Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Le changement de paradigme portant la ressource immatérielle qu’est la connaissance au devant des ressources matérielles est à l’oeuvre dans de nombreuses entreprises industrielles. Nos travaux de recherche mettent en lumière les disciplines du management des connaissances et de l’ingénierie des connaissances, apportant des réponses méthodologiques et techniques pour aborder cette ressource. Nous nous intéressons de façon particulière au mode d’exploitation des connaissances par le biais d’objets tangibles (documents, systèmes d’information). Dans ce cadre nous proposons un modèle conceptuel permettant de structurer les outils supports de connaissances d’un organisme. Ce modèle s’adresse principalement aux entreprises ayant une vision processus de leur fonctionnement, conformément à l’ISO 9000. Il a été évalué suivant deux axes. Le premier axe concerne sa capacité descriptive. Nous montrons que le principe de classification à facettes utilisé est apte à être suffisamment précis et complet pour s’adapter à de nombreuses applications. A cet effet, nous exploitons ce principe dans le domaine de l’ingénierie des connaissances et développons un premier démonstrateur permettant de réaliser des échanges automatisés entre fichiers paramétrés. Le second axe concerne l’aptitude du modèle conceptuel proposé à supporter la construction d’un système d’information contribuant à une démarche de management des connaissances. Un démonstrateur implémentant le modèle a été développé et apporte une vision concrète des possibilités offertes par ce dernier. / Most of the industrial companies are currently performing a change of paradigm that places knowledge, immaterial resource by excellence, before material resources. The presented research works enlighten the scientific fields of knowledge management and knowledge engineering, which give methodological and technical answers to tackle this resource. We focus on the exploitation mode of knowledge through concrete objects (documents, information system). In this context, a conceptual model is proposed in order to structure the tools that support knowledge in an organisation. This model is mainly adapted to companies having a process view of their business, as prescribed by the ISO9000. The model is evaluated according two axes. The first axe evaluates the descriptive capacity of the model. We demonstrate that the concept of facet classification used fits the needs of being enough precise and complete to be adapted to many applications. To this end, we test this concept in the field of knowledge engineering and we propose a first demonstrator performing automatic exchanges between parameterised knowledge objects. The second axe evaluates the aptitude of the proposed conceptual model to support the creation of an information system that contributes to a knowledge management approach. A demonstrator that implements this model is proposed and gives a concrete set of capabilities.

Face aux enjeux de conciliation entre production agricole et protection des écosystèmes, l'organisation spatiale et temporelle des cultures à l'échelle des paysages peut être un levier d'action privilégié. Les décisions d'assolement que prennent les agriculteurs au niveau de leurs exploitations individuelles sont un des moteurs de cette organisation. L'objectif général de cette thèse était d'étudier en quoi la modélisation des décisions d'assolement dans leurs dimensions spatiale et temporelle au niveau de l'exploitation permet de rendre compte de l'organisation spatiale des cultures au niveau du paysage. Dans la plaine de Niort (Poitou-Charentes), nous avons tout d'abord identifié (i) des régularités d'organisation des cultures au niveau paysage et (ii) des règles de décisions d'agriculteurs au niveau exploitation. La comparaison de ces deux éléments a confirmé que les régularités d'organisation spatiale et temporelle des cultures pouvaient relever de décisions qui étaient communes entre agriculteurs. A partir d'enquêtes dans 12 exploitations, nous avons ensuite construit le modèle DYSPALLOC. Ce modèle conceptuel permet de simuler l'organisation spatiale des cultures d'une année à l'autre à l'échelle de l'exploitation, via la représentation spatiale et temporelle des décisions de planification d'assolement. Applicable aux exploitations de grandes cultures et de polyculture-élevage, ce modèle a en outre permis d'expliciter les règles de délimitation des parcelles au sein des EA. Nous avons défini trois types de parcelles en fonction de leurs limites : îlots élémentaires, parcelles fixes et parcelles temporaires. L'évaluation du modèle a montré que l'allocation des cultures simulée était correcte dans 83% des parcelles. Une expérimentation virtuelle a de plus permis de valider les concepts de parcelles fixes et parcelles temporaires. Enfin, nous avons utilisé le modèle à l'échelle d'un paysage composé d'exploitations, avec des données d'entrée construites à partir de bases de données spatialisées. Nous avons montré que l'organisation spatiale des cultures simulée à partir de la prise en compte des décisions d'assolement était plus proche de l'organisation réelle observée, que ne l'était l'organisation simulée aléatoirement, même en intégrant des contraintes agronomiques. Ce travail pourrait donc contribuer à favoriser la coordination des décisions d'assolement individuelles des agriculteurs pour générer des organisations spatiales de cultures favorables au fonctionnement des écosystèmes à l'échelle des paysages agricoles.

Le changement de paradigme portant la ressource immatérielle qu'est la connaissance au devant des ressources matérielles est à l'oeuvre dans de nombreuses entreprises industrielles. Nos travaux de recherche mettent en lumière les disciplines du management des connaissances et de l'ingénierie des connaissances, apportant des réponses méthodologiques et techniques pour aborder cette ressource. Nous nous intéressons de façon particulière au mode d'exploitation des connaissances par le biais d'objets tangibles (documents, systèmes d'information). Dans ce cadre nous proposons un modèle conceptuel permettant de structurer les outils supports de connaissances d'un organisme. Ce modèle s'adresse principalement aux entreprises ayant une vision processus de leur fonctionnement, conformément à l'ISO 9000. Il a été évalué suivant deux axes. Le premier axe concerne sa capacité descriptive. Nous montrons que le principe de classification à facettes utilisé est apte à être suffisamment précis et complet pour s'adapter à de nombreuses applications. A cet effet, nous exploitons ce principe dans le domaine de l'ingénierie des connaissances et développons un premier démonstrateur permettant de réaliser des échanges automatisés entre fichiers paramétrés. Le second axe concerne l'aptitude du modèle conceptuel proposé à supporter la construction d'un système d'information contribuant à une démarche de management des connaissances. Un démonstrateur implémentant le modèle a été développé et apporte une vision concrète des possibilités offertes par ce dernier.

Ce travail de recherche se situe à un moment particulier de réforme du système éducatif algérien. Il prend sa source dans les difficultés suscitées par la mise en œuvre de cette réforme, du point de vue, pour l’enseignement des mathématiques, de l’approche par les compétences et de l’intégration des TICe. Il questionne le potentiel des ressources de Sésamath, une association française d’enseignants, pour soutenir le travail des professeurs confrontés à cette réforme.Ancrée dans l’approche documentaire du didactique, la thèse a suivi plus particulièrement trois professeurs d’un collège, à la fois dans leurs classes régulières et dans un atelier de mathématiques, laboratoire d’intégration des ressources de Sésamath.Elle considère particulièrement les systèmes de ressources des enseignants en analysant leur structure et leur évolution, dans la perspective d’une modélisation de ces systèmes. Elle exploite la notion de schème, et notamment d’invariants opératoires, pour décrire l’évolution des connaissances des professeurs.Elle montre comment l’intégration des ressources de Sésamath, dans un milieu arabophone, conduit à développer un travail collectif de sélection, d’adaptation, de traduction et de mise en œuvre de ses ressources. Elle montre comment l’intégration des activités de Sésamath basées sur la résolution de problèmes a soutenu les enseignants dans leur travail de mise en œuvre de la réforme. Elle met en évidence l’intérêt de ces interactions pour l’évolution des connaissances et le développement professionnel des enseignants impliqués.L’étude ouvre des pistes, aussi bien pour la formation des enseignants que pour la modélisation de leur système de ressources / This research is situated at a particular moment of reform of the Algerian educational system. It originates from the difficulties of implementing this reform from a point of view, for mathematics education, of the competency-based approach and the integration of ICT. It questions the potential of the resources of Sésamath, a French association of teachers, for supporting the work of teachers facing this reform.Anchored in the documentary approach to didactics, the PhD followed in particular three teachers from a college, both in their regular classes and in a mathematics workshop, the Sésamath resource integration laboratory.It particularly considers teacher resource systems by analyzing their structure and evolution, aiming to modelling these systems. It exploits the notion of scheme, and especially operational invariants, to describe the evolution of teachers' knowledge.It shows how the integration of Sésamath's resources, in an Arabic-speaking environment, leads to developing a collective work of selection, adaptation, translation and implementation of these resources. It shows how the integration of problem-based Sésamath activities has supported teachers in their work for implementing the reform. It highlights the value of these interactions for the evolution of knowledge and professional development of the teachers involved.The study opens ways, both for teacher training and for modelling their resource system

Face aux enjeux de conciliation entre production agricole et protection des écosystèmes, l'organisation spatiale et temporelle des cultures à l'échelle des paysages peut être un levier d'action privilégié. Les décisions d'assolement que prennent les agriculteurs au niveau de leurs exploitations individuelles sont un des moteurs de cette organisation. L'objectif général de cette thèse était d'étudier en quoi la modélisation des décisions d'assolement dans leurs dimensions spatiale et temporelle au niveau de l'exploitation permet de rendre compte de l'organisation spatiale des cultures au niveau du paysage. Dans la plaine de Niort (Poitou-Charentes), nous avons tout d'abord identifié (i) des régularités d'organisation des cultures au niveau paysage et (ii) des règles de décisions d'agriculteurs au niveau exploitation. La comparaison de ces deux éléments a confirmé que les régularités d'organisation spatiale et temporelle des cultures pouvaient relever de décisions qui étaient communes entre agriculteurs. A partir d'enquêtes dans 12 exploitations, nous avons ensuite construit le modèle DYSPALLOC. Ce modèle conceptuel permet de simuler l'organisation spatiale des cultures d'une année à l'autre à l'échelle de l'exploitation, via la représentation spatiale et temporelle des décisions de planification d'assolement. Applicable aux exploitations de grandes cultures et de polyculture-élevage, ce modèle a en outre permis d'expliciter les règles de délimitation des parcelles au sein des EA. Nous avons défini trois types de parcelles en fonction de leurs limites : îlots élémentaires, parcelles fixes et parcelles temporaires. L'évaluation du modèle a montré que l'allocation des cultures simulée était correcte dans 83% des parcelles. Une expérimentation virtuelle a de plus permis de valider les concepts de parcelles fixes et parcelles temporaires. Enfin, nous avons utilisé le modèle à l'échelle d'un paysage composé d'exploitations, avec des données d'entrée construites à partir de bases de données spatialisées. Nous avons montré que l'organisation spatiale des cultures simulée à partir de la prise en compte des décisions d'assolement était plus proche de l'organisation réelle observée, que ne l'était l'organisation simulée aléatoirement, même en intégrant des contraintes agronomiques. Ce travail pourrait donc contribuer à favoriser la coordination des décisions d'assolement individuelles des agriculteurs pour générer des organisations spatiales de cultures favorables au fonctionnement des écosystèmes à l'échelle des paysages agricoles. / In order to conciliate agricultural production and ecosystem protection, managing the spatial and temporal organization of crops at the landscape level could be an interesting option. Decisions farmers make for their cropping plan at the farm level are among the underlying controlling factors of this organization. The main aim of this thesis was to analyse how the modelling of farmer cropping plan decisions in their spatial and temporal dimensions could explain the spatial crop organization at the landscape level. In the Niort plain (Poitou-Charentes region), we first identified (i) landscape regularities in crop organization and (ii) farmer decision rules at the farm level. The comparison of these two elements confirmed that regularities in spatial and temporal crop organization could be explained by generic farmer decisions. Based on 12 on-farm surveys, we then built the DYSPALLOC model. This conceptual model can simulate the spatial crop organization from one year to another at the farm level, through the spatial and temporal representation of the farmer cropping plan decision process. This model, suitable for both arable and mixed crop-livestock farms, gave the possibility to specify the rules for defining plot limits inside the farming territory. We defined three types of plots based on their boubdaries: elementary islets, permanent plots and temporary plots. The evaluation of the model showed an 83% rate of success in the crop allocation to plots. A virtual experimentation also validated the concepts of permanent and temporary plots. We finally used the model at the level of a landscape composed of several farms, using input data built on the basis of spatial data-bases. We demonstrated that the spatial crop organization was closer to the real one when simulated taking farmer cropping plan decisions into account than when simulated randomly, even when introducing agronomic constraints. This work could thus support the coordination of individual farmer cropping plan decisions at the landscape level for building spatial crop organization favourable to ecosystem services.

Cette thèse s'inscrit dans le domaine des bases de données orientées objet ; elle propose des solutions pour décrire et manipuler des bases de données intégrant des versions. Le concept de version est nécessaire dans de nombreux domaines d'application comme la gestion de documentations techniques, la conception assistée par ordinateur et le génie logiciel. Les versions permettent notamment de conserver et manipuler l'évolution des entités du monde réel gérées dans de tels domaines. Différentes gestions de versions sont possibles. Certains travaux gèrent des versions de base ou d'une partie de base pour décrire l'évolution globale d'une base de données ; notre étude s'intéresse, quant à elle, à la représentation de l'évolution de chaque entité décrite dans la base, de manière indépendante. Nous proposons, d'une part, un modèle conceptuel intégrant la gestion de versions d'objets et de classes. Les relations de composition et d'association, dont la sémantique est affinée à l'aide de cardinalités, intègrent les versions pour des entités complexes. De telles relations, incluant les versions, induisent des contraintes d'intégrité structurelle complexes, dont nous faisons l'étude. D'autre part, nous proposons un langage pour manipuler ce type de bases de données. Ce langage permet notamment une interrogation de type Select From Where qui prend en compte les spécificités liées aux versions ; les différents niveaux d'abstraction liés aux versions c'est-à-dire les forêts de dérivation, les arbres et les versions, peuvent être exploités lors d'une interrogation. Une réalisation du modèle et du langage est effectuée au sein d'un prototype. Ce prototype est une interface destinée à des utilisateurs occasionnels, en permettant de manipuler graphiquement une base de données intégrant des versions.

Un modèle d'exportation d'azote a été développé pour fournir un outil opérationnel d'estimation des masses produite en contexte méditerranéen. Le modèle, dénommé POL, est de type conceptuel distribué. Il repose sur un découpage du bassin en unités de production (les sous-bassins versants) dont le flux est contrôlé par un paramètre F et en unités de transport (les biefs de rivières) qui véhiculent les flux produits sur les sous-bassins. La dynamique des flux d'azote dans les biefs est contrôlée par un paramètre T. Les 2 paramètres F et T du modèle POL sont définis globalement sur le bassin. Les flux générés sur les sous-bassins versants dépendent également du stock d'azote potentiellement mobilisable lors d'un épisode de pluie. On suppose que cette grandeur conceptuelle est liée à l'occupation du sol et aux pratiques culturales. Le modèle peut être utilisé en mode événementiel ou en mode continu. <br />La sensibilité des réponses du modèle événementiel aux valeurs des paramètres est tout d'abord analysée sur un bassin élémentaire. Le modèle POL est ensuite appliqué sur 4 bassins versants d'une cinquantaine de km² situés dans l'Hérault (France). <br />Les résultats obtenus après la phase de calage et de vérification montrent la capacité du modèle événementiel à reproduire les flux d'azote générés lors des épisodes de crue. Le modèle utilisé en continu fournit une estimation des exportations d'azote avec un degré d'incertitude acceptable pour un premier diagnostic des apports annuels des bassins.

Ce projet de maîtrise vise à décrire les phénotypes cliniques des patientes diagnostiquées pour un cancer de l'ovaire de type épithélial afin de soutenir la génomique fonctionnelle. Pour réaliser ce projet de recherche, quatre objectifs ont été réalisés : 1) proposer un modèle conceptuel décrivant les phénotypes cliniques des patientes à partir de données médicales enregistrées dans un entrepôt de données cliniques ; 2) à partir du modèle conceptuel, créer deux outils informatiques, dont l'un, le Master Specimen File (MSF) qui extrait des variables du modèle conceptuel issues des rapports de chirurgie et de pathologie des patientes (p. ex. histologie, stade, grade, etc.) afin de confirmer leurs diagnostics et de décrire leurs tissus de recherche selon des caractéristiques tissulaires, cellulaires et moléculaires. L'autre, le Clinical Response Database (CRD) , permet de visualiser d'autres variables (p. ex. traitements, résultats d'imagerie médicale et marqueurs tumoraux) pour déterminer l'ordre des traitements, les réponses aux traitements ainsi que les survies des patientes; 3) utiliser les deux outils informatiques au Centre hospitalier universitaire de Sherbrooke (CHUS) pour décrire les phénotypes cliniques de patientes recrutées pour le Laboratoire de génomique fonctionnelle de l'Université de Sherbrooke (LGFUS) ; et 4) réanalyser les résultats d'une étude publiée en 2009 par le LGFUS en effectuant un nouveau regroupement des patientes selon leurs phénotypes cliniques. L'utilisation des outils informatiques au CHUS a permis de décrire les phénotypes cliniques de 106 patientes diagnostiquées pour un cancer de l'ovaire de type épithélial. Ces outils ont permis de sélectionner les patientes dont les phénotypes cliniques correspondent à des critères de sélection établis par le LGFUS. Cette sélection a permis d'effectuer la réanalyse des résultats d'une étude génomique et de constater que les patientes ayant des phénotypes cliniques hétérogènes ont des moyennes de ratio d'événements d'épissage alternatif de gènes statistiquement différentes. De plus, cette reanalyse a permis d'obtenir de nouveaux résultats statistiquement significatifs et d'apporter de nouvelles hypothèses concernant le gène CDCA1 dans le cadre du cancer de l'ovaire de type épithélial.

Dès le début du 20ème siècle, les eaux souterraines de l’aquifère transfrontalier Milk River (MRA) ont constitué une importante ressource dans le sud de l’Alberta (Canada) et le nord du Montana (USA). L’utilisation intensive de cette ressource sous un climat semi-aride a provoqué une baisse importante des niveaux d’eau localement, si bien que des inquiétudes concernant la pérennité du MRA sont apparues dès les années 60. Les études précédentes du MRA étaient limitées par les frontières nationales, empêchant ainsi une compréhension complète de la dynamique de l’aquifère. L’objectif de cette thèse était de réaliser une étude transfrontalière du MRA afin de caractériser cette ressource régionale d’eau souterraine selon ses limites naturelles. À cette fin, trois modèles transfrontaliers ont été réalisés: un modèle géologique, un modèle conceptuel hydrogéologique et un modèle numérique d’écoulement souterrain. Des travaux de terrain de part et d’autre de la frontière Canada/USA et une revue de littérature exhaustive des études précédentes ont supporté la réalisation de ces modèles. De plus, une première évaluation des niveaux d’exploitation historiques du MRA a été réalisée en Alberta.Le modèle géologique 3D (50 000 km2) représente le MRA (Membre Virgelle de la Formation Milk River/Eagle) et ses unités confinantes continûment à travers la frontière internationale. Le développement de ce modèle a requis une harmonisation des nombreuses nomenclatures stratigraphiques de la région et la délimitation transfrontalière du MRA.Le modèle conceptuel hydrogéologique du MRA a montré deux flux d’écoulement souterrains transfrontaliers, dirigés du Montana vers l’Alberta. La Milk River intercepte la majeure partie du flux souterrain venant du sud, si bien que l’écoulement au nord de la rivière est très faible. Les analyses isotopiques confirment que les eaux du MRA sont principalement fossiles à l’exception de la zone de recharge située le long de la zone d’affleurement du MRA. Les zones du MRA avec une forte conductivité hydraulique et de faibles concentrations en chlorures correspondent à des voies d’écoulement préférentielles. L’émergence des eaux du MRA a lieu via la drainance à travers les unités confinantes notamment le long des vallées enfouies.Le modèle numérique (26 000 km2) d’écoulement souterrain du MRA en régime permanent est une transposition des modèles géologique et conceptuel. Il montre que le modèle conceptuel précédemment développé est hydrauliquement plausible. Le modèle d’écoulement donne une meilleure compréhension du système aquifère en représentant la dynamique de l’écoulement souterrain dans la situation pré-exploitation. Le traçage de particules indique des temps de résidence advectifs de près de 750 000 ans à la limite nord du MRA, ce qui est inférieur aux âges obtenus par les analyses isotopiques (2 Ma).Les bilans en eau des modèles conceptuels et numériques montrent tous les deux que l'extraction de l'eau souterraine dépasse de loin la recharge au nord de la Milk River.Un modèle d'écoulement transitoire serait requis pour définir le volume d'eau provenant de l'emmagasinement dans le MRA et préciser le rôle des aquitards durant le pompage. Par ailleurs, en tant que ressource internationale partagée, une gestion transfrontalière des eaux du MRA serait justifiée dans la région comprise entre la zone de recharge au Montana et le sud de la Milk River en Alberta. Ainsi, ces trois modèles transfrontaliers du MRA forment une base commune internationale de connaissances scientifiques à l'échelle de l'aquifère et pourraient supporter l'évaluation future du meilleur usage possible de cette ressource partagée et limitée. De futurs travaux peuvent inclure l'effet des champs de gaz localisés aux limites du MRA et les conditions paléo-hydrogéologiques liées à l'évolution géochimiqie de l'au souterraine. / Since the beginning of the 20th century, groundwater from the Milk River Aquifer (MRA) has been an important water resource in southern Alberta (Canada) and northern Montana (USA). The intensive use of this resource under a semi-arid climate has locally led to important drops in waters levels, thus raising concerns on the MRA sustainability since the 1960’s. Previous MRA studies were limited by the national boundaries, thus preventing a full understanding of the aquifer dynamics. The objective of this thesis was to carry out a transboundary study of the MRA to define this regional groundwater resource within its natural boundaries. For this purpose, three cross-border models were developed: a geological model, a conceptual hydrogeological model and a numerical groundwater flow model. These developments were supported by focused field work on both sides of the Canada/USA border and a comprehensive review of previous studies. Furthermore, a first assessment of the historical exploitation levels of the MRA was done for southern Alberta.The 3D geological model (50,000 km2) continuously represents the MRA (Virgelle Member of the Milk River/Eagle Formation) and confining units through the international border. Development of this model required harmonization of various stratigraphic nomenclatures in the study area and the transboundary delineation of the MRA extent.The hydrogeological conceptual model of the MRA indicated two transboundary groundwater fluxes from Montana to Alberta. The Milk River intercepts most of the groundwater flux incoming from the south, thus leading to limited groundwater flow north of the Milk River. Isotopic analyses confirm that the MRA contains mostly fossil groundwater, with the exception of the recharge area located along the outcrop area of the aquifer. Areas within the MRA with a high hydraulic conductivity and low chloride concentrations correspond to preferential groundwater flowpaths. Discharge from the aquifer occurs as vertical leakage through the overlying confining units, especially along bedrock valleys.The numerical steady-state groundwater flow model of the aquifer system (26,000 km2) is a transposition of the geological and conceptual models, and it shows that the previously developed conceptual model is hydraulically plausible. The groundwater flow model provides a better understanding of the aquifer system by representing the dynamics of groundwater flow under pre-development conditions. Particle tracking indicates advective residence times of up to 750,000 years in the northern limit of the aquifer, which is lower than ages obtained from isotopic analyses (2 Ma).The area south of the Milk River benefits from all of the transboundary groundwater flux from Montana whereas north of the Milk River, only a portion of the recharge flux coming from the south is transmitted due to the interception of the Milk River.Groundwater budgets from both the conceptual and numerical models show that groundwater extraction far exceeds recharge north of the Milk River. A transient model would be required to determine how much water is derived from storage in the MRA and to assess the role of the confining units during pumping. Furthermore, as an internationally shared resource, a transboundary management of the MRA would be appropriate, especially in the area comprised between the recharge area in Montana and the Canadian reach of the Milk River.Together, these transboundary models of the MRA constitute a common international basis of scientific knowledge at the aquifer scale and could support further assessments of the best possible exploitation of the shared but limited resource.Future works could include the study of the effects of the gas fields located at the limits of the MRA as well as paleo-hydrogeological conditions relative to the geochemical evolution of groundwater.