation fréquentielle et temps-fréquence, la transformée de Fourier à court terme et la transformée en ondelettes stationnaires sont deux méthodes adaptables au diagnostic. Les choix de la longueur et du type de la fenêtre de pondération pour la STFT, de l'ondelette mère et du nombre de niveaux de décomposition pour la SWT sont les degrés de liberté qui leur permettent d'extraire des informations pertinentes des signaux analysés. Un symptôme graduel est obtenu en fonction du type et de l'ampleur du défaut. La méthode de détection conçue a été testée sur des signaux contenant des défauts simulés, puis a été ensuite validée sur des données industrielles pour la détection des vibrations torsionnelles dans un laminoir réversible (laminage à chaud). Les degrés de liberté de la méthode proposée confèrent aux méthodes développées la flexibilité par rapport à différentes applications.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

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L’exposition quotidienne aux polluants atmosphériques tels que le dioxyde de soufre, les particules fines (PM2.5) et l’ozone en milieu urbain sont associés à des effets néfastes sur la santé respiratoire des enfants. Des études épidémiologiques transversales rapportent des associations entre la pollution atmosphérique et des problèmes de santé respiratoires chez les enfants en milieu industriel telles que la prévalence de l’asthme et de l'hyperréactivité bronchique. Ces études épidémiologiques transversales ne permettent pas d’évaluer les effets sur la santé d’une exposition de courte durée. Peu d’études ont évalué les effets respiratoires des expositions aiguës chez les enfants à la pollution atmosphérique d’émissions industrielles. Dans ce mémoire, nous avons analysé l’association entre l’exposition journalière aux émissions d’une aluminerie et l’hospitalisation pour problèmes respiratoires (asthme, bronchiolite) chez les enfants de Shawinigan. Pour étudier ces effets des expositions aiguës, nous avons utilisé le devis épidémiologique de type « case-crossover » qui compare l’exposition lors des jours « cas » (jour d’hospitalisation) avec l’exposition lors des jours « contrôle » (exposition du même individu, les mêmes jours de la semaine, durant le même mois). Les variables d’exposition suivantes ont été calculées pour les enfants vivants dans un rayon de 7.5 km de l’industrie et pour ceux habitant à moins de 2.5 km de la station de mesure de polluants près de l’industrie : i) le nombre d’heures par jour durant lesquelles la résidence de chaque enfant recevait le panache de fumée de l’industrie. ii) les concentrations journalières de PM2.5 et de SO2 (moyenne et maximales) de la station de mesure des polluants localisée près de l’industrie. Des régressions logistiques conditionnelles ont été utilisées pour estimer les rapports de cotes (OR) et leurs intervalles de confiance à 95% (IC95%). Au total, 429 hospitalisations d’enfants pour asthme et bronchiolite ont été recensées pendant la période d’étude allant de 1999 à 2008. Le risque d’hospitalisations pour asthme et bronchiolite a augmenté avec l’augmentation du nombre d’heures d’exposition aux fumées de l’industrie, chez les enfants de moins de 5 ans. Pour les enfants de 2-4 ans, cette association était : OR : 1.27, pour un interquartile de 4.8 heures/jour; intervalle de confiance à 95%: 1.03-1.56. Des tendances moins prononcées sont notées avec les niveaux de SO2 et de PM2.5. Cette étude suggère que l’exposition journalière aux émissions industrielles identifiées par l’exposition horaire des vents venant de l’usine pourrait être associée à une exacerbation des problèmes respiratoires chez les jeunes enfants. De plus, l’effet plus prononcé avec la variable d’exposition basée sur les vents suggère un effet découlant des polluants autres que ceux mesurés (SO2 et PM2.5), possiblement comme les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP). / The daily exposure to air pollutants such as sulfur dioxide (SO2), fines particules (PM2.5) and ozone in urban areas is associated with adverse effects on children respiratory health. In industrial environments, cross-sectional epidemiological studies report associations between air pollution and respiratory problems among children such as prevalence of asthma or bronchial hyper-responsiveness. These cross-sectional epidemiological studies cannot assess the health effects of short term exposures. Few studies have assessed the respiratory effects of acute exposures in children, to air pollution associated with industrial emissions. In the present thesis, the association between exposure to daily emissions from a smelter and hospitalizations for respiratory problems (asthma, bronchiolitis) in children of Shawinigan was studied. In order to assess the effects of short term exposures we used the epidemiological design “case-crossover”. With this design, we compared the exposure on “case” days (days of hospitalizations) with the exposure on “control” days (exposure of the same individual, on the same days of the week, in the same month). The following exposure variables were calculated for children living within a 7.5 km buffer around the industry and for those living at less than 2.5 km from the pollutant monitoring station located close to the industry: i) the number of hours per day that the residence of each child received the smoke plume from the industry, ii) daily concentrations of PM2.5 and SO2 (mean and maximum) at a monitoring station located near the industry. Conditional logistic regressions were used to estimate odds ratios (OR) and their confidence interval at 95% (IC95%). In total, 429 hospitalizations for asthma and bronchiolitis were identified during the study period from 1999 to 2008. The risk of hospitalizations for asthma and bronchiolitis increased with increasing number of hours of exposure per day under the smoke of the industry for children less than 5 years of age. For children 2-4 years old, this association was: OR = 1.27, for an interquartile range of 4.8 hours per day; confidence interval 95% 1.03-1.56. Trends, less pronounced, were also observed with the levels of SO2 and PM2.5. This study suggests that daily exposure to industrial emissions, estimated with the daily hours of wind exposure to the smoke from the industry, may be associated with exacerbation of respiratory problems in young children. In addition, the use of the exposure variable based on the wind, suggests an effect beyond the one of the pollutants measured (SO2, PM2.5), likely associated with Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs).

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

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En Guadeloupe, actuellement, 5,92% de la demande en énergie électrique sont couverts par la filière photovoltaïque et 3,14% par la filière éolienne soit 9,06% pour leur production cumulée selon le bilan 2015 de l’OREC (Observatoire Régional de l’Energie et du Climat). Selon le plan énergétique régional de prospection, la production cumulée du photovoltaïque et de l’éolien devrait représenter 14% du mix électrique en 2020 et 18% en 2030. Pour atteindre les 14% du mix électrique d’ici les cinq prochaines années, il va donc falloir entre autres, améliorer la prédictibilité pour un développement à un rythme soutenu de ces énergies. Ces travaux de recherches ont consisté à apporter de nouveaux résultats de performance de prévision de l’ensoleillement global à court terme et à donner une connaissance plus fine de la ressource sur trois stations en Guadeloupe. L’étude est basée sur une analyse et un modèle de prévision de l’ensoleillement, faisant intervenir des paramètres spatiaux et temporels. La littérature montre qu’un important nombre de sites est en général utilisé pour une analyse spatio-temporelle, ce qui impliquerait pour nous, de poser de multiples capteurs sur l’ensemble du territoire. Les coûts d’un tel système seraient considérables. Notre approche ici consistera à effectuer une analyse spatio-temporelle sur trois stations. Avec peu de stations et des distances non uniformes nous avons donc cherché à développer un modèle de prévision de l’ensoleillement à court terme en dépit de ces contraintes qui ne répondent pas à une approche classique. Le modèle est basé sur une méthodologie VAR (Vecteur Autorégressif) incluant des paramètres spatiaux et temporels. Une stratégie de sélection des variables est développée afin de sélectionner les prédicteurs (stations) utiles pour la prévision sur une localisation. Cette stratégie itérative permettra d’une part d’être plus proche de la réalité, d’autre part d’un point de vue algorithmique, la tendance des calculs sera plus rapide. En amont du développement du modèle, une étude de la variabilité spatio-temporelle de l’ensoleillement a permis de quantifier et caractériser de manière fine, les interactions dynamiques entre ces trois stations. Par comparaison avec les modèles de la littérature, notre modèle de prévision montre une bonne performance avec des valeurs de RMSE relative allant de 17,48% à 23,79% pour des horizons de prévisions de 5 min à 1h. Les méthodologies développées pourraient à terme offrir une opportunité d’assurer des garanties au gestionnaire du réseau. Si d'avenir des solutions de prévision performantes se généralisaient, cette opportunité permettrait d’ouvrir le marché au-delà du seuil de 30% imposé actuellement. / Currently in Guadeloupe, there is 5,92 % of the electric power request covered by the photovoltaic sector and 3,14 % by the wind sector which represents 9,06 % for their accumulated production, according to the OREC report (Regional Monitoring center of Energy and Climate). According to the regional energy plan, the accumulated production of the photovoltaic and the wind energy should represent 14 % of the electric mix in 2020 and 18 % in 2030. To reach the 14 % of the electric mix within the next five years, we need, among other things, to improve forecast for a sustained development of these energies. These research works consisted in bringing new performance results of short-term forecast of the global solar radiation and in giving a finer knowledge of the resource onto three stations in Guadeloupe. The study is based on an analysis and a forecast model of global solar radiation, by including spatial and temporal parameters. The literature shows that an important number of sites is generally used for a spatio-temporal analysis, which would imply for us, to put multiple sensors on the whole territory. The costs of such a system would be considerable. Our approach here will consist in making a spatiotemporal analysis on three stations. With few stations and not uniform distances, we, thus, tried to define a short-term forecast model of global solar radiation, in spite of these constraints which do not answer to a classic approach. The model is based on a methodology the VAR ( Autoregressive Vector) including spatial and temporal parameters. A strategy of selection of variables is developed to select useful predictors (stations) for the forecast on localization. This iterative strategy, on one hand will allow being closer to the reality, on the other hand to the point of algorithmic view, the trend of the calculations will be faster. Preliminarily, a study of the spatiotemporal variability of global solar radiation, allowed to quantify and to characterize in a fine way, the dynamic interactions between these three stations. Compared with the models of the literature, our forecast model shows a good performance with relative RMSE values going from 17.48 % to 23.79 % for horizons from 5 min to 1 hour. The developed methodologies could eventually offer an opportunity to assure guarantees to the network manager. If in the future the successful solutions of forecast became widespread, this opportunity would allow the opening of the market beyond the 30 % threshold imposed at present.

Le vieillissement cérébral normal est caractérisé par un déclin progressif de la capacité de traitement des informations en particulier dans le système de la mémoire de travail. Il apparaît donc essentiel d'explorer l'organisation corticale cérébrale sous-jacente au mécanisme de la mémoire de travail dont l'évaluation est rendu possible par l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf). Les objectifs de notre travail ont consisté à identifier, dans une large cohorte d'individus âgés en bonne santé, les réorganisations des réseaux neuronaux en relation avec (i) l'augmentation de la difficulté d'une tâche de mémoire de travail, (ii) l'âge des individus au cours de la tâche et (iii) la performance de la tâche pendant un état de repos. Trois cent quatre-vingt participants âgés (82 ans, 56% femmes) issus de la cohorte des Trois Cités de Montpellier ont été sélectionnés pour réaliser un examen d'IRMf comprenant une tâche de DIR (reconnaissance d'item en élément différé) et un état de repos. La tâche de DIR s'organisait en trois phases : (i) présentation – une, trois ou six lettres – (ii) rétention – écran blanc – et (iii) réponse – après la présentation d'une lettre cible, le participant indique si cette lettre cible faisait partie ou non de l'ensemble de départ. Dans une première partie, après avoir localisé les régions activées lors des trois phases de la tâche, nos analyses de covariance ont pu identifier, simultanément à la difficulté croissante de la tâche, une augmentation de l'activation dans les réseaux du central exécutif et de saillance pendant les trois phases de la tâche ainsi qu'une diminution dans le réseau du mode par défaut pendant la phase de stimulation et dans les régions limbiques et des ganglions de la base pendant la phase de rétention. Ces résultats suggèrent une interaction entre les réseaux d'augmentation et de diminution. Dans une deuxième partie, nous avons exploré l'effet de l'âge sur l'augmentation de l'activité simultanément avec la difficulté croissante de la tâche. Pendant la phase de stimulation, une réduction de l'activation dans le lobule pariétal gauche a été identifiée chez les individus très âgés par rapport aux individus âgés jeunes suggérant la mise en jeu d'un décalage antéro-postérieur lorsque l'âge augmente. Dans une troisième partie, les réseaux impliqués dans la mémoire de travail (central exécutif, saillance et mode par défaut) ont été mis en évidence pendant l'état de repos. Notre travail a montré que la connectivité fonctionnelle et la performance sont corrélées par : (i) une réduction au sein des réseaux de saillance et du mode par défaut suggérant une altération des processus mémoriels et attentionnels et (ii) une augmentation au sein du réseau du central exécutif évoquant l'implication d'un processus compensatoire. L'ensemble de ces résultats indiquent la présence de réorganisations cérébrales des réseaux neuronaux (saillance, central exécutif et mode par défaut) sous-tendant la mémoire de travail au cours du vieillissement cérébral normal. / Normal brain aging is characterized by a progressive decline in information processing ability in particular in the system of working memory. Therefore, it is essential to examine neural substrates underlying the working memory system which can be assessed by functional magnetic resonance imaging (fMRI). The aim of our work is to explore, in a large cohort of healthy elderly individuals, reorganizations in the networks in relation to (i) increase task load during a DIR (delayed item recognition) task, (ii) age during increase DIR task load and (iii) the performance in the DIR task during a resting state. Three hundred and eighty elderly participants (82 years, 56% women) from the Three-City cohort in Montpellier have been selected to perform an fMRI exam including a DIR task and a resting state. DIR task consisted of three phases: (i) stimulation – presentation of one, three or six letters - (ii) retention - blank screen to hold the stimulus items in mind - and (iii) probe - after the presentation of a target letter, the participant indicates whether or not this probe matched a letter in the study array. In the first work, using a covariance analysis, we observed, when the difficulty of the DIR task increases, simultaneously increased activation in salience and central executive networks during three phases separately of the DIR task and decreased activation in DMN during stimulation phase and in limbic regions and deep grey nuclei during retention phase. It may be hypothesized that salience and central executive networks interact in a complex way with DMN and limbic regions and deep grey nuclei. In the second work, age effects on load-dependent increases activations of the task were explored. Reduced activation in the left parietal lobe was identified in very old individuals compared to young old individuals during the stimulation phase suggesting an involvement of posterior–anterior shift with increasing age. In the third work, networks implicated in working memory (central executive, salience and the default mode networks) were highlighted by independent component analysis during the resting state. Our findings have confirmed that the functional connectivity and performance are related by: (i) a decreased in the both salience and the default mode networks and (ii) an increased in the central executive network. We can suggest that the decreased functional connectivity within the salience and the default mode networks could be due attentional and memory processes alterations and/or altered motivation. The increased functional connectivity within the central executive network could be related to compensatory mechanisms meanwhile elders would perform more poorly. All of these studies indicate that brain reorganizations of neural networks (salience, central executive and default mode) underlying working memory in normal brain aging.