Ce travail de thèse porte précisément sur la prise en charge du matériel embarqué dans la modélisation de l'application temps-réel. Afin d'améliorer le développement du matériel et de faciliter la communication des décisions architecturales au flot logiciel, nous avons adopté l'ingénierie dirigée par les modèles dans la conception, simulation et implantation de la plateforme matérielle. En effet, nous avons défini un langage de modélisation HRM (Hardware Resource Model) pour la description de plateformes matérielles sous différentes vues et à différents niveaux de détail. Nous avons ensuite conçu une méthodologie de modélisation du matériel en HRM pour assister tout utilisateur dans la construction de modèles de plateformes. Nous avons également développé un outillage complet et automatisé pour la simulation des plateformes matérielles ainsi modélisées. Enfin, nous décrivons un processus d'unification entre HRM et le standard d'implantation du matériel IP-XACT. Pour mieux prendre en charge le modèle de la plateforme matérielle dans la conception du système temps-réel, nous avons spécifiés des règles et des contraintes d'allocation qui régissent les placements des entités logicielles sur les ressources matérielles. Puis nous avons proposé des mécanismes d'adéquation pour adapter des configurations à priori inadéquates. Pour finir et illustrer l'agencement de toutes ces contributions dans le cadre d'un même processus de développement, nous avons développé une chenille de robots unicycles qui roulent sans glisser sur un plan horizontal. Il s'agit d'un système qui est à la fois temps-réel, embarqué, multi-tâches, distribué, répétitif et paramétrable. / This PhD work focuses on the hardware support when modeling real-time systems. To improve the development of hardware and to communicate architectural intends to the software flow, we adopted the model driven engineering for design, simulation and implementation of hardware platforms. We have first defined a modeling language HRM (Hardware Resource Model) that describes hardware platforms with different views and at different levels of detail. Then, we developed a methodology based on HRM to help users in the construction of their platforms models. We have also developed automated tools for the simulation of these hardware models. Finally, we provide an efficient process of unification between HRM and the recent standard of hardware implementation IP-XACT. As our purpose is to take into consideration the hardware properties during the system design, we have specified rules and constraints that govem allocation of software entities onto hardware resources. After that, we proposed mechanisms to adapt inadequate configurations. Finally, we illustrate all these contributions within the same case study, which is a robots chain. It is realtime, embedded, multi-tasking, distributed, repetitive and configurable system.

Les semelles instrumentées sont des dispositifs pouvant être utilisées pour la quantification de pas et la reconnaissance des activités. Il existe plusieurs modèles de semelles instrumentées, avec des niveaux de validité variables. Ce mémoire comprend trois objectifs : 1) faire une revue systématique de la littérature sur la validité de critère des semelles instrumentées existantes pour identifier les postures, les types d’activités et compter les pas, 2) développer une semelle instrumentée et 3) étudier sa validité pour le comptage de pas. Pour l’objectif 1, cinq bases de données ont permis de sélectionner 33 articles sur la validité de critère de seize modèles de semelles instrumentées pour la détection de posture, de type d’activités et de pas. Selon les indicateurs utilisés, les validités de critère varient de 65,8% à 100% pour la reconnaissance des activités et des postures et de 96% à 100% pour la détection de pas. En somme, peu d’études ont utilisé les semelles instrumentées pour le comptage de pas bien qu’elles démontrent une très bonne validité. Pour les objectifs 2 et 3, nous avons équipé une semelle commercialisée de cinq capteurs de pression et testé trois méthodes de traitement des signaux de pression pour la quantification de pas. Ces trois méthodes sont basées sur le signal de chaque capteur de pression, la moyenne ou la somme cumulée des cinq signaux de pression. Les résultats ont montré que notre semelle instrumentée détectait le pas avec un taux de succès de 94,8 ± 9,4% à 99,5 ± 0,4% à des vitesses de marche confortable et de 97,0 ± 6,2% à 99,6 ± 0,4% à des vitesses de marche rapide à l’intérieur et à l’extérieur d’un bâtiment avec les trois méthodes. Toutefois, la méthode basée sur la somme cumulée avait les niveaux de précision plus élevés pour le comptage de pas / Instrumented insoles are devices which can be used for quantifying steps and recognizing activities. Validity of many instrumented insoles varies from medium to high. This thesis has three objectives: 1) to systematically review the literature on the validity of existing instrumented insoles for posture, type of activities recognition, and step counting, 2) to develop an instrumented insole and 3) to study its criterion validity for step counting. For objective 1, five databases were used to select 33 articles on criterion validity of sixteen insole models for posture and type of activities recognition, and step detection. According to indicators used, validity values vary from 65.8% to 100% for activities and postures recognition and from 96% to 100% for detection of steps. In summary, few studies have used instrumented insoles for steps counting even though they demonstrated a very good validity. For objectives 2 and 3, we equipped a commercialized insole with five pressure sensors and tested three pressure signal processing methods for step quantification. These three methods are based on signal of each pressure sensor, average or cumulative sum of five pressure signals. Results showed that our instrumented insole detected steps with a success rate varying from 94.8 ± 9.4% to 99.5 ± 0.4% at self-selected walking speeds and from 97.0 ± 6.2% to 99.6 ± 0.4% at maximal walking speeds in indoor and outdoor settings with all three processing methods. However, cumulative sum method had the highest levels of accuracy for step counting.

L'hypertension est une maladie qui affecte plus d'un milliard de personnes dans le monde. Il s'agit d'une des principales causes de décès; le suivi et la gestion de cette maladie sont donc cruciaux. La technologie de mesure de la pression artérielle la plus répandue, utilisant le brassard pressurisé, ne permet cependant pas un suivi en continu de la pression, ce qui limite l'étendue de son utilisation. Ces obstacles pourraient être surmontés par la mesure indirecte de la pression par l'entremise de l'électrocardiographie ou de la photopléthysmographie, qui se prêtent à la création d'appareils portables, confortables et peu coûteux. Ce travail de recherche, réalisé en collaboration avec le département d'ingénierie biomédicale de l'université de Lund, en Suède, porte principalement sur la base de données publique Multiparameter Intelligent Monitoring in Intensive Care (MIMIC) Waveform Datasetde PhysioNet, largement utilisée dans la littérature portant sur le développement et la validation d'algorithmes d'estimation de la pression artérielle sans brassard pressurisé. Puisque ces données proviennent d'unités de soins intensifs et ont été recueillies dans des conditions non contrôlées, plusieurs chercheurs ont avancé que les modèles d'estimation de la pression artérielle se basant sur ces données ne sont pas valides pour la population générale. Pour la première fois dans la littérature, cette hypothèse est ici mise à l'épreuve en comparant les données de MIMIC à un ensemble de données de référence plus représentatif de la population générale et recueilli selon une procédure expérimentale bien définie. Des tests statistiques révèlent une différence significative entre les ensembles de données, ainsi qu'une réponse différente aux changements de pression artérielle, et ce, pour la majorité des caractéristiques extraites du photopléthysmogramme. De plus, les répercussions de ces différences sont démontrées à l'aide d'un test pratique d'estimation de la pression artérielle par apprentissage machine. En effet, un modèle entraîné sur l'un des ensembles de données perd en grande partie sa capacité prédictive lorsque validé sur l'autre ensemble, par rapport à sa performance en validation croisée sur l'ensemble d'entraînement. Ces résultats constituent les contributions principales de ce travail et ont été soumis sous forme d'article à la revue Physiological Measurement. Un volet additionnel de la recherche portant sur l'analyse du pouls par décomposition (pulse de composition analysis ou PDA) est présenté dans un deuxième temps. La PDA est une technique permettant de séparer l'onde du pouls en une composante excitative et ses réflexions, utilisée pour extraire des caractéristiques du signal dans le contexte de l'estimation de la pression artérielle. Les résultats obtenus démontrent que l'estimation de la position temporelle des réflexions à partir de points de référence de la dérivée seconde du signal donne d'aussi bons résultats que leur détermination par la méthode traditionnelle d'approximation successive, tout en étant beaucoup plus rapide. Une méthode récursive rapide de PDA est également étudiée, mais démontrée comme inadéquate dans un contexte de comparaison intersujet. / Hypertension affects more than one billion people worldwide. As one of the leading causes of death, tracking and management of the condition is critical, but is impeded by the current cuff-based blood pressure monitoring technology. Continuous and more ubiquitous blood pressure monitoring may be achieved through simpler, cheaper and less invasive cuff-less devices, performing an indirect measure through electrocardiography or photoplethysmography. Produced in collaboration with the department of biomedical engineering of Lund Universityin Sweden, this work focuses on public data that has been widely used in the literature to develop and validate cuffless blood pressure estimation algorithms: The Multiparameter Intelligent Monitoring in Intensive Care (MIMIC) Waveform Dataset from PhysioNet. Because it is sourced from intensive care units and collected in absence of controlled conditions, it has many times been hypothesized that blood pressure estimation models based on its data may not generalize to the normal population. This work tests that hypothesis for the first time by comparing the MIMIC dataset to another reference dataset more representative of the general population and obtained under controlled experimental conditions. Through statistical testing, a majority of photoplethysmogram based features extracted from MIMIC are shown to differ significantly from the reference dataset and to respond differently to blood pressure changes. In addition, the practical impact of those differences is tested through the training and cross validating of machine learning models on both datasets, demonstrating an acute loss of predictive powers of models facing data from outside the dataset used in the training phase. As the main contribution of this work, these findings have been submitted as a journal paper to Physiological Measurement. Additional original research is also presented in relation to pulse decomposition analysis (PDA), a technique used to separate the pulse wave from its reflections, in the context of blood pressure estimation. The results obtained through this work show that when using the timing of reflections as part of blood pressure predictors, estimating those timings from fiducial points in the second derivative works as well as using the traditional and computationally costly successive approximation PDA method, while being many times faster. An alternative fast recursive PDA algorithm is also presented and shown to perform inadequately in an inter-subject comparison context.

Titre de l'écran-titre (visionné le 8 mai 2023) / Ce mémoire présente la démarche ayant mené à la conception et à la fabrication d'un outil capable d'évacuer des personnes âgées résidant en CHSLD ou en RPA. Les personnes âgées sont généralement moins mobiles et plus difficiles à évacuer. Peu d'outils sur le marché permettent de faciliter leur transport afin d'obtenir des évacuations rapides et sécuritaires. Une étude des différents outils existants a permis de comprendre les besoins et les solutions potentielles pouvant accomplir l'objectif. La génération de plusieurs solutions potentielles a permis la sélection d'un concept jugé optimal pour répondre aux besoins, suivi de son développement et sa fabrication. L'outil réalisé est similaire à un diable de transport permettant de descendre des escaliers de manière contrôlée. Ce diable polyvalent peut transporter des personnes assises, des fauteuils roulants ou des personnes couchées. La versatilité de l'outil développé permet de rendre possible les évacuations sur une plus grande portion des personnes âgées atteintes de difficultés de mobilité ou autres handicaps rendant les évacuations plus difficiles. La fabrication et les tests de l'appareil ont démontré la convenabilité de l'outil et un potentiel fort intéressant en situation d'urgence. Ces tests ont aussi mis en évidence les points faibles du concept, comme son poids élevé et la complexité des manipulations requises. Des recommandations sont portées afin de régler les problèmes mentionnés. Parmi ces recommandations, la séparation des modes de transport en différents outils est suggérée afin de simplifier chaque outil. Néanmoins, le produit fabriqué et testé a permis de démontrer qu'il est possible et efficace, à l'aide d'un équipement polyvalent, de descendre les aînés sous plusieurs configurations. / This thesis goes through the multiple steps taken to design and build a working prototype that facilitates the evacuation of elders living in a care facility such as CHSLD and RPA in Quebec. Even if elderly people are generally less mobile and therefore harder to evacuate, a very small number of tools currently available on the market are safe and adapted to evacuate these older generations. A study on currently available tools and concepts was made to better understand the requirements and the potential solutions that were able to solve the problem. New solutions were generated to create an extended array in which every solution was evaluated as objectively as possible. This method allowed the team to choose a solution that was best suited for the needs of elders and staff. The tool developed is very similar to a hand truck fitted with tracks that enables it to be moved down the stairs while reducing the force required by the operator. This evacuation hand truck can transport a seated person, a wheelchair or a person lying down. This versatility allows for evacuation of a wider range of people with disabilities. The construction and tests performed with the tool proved that the concept is usable in an emergency. These tests also highlighted some issues such as the important weight of the tool and the complexity of use. Multiple recommendations are made to solve the a for ementioned problems. One recommendation that is made is to separate the multiple methods of transport into different tools to simplify the use of each tool. Nonetheless, the prototype fabricated and tested proved that it was possible and efficient to evacuate elders down the stairs in multiple configurations.

L’historiographie relative à la première guerre mondiale s’appuie essentiellement sur une abondante bibliographie, dans laquelle il est très difficile de trouver des documents ou études relatifs au rôle du Génie pendant le conflit. Cette thèse a pour objectif de démontrer que, dans la bataille pour Verdun, située dans la période qui va de février 1916 jusqu’en août 1917, le Génie, malgré des effectifs incontestablement très faibles, est un acteur essentiel de la victoire. Il est présent à tous les niveaux, décisionnels comme d’exécution, de la chaîne des ravitaillements qui alimente cette titanesque bataille défensive. Il est également un acteur incontournable de l’organisation du terrain qui est une des clés du succès des engagements sur ce théâtre d’opérations restreint, sur lequel sont engagés des centaines de milliers d’hommes qui se battent sous un déluge permanent d’obus de tous calibres. Enfin, il assure la continuité de l’exercice du commandement par le maintien en état de toutes les communications du champ de bataille (chemins, routes, ponts, communications téléphoniques ou optiques, etc.). Pour être efficace sur l’ensemble du spectre de ses missions, le sapeur doit s’adapter en permanence à des ordres et à des conditions d’emploi auxquels il n’est initialement pas préparé. Le commandement éparpille les capacités du Génie pour une efficacité immédiate réduite, au détriment d’actions d’ensemble beaucoup plus productives mais nécessitant des délais parfois difficilement compatibles avec le rythme des opérations. En dépit d’une action permanente au profit et aux côtés des autres armes, le Génie est trop disséminé pour retenir l’attention du commandement, apparaître dans les communiqués et marquer une mémoire collective forgée par l’image héroïque de milliers de Poilus montant à l’assaut à travers la grêle des balles de mitrailleuses et sous le déluge incessant des obus. / Historiography of the first world war is largely supported by an abundant bibliography in which it is very difficult to find documents or studies relative to the role of the Engineer during the conflict. The aim of this thesis is to demonstrate that, in the battle for Verdun, from February 1916 to August 1917, the Engineer is, despite a strength which was undeniably very weak, an essential agent in the Victory. It is present at all levels of the supply chain, decisional as well as executional, which feeds this tremendous defensive battle. It is also an indispensable actor in the organization of the battlefield which is one of the key elements of success in the engagements in this limited field of operations, in which hundred of thousands of soldiers fight under a constant storm of fire. Finally, it ensures the continuity of the operational command by maintaining all communication lines of the battlefield (paths, roads, bridges, railways, telephone lines, optic communications, etc.). In order to be efficient in the entire spectrum of its missions, the Engineer has to adapt to orders and conditions of engagements for which he is not initially prepared. The commanders spread out the engineers’ capacities for an immediate though reduced efficiency, to the detriment of the more effective collective tasks, which require a longer time frame often incompatible with the rythm of operations. Despite a permanent engagement, for and alongside the other branches, the Engineer is too diluted to gain the attention of the Commandment, be formally acknowledged and be engraved in the Memory of the Nation as are the thousands of « Poilus » rushing towards the Enemy through a hail of machine-gun bullets and shellfire.

Différents types d’échantillonneurs d’air existent pour récolter les bioaérosols. Ils ont tous leurs avantages et leurs inconvénients, mais de ces types, un en particulier est susceptible d’introduire des biais dans le traitement et l’analyse des résultats. Les échantillonneurs de type liquide voient une portion de leur liquide d’échantillonnage s’évaporer pendant leur fonctionnement, ce qui favoriserait la perte de bioaérosols par ré-aérosolisation ou leur concentration dans le liquide. Peu de connaissances sont acquises sur la ré-aérosolisation, la concentration et leurs effets sur les résultats. Cette étude avait pour but de documenter comment l’évaporation du liquide de collecte impacte l’échantillonnage de l’air. Des expérimentations in vitro, où les récipients de collection de deux échantillonneurs liquides (Coriolisμ® et BioSampler®) étaient inoculés avec des consortiums bactériens connus, ont permis de conclure que la ré-aérosolisation et la concentration des bactéries sont des phénomènes complexes. En effet, ils sont difficilement prédictibles et semblent influencés par l’évaporation, le genre bactérien, l’hydrophobicité de la membrane bactérienne, l’interaction avec les autres bactéries, la composition du liquide de collection, le débit et le mécanisme de capture de l’échantillonneur. De plus, des expérimentations en milieu naturel ont permis de comparer la diversité récoltée par les échantillonneurs de type liquide et de type filtre, par méthodes de séquençage à haut débit. Une des particularités de cette étude était qu’une cassette contenant un filtre était branchée à la sortie d’air du BioSampler® pour récolter les bactéries ré-aérosolisées pendant l’échantillonnage. Plusieurs genres bactériens sont totalement ré-aérosolisés du récipient de collection du BioSampler®. Plus de la moitié des genres bactériens récoltés par le Coriolisμ® diffèrent de ceux du BioSampler®, et inversement. Les échantillonneurs filtres ont tous deux récolté une diversité bactérienne très similaire. Ces résultats constituent un apport important au domaine scientifique puisqu’ils prouvent les biais potentiels induits par les échantillonneurs de type liquide. / Different types of air samplers are available to harvest bioaerosols. They all have their advantages and disadvantages, but of these types, one in particular is likely to introduce bias in the treatment and analysis of the results. Liquid-based samplers see a portion of their collection fluid evaporate during operation, which would favor either the loss of bioaerosols by re-aerosolization or their concentration in the fluid. Very little knowledge is known about re-aerosolization, concentration and their effects on results. The main purpose of this study was to document how the evaporation of the collection fluid impacts air sampling. In vitro experiments, in which collection vessels from two liquid samplers (Coriolisμ® and BioSampler®) were inoculated with known bacterial consortia, concluded that reaerosolization and concentration are complex phenomena. Indeed, they are difficult to predict and seem influenced by evaporation, the bacterial genus, the hydrophobicity of the bacterial membrane, the interaction with other bacteria, the composition of the collection fluid, the flow and capture mechanism of the sampler. In addition, experiments in a natural environment have made it possible to compare the diversity harvested by the liquid-based and filter-based samplers by high throughput sequencing methods. One of the peculiarities of this study was that a cassette containing a filter was connected to the BioSampler® air outlet to collect the re-aerosolized bacteria during sampling. The results are unequivocal, several bacterial genera are totally re-aerosolized from the BioSampler® collection vessel. More than half of the bacterial genera harvested by the Coriolisμ® differ from those of the BioSampler®, and vice versa. The filter samplers both harvested a similar bacterial diversity. These results are an important contribution to the scientific field since they prove the biases induced by liquid type samplers.

L’hypertension occupe une place de plus en plus prépondérante dans notre société. En effet, selon Statistiques Canada, près de 1 Canadien sur 4 soufrerait d’hypertension en 2019. Si l’hypertension demeure non contrôlée, celle-ci constitue le principal facteur de risque causant les maladies cardiovasculaires. En 2008, l’Organisation Mondiale de la Santé rapportait que 33% des décès dans le monde étaient causés par les maladies cardiovasculaires et que 55% d’entre eux étaient directement attribuables aux complications causées par l’hypertension. Selon l’OMS, une prévention efficace des maladies cardiovasculaires passe par la promotion de saines habitudes de vie ainsi qu’une stratégie efficace de dépistage de l’hypertension. Cette stratégie passe nécessairement par la mesure de la tension artérielle, laquelle s’effectuant majoritairement en utilisant la méthode oscillométrique. Récemment, des études ont démontrées que les mesures ambulatoires échelonnées sur une période de 24 heures permettaient de mieux diagnostiquer l’hypertension. Ces mesures ambulatoires sont effectuées par des appareils spécialisés connus sous l’appellation de moniteurs ambulatoires de la pression artérielle (MAPA). Or, ces appareils emploient des algorithmes propriétaires afin d’estimer la tension systolique et diastolique et ne permettent pas d’obtenir le signal oscillométrique brut. Cela rend, par conséquent, impossible la constitution d’une base de données de signaux ou encore évaluer les algorithmes d’estimation de la tension systolique et diastolique qui sont pourtant nombreux dans la littérature. Nous proposons alors le concept d’un appareil de mesure de la tension artérielle dont les caractéristiques rendent son utilisation propice dans un contexte ambulatoire. Léger, ergonomique et compact, l’appareil peut être installé à même le brassard et le signal oscillométrique est envoyé directement à une station de base par un lien sans-fil Bluetooth Low Energy. Qu’il s’agisse d’un téléphone intelligent, une tablette, un ordinateur portatif ou encore un appareil spécialisé, la station de base peut alors sauvegarder les données et constituer une base de données de signaux oscillométriques afin d’évaluer qualitativement les algorithmes d’estimation de la tension systolique et de la tension diastolique proposés par la littérature. / Hypertension is taking an increasingly prominent place in our society. In fact, almost 1 in 4 Canadians are suffering from hypertension in 2019 according to Statistics Canada and constitutes the main risk factor that leads to cardiovascular diseases if left uncontrolled. In 2008, the World Health Organization (WHO) reported that 33% of deaths worldwide were due to cardiovascular disease and 55% of them were directly attributable to complications caused by hypertension. Still according to the WHO, effective cardiovascular diseases prevention involves promoting healthy lifestyles and an effective hypertension screening strategy. This strategy necessarily implies the measurement of blood pressure, which is mainly carried out using the oscillometric method. Recently, studies have shown that ambulatory measurements over a 24-hour period can better diagnose hypertension. These ambulatory measurements are done by specialized devices known as ambulatory blood pressure monitors (ABPM). However, these devices use proprietary algorithms that estimate the systolic and diastolic pressure and does not allow to obtain the raw oscillometric signal. Thus, those devices can’t be used to build a signal database in a way that blood pressure estimation algorithms found in literature can be assessed. We therefore propose the design of a light, ergonomic and compact ambulatory blood pressure measurement device whose characteristics makes it ideal for use in ambulatory contexts. The device can be installed directly on the cuff and the oscillometric signal is sent to a base station through a Bluetooth Low Energy link. Whether it is a smartphone, a tablet, a laptop or a specialized device, the base station can save the data and build a database of oscillometric signals in order to qualitatively assess systolic and diastolic blood pressure estimation algorithms proposed by the literature.

Les biofilms sont responsables de plus de 75 % des infections microbiennes humaines entraînant un problème de santé publique important lorsqu’ils croissent sur des surfaces médicales synthétiques. Une stratégie novatrice pour lutter contre les infections est basée sur l’emploi de biomatériaux fonctionnels ou de revêtements polymériques aux propriétés antiadhésives présentant une activité antimicrobienne comme le "Medical Antibacterial Antiadhesive Coating" (MAAC) qui est composé en partie de nanoparticules de silice fonctionnalisées. Malgré les progrès récents dans le dépistage des agents infectieux et l’implémentation de mesures visant à améliorer la sécurité transfusionnelle dans les banques de sang, le risque de contamination des produits sanguins ne peut être réduit à zéro. L’objectif principal de ce projet de recherche visait à évaluer les performances antimicrobiennes et antiadhésives du revêtement MAAC appliqué à la surface de matériaux polymériques à usage médical Les objectifs secondaires touchaient la compréhension des mécanismes de fonctionnement, ainsi que l’évaluation de la cytotoxicité in vitro du revêtement MAAC. À la lumière des résultats obtenus, une adhérence bactérienne réduite a été observée pour des sections de PVC enduites de MAAC par rapport au contrôle. Le nombre de S. aureus adhéré au PVC-BTHC et PVC-DEHP a diminué d'environ 63 % et 99 % respectivement après 24 heures de contact en bouillon nutritif. Toujours en milieu nutritif, le MAAC appliqué en surface de matériaux polymériques a démontré une activité antibactérienne significative (≥ 1 log). Des performances plus modestes ont été observées en matrices complexes de culots globulaires ou de concentrés plaquettaires, qui semblent être associées principalement à la densité cellulaire et teneur élevée en protéines des matrices limitant les interactions entre le MAAC et les bactéries. La viabilité des cellules L929 en présence du MAAC a été supérieure à 90%. Le MAAC semble donc un bon candidat pour contribuer aux efforts de prévention des risques associés à la transfusion de produits contaminés.. / The biofilms are responsible for over 75% of human microbial infections causing a significant public health concern when grown on synthetic medical surfaces. An innovative strategy to fight against infections link to medical devices is based on the use of functional biomaterials or polymeric coatings with non-stick properties exhibiting antimicrobial activity such as “Medical Antibacterial Antiadhesive Coating” (MAAC) based on functionalized silica nanoparticles. Despite recent advances in the detection of infectious agents and the implementation of measures to improve transfusion safety in blood banks, the risk of contamination of blood products cannot be reduced to zero, which could fall below the detection limit currently in place. The main objective of this research project was to evaluate the antimicrobial and non-stick performance of the MAAC coating applied to the surface of polymeric materials for medical use. The secondary objectives concerned the understanding of the action mechanisms, as well as the evaluation of the in vitro cytotoxicity of the MAAC coating. In light of the results obtained, a reduced bacterial adhesion was observed for PVC sections coated with MAAC compared to the control. The number of S. aureus adhered to PVC-BTHC and PVC-DEHP decreased by approximately 63% and 99% respectively after 24 hours of contact in nutrient broth. Still in a nutrient medium, MAAC applied to polymeric materials demonstrated significant antibacterial activity (≥ 1 log). Reduce performances were observed in complex matrices of red blood cells or platelet concentrates, which seem to be associated mainly with cell density and high protein content of the matrices limiting the interactions between MAAC and bacteria. The viability of L929 cells in the presence of MAAC was greater than 90%. MAAC therefore appears to be a good candidate for contributing on efforts to prevent the risks associated with the transfusion of contaminated products.

L'oxyde nitreux (N₂O) est l'un des gaz à effet de serre (GES) parmi les plus puissants et il joue un rôle important dans le réchauffement global. Pour mesurer les sources à faibles émissions de N₂O, les approches conventionnelles sont souvent sophistiquées et coûteuses et l'approche par échantillonnage à flux passif montre un intérêt. Le but de la présente recherche est d'optimiser la performance de l'échantillonneur à flux passif de Godbout et al. (2006) et Gaudet (2005) dans les différentes étapes de son utilisation : le conditionnement de l'appareil, l'adsorption et la désorption du N₂O. L'échantillonneur de Godbout et al. (2006) et Gaudet (2005) utilise une couche de 2 mm de zéolite pour adsorber le N₂O. Lorsque l'air passe à travers l'échantillonneur à une vitesse proportionnelle à la vitesse de l'air à l'extérieur, la zéolite adsorbe le N₂O. Par la suite, le N₂O contenu dans l'adsorbant est désorbé thermiquement. La concentration de gaz est déterminée à l'aide d'un chromatographic à gaz et ensuite, la masse désorbée est calculée afin d'obtenir la valeur de l'émission de N₂O. Dans le cadre de cette étude, l'échantillonneur a été étanchéifié et modifié pour en faciliter l'assemblage. L'épaisseur de l'adsorbant a été augmentée à 4, 6 et 8 mm, ce qui a permis d'augmenter sa capacité d'adsorption de 96, 187 et 275 % respectivement. Les résultats de l'évaluation de la performance de l'échantillonneur modifié montrent une augmentation de l'efficacité d'adsorption de 91 % (Gaudet 2005) à 96,5, 98,3, 98,3 et 98,4 % et une augmentation de l'efficacité de désorption de 68 % à 83 %, de 57 % à 75 %, de 45 % à 82 % et de 30 % à 74 % pour les échantillonnées pourvus de couches de 2, 4, 6 et 8 mm respectivement. Également, la conception des montages et des modes opératoires ont permis à l'échantillonneur d'obtenir des mesures avec une exactitude moyenne de 77,3 % et une variabilité moyenne de 13,6 %. Suite aux résultats, il est possible d'affirmer que les modifications apportées à l'échantillonneur et aux procédures d'analyse ont permis d'améliorer ses performances et de faire progresser son développement.

Thèse ou mémoire avec insertion d'articles. / Thèse en cotutelle : « Université Laval, Québec, Canada, Philosophiæ doctor (Ph. D.) et Institut national supérieur des sciences agronomiques, agroalimentaires, horticoles et du paysage, Rennes, France » / Cette thèse s'intéresse d'une part à la gouvernance des Coopératives d'Utilisation de Matériel Agricole (CUMA), d'autre part à son effet sur les investissements en actifs environnementaux et l'implication de ces investissements sur la performance des CUMA. Dans le premier essai, nous analysons la nature des mécanismes de gouvernance dans le contexte des CUMA au Québec. Nous étudions comment ces mécanismes se combinent pour minimiser différents problèmes de gouvernance. À partir d'une étude de cas multiples, nos résultats montrent que les problèmes de gouvernance en CUMA concernent à la fois les problèmes de coordination et de motivation. Pour corriger ces défaillances organisationnelles, nous constatons que les CUMA combinent les mécanismes de gouvernance formels et informels (capital social) en mettant toutefois l'accent sur les mécanismes informels tels que la confiance mutuelle. Les membres de la CUMA auront recours aux mécanismes informels, en utilisant les mécanismes formels en complément lorsque cela est nécessaire. Ce premier essai nous a ainsi permis de mettre en évidence la pertinence d'étudier les relations interpersonnelles au sein de la coopérative dans un contexte où les mécanismes formels sont défaillants ou inappropriés pour minimiser les problèmes de gouvernance. Dans le deuxième essai, nous analysons théoriquement et empiriquement l'effet du capital social sur la propension et la proportion de l'investissement en actifs environnementaux dans le contexte de la France en utilisant la taille des CUMA comme « proxy » du capital social. En France, la taille des CUMA (en nombre de membres) reste variable avec des CUMA de plus de 150 membres et des plus petites de moins de 50 membres. L'importance de la taille découle de son effet négatif sur le capital social et positif sur les performances économiques (Feng et al., 2016). Le plus souvent, les coopératives de grande taille bénéficient des économies d'échelle et d'une utilisation efficiente des actifs. Cependant, à un certain seuil, les problèmes d'interaction au sein des grands groupes peuvent l'emporter sur les gains des économies d'échelle. Si tel est le cas, il existerait une taille optimale au-delà de laquelle la coopérative attendrait une zone de déséconomie d'échelle. À partir du modèle d'investissement de Fulton et Giannakas (2012), nous générons des hypothèses que nous testons empiriquement sur 2680 CUMA en 2015. Nos résultats montrent que, bien que positif, l'effet de la taille sur la propension à investir dans des équipements environnementaux est non linéaire (en U inversé). Cependant, conditionnellement à l'investissement en actifs environnementaux, l'augmentation marginale de la taille de la coopérative affecte négativement la proportion de l'investissement en actifs environnementaux. De même, nous constatons que l'augmentation du revenu moyen des adhérents accroît la probabilité d'un investissement en actifs environnementaux. Cependant, une fois l'investissement réalisé, l'augmentation du revenu n'implique pas nécessairement une augmentation de l'investissement. Les effets différenciés des variables sur les probabilités et la proportion de l'investissement en actifs environnementaux suggèrent également le rejet du modèle Tobit par rapport à un modèle de sélection fractionnel (Schwiebert & Wagner, 2015). Ce résultat suggère que la propension d'un investissement en actifs environnementaux et sa proportion sont déterminés par des facteurs différents. Dans le troisième essai, nous analysons l'effet des investissements environnementaux sur la performance des CUMA. Nous modélisons la performance de la coopérative via un modèle stochastique dynamique dans lequel l'investissement est traité comme une variable endogène de la frontière de production. L'intérêt du modèle dynamique réside dans le fait que les CUMA réalisent des investissements communs en input quasi fixe. De même, en traitant l'investissement comme une variable endogène, notre modèle permet de capter l'effet des variables de contrôle affectant l'investissement tout en conservant le caractère dynamique de la production. Nous utilisons une approche en deux étapes qui nous permet, dans la première, d'estimer l'effet des investissements environnementaux sur l'efficience de la CUMA. Dans la deuxième étape, nous utilisons une méthode non paramétrique pour générer un indice de productivité de Malmquist décomposé en un indice de changement technique et technologique. Nous estimons par la suite l'effet des investissements environnementaux sur ces indicateurs de performance. À partir des données de panel sur la période 2010-2016, nos résultats empiriques montrent qu'une augmentation marginale des investissements environnementaux entraîne une augmentation moyenne de la productivité de 0.214. On observe que les performances passées ont un impact négatif sur les performances actuelles de la CUMA. Cependant, ne considérant que l'effet des nouveaux investissements en actifs environnementaux, l'augmentation moyenne de la productivité est de 0.217. Cela suggère qu'il est avantageux pour la CUMA d'investir dans des équipements environnementaux de premier choix. / This thesis focuses on the governance of Cooperatives for the Use of Agricultural Equipment (CUMAs) and on the effect of governance on environmental investments and the implication of these investments on CUMA performance. In the first essay, we analyse the nature of governance mechanisms in the context of CUMAs in Quebec. We study how these mechanisms combine to minimize different governance problems. Based on a multiple case study, our results show that governance problems in CUMAs concern both coordination and motivation problems. To address these organisational failures, we find that CUMAs combine formal and informal (social capital) governance mechanisms, but with an emphasis on informal mechanisms such as trust. CUMA members will resort to informal mechanisms, using formal mechanisms as a complement when necessary. This first essay has thus allowed us to highlight the relevance of studying interpersonal relations within the cooperative in a context where formal mechanisms are failing or inappropriate to minimise governance problems. In the second essay, we theoretically and empirically analyse the effect of social capital on the propensity and proportion of environmental investment in the French context using CUMA size as a proxy for social capital. In France, the size of CUMAs (in terms of number of members) remains variable, with CUMAs of more than 150 members and smaller ones of less than 50 members. The importance of size stems from its negative effect on social capital and positive effect on economic performance (Feng et al., 2016). Most often, larger cooperatives benefit from economies of scale and efficient use of assets. However, at some point, interaction problems within large groups may outweigh the gains from economies of scale. If this is the case, there would be an optimal size beyond which the cooperative would expect an area of diseconomy of scale. Using the investment model of Fulton and Giannakas (2012), we generate hypotheses that we test empirically on 2680 CUMAs in 2015. Our results show that, although positive, the effect of size on the propensity to invest in environmental equipment is non-linear (inverted U-shaped). However, conditional on environmental investment, the marginal increase in the size of the cooperative negatively affects the proportion of environmental investment. Similarly, we find that increasing average income increases the probability of environmental investment. However, once the investment is made, the increase in income does not necessarily imply an increase in environmental investment. The differential effects of the variables on the probabilities and proportion of environmental investment also suggest the rejection of the Tobit model over a fractional selection model (Schwiebert & Wagner, 2015). This result suggests that the propensity for environmental investment and the proportion of investment are determined by different factors. In the third test, we analyse the effect of environmental investments on CUMA performance. We model the performance of the cooperative via a dynamic stochastic model in which investment is treated as an endogenous variable of the production frontier. The interest of the dynamic model lies in the fact that CUMAs make common investments in quasi-fixed input. Similarly, by treating investment as an endogenous variable, our model captures the effect of control variables affecting investment while maintaining the dynamic nature of production. We use a two-stage approach that allows us, in the first stage, to estimate the effect of environmental investments on the efficiency of the CUMA. In the second step, we use a non-parametric method to generate a Malmquist productivity index decomposed into an index of technical and technological change. We then estimate the effect of environmental investments on these performance indicators. Using panel data over the period 2010-2016, our empirical results show that a marginal increase in environmental investments leads to an average increase in productivity of 0.214. We observe that past performance has a negative impact on the current performance of the CUMA. However, considering only the effect of new environmental investments, the average increase in productivity is 0.217. This suggests that it is advantageous for the CUMA to invest in early environmental equipment.