Ce travail de thèse se situe à la croisée de trois thématiques de recherche : la mise en place de représentations structurelles pour décrire le contenu d’images de documents, la reconnaissance structurelle des formes et graphiques complexes et la localisation des symboles dans les images de documents. Pour répondre aux problématiques de l’analyse d’images de documents, nous avons choisi d’utiliser les graphes comme outils de représentation des contenus des images. La nouvelle représentation obtenue exploite un graphe multi-primitive et multi-attribut améliorant à la fois la tâche de localisation mais aussi la tâche de reconnaissance de formes graphiques contenues dans les documents. Une nouvelle approche générique et automatique est également présentée pour la localisation des symboles graphiques dans les images de documents. Notre approche de localisation des symboles nécessite un minimum de connaissances a priori sur les domaines ou sur le type de symboles présents dans les images. Concernant l’étape de reconnaissance, nous présentons trois stratégies originales pour la mise en correspondance de graphes, combinant les approches structurelle et statistique. Elles aident à la résolution du problème de complexité et évitent un temps de calcul exponentiel intolérable. Les nouvelles techniques d’appariement de graphes que nous proposons sont basées sur des fonctions de similarité qui tilisent aussi bien des valeurs numériques que symboliques pour produire un score. Ces mesures de similarité ont de nombreuses propriétés intéressantes comme un fort pouvoir discriminant, une invariance aux transformations affines et une faible sensibilité au bruit. / This thesis presents our contributions related to three major research areas in the field of document image analysis i.e., structural representation of documents images, spotting symbols in graphical documents and symbols recognition. We proposed to represent the contents of the document images using multi-attributed graphs, which not only improves the task of symbols spotting, but also the task of symbols recognition. We present a new generic and automatic approach for the purpose of spotting symbols in graphical documents. Our approach to locate symbols requires minimum priori knowledge about the type of document or the type of symbols found in these documents. Concerning symbol recognition we present three new strategies combining structural and statistical approaches. The proposed approaches helped to solve the problem of time and space complexity and offers robustness against noise and distortion present in images. The new graph matching techniques that we are proposing are based on similarity function that uses both numerical and symbolic values of the nodes and edges attributes of the graphs to produce a score of similarity between two graphs. These similarity measures have many interesting properties such as a strong discriminating power, nvariance to affine transformations, and low sensitivity to noise.

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Les syncopes récurrentes d'origine inexpliquée ou vasovagale affectent le fonctionnement physique et psychologique des patients vivant avec cette condition. Pourtant, peu de recherches se sont intéressées à comprendre la qualité de vie (QV) générale de ces patients, soit leur capacité à atteindre leurs objectifs dans différents domaines de vie, et les facteurs qui l'influence. Conséquemment, l'influence du sexe et du type de syncope sur la QV demeure inconnue. Qui plus est, aucune recherche n'a encore évalué les perceptions entretenues par les individus concernant leurs pertes de conscience. Pourtant, des études suggèrent que ces perceptions, appelées représentations de la maladie, affectent l'adaptation physique et psychologique des patients. L'incertitude entourant les causes et traitements des syncopes récurrentes suggère aussi l'importance d'explorer les perceptions des patients pour mieux comprendre leur influence sur la QV. Objectifs,Article 1 : Examiner les représentations de la maladie chez les hommes et les femmes souffrant de pertes de conscience récurrentes d'origine vasovagale (SVV) ou inexpliquée (SI) et référés pour un test de table basculante (TTB). Article 2 : Examiner la relation entre la QV, les représentations de la maladie, le sexe et le type de syncope chez les patients souffrant de syncope récurrentes référés pour un TTB. Méthode, Cent quinze (115) patients ont été interviewés un mois avant leur TTB à l'aide d'une entrevue semi-structurée et de questionnaires. Statistiques, Article 1 : les différences entre hommes et femmes et entre patients avec SVV et SI ont été examinées à l'aide d'une MANCOVA. Les représentations de la maladie ont également été catégorisées et explorées à l'aide de khi carrés et de comparaisons binomiales. Article 2, Une ANCOVA a permis d'évaluer l'association entre la QV, le sexe, le type de syncopes et les représentations de la maladie (les comparaisons entre les groupes de représentations de la maladie ont été faites selon les contrastes de type Helmert) en contrôlant pour l'âge et le nombre de syncopes. Une série de régressions linéaires ont permis d'explorer le rôle possible de médiateur des représentations de la maladie dans la relation entre le nombre de syncope et la QV. Résultats, Article 1 : les représentations sont similaires chez les hommes et les femmes ayant des SVV et des SI (tous les p > .10). Bien qu'entre 33% et 50% des patients ne savent pas quoi penser par rapport à leur maladie, l'exploration des réponses révèle divers patrons de représentations. Les patients ont des représentations émotionnelles et des représentations concernant la chronicité de leur condition très diversifiées. La majorité est indécise concernant le contrôle qu'ils peuvent exercer sur les syncopes et la durée cyclique (perception que les syncopes surviennent selon des cycles précis) de la condition. Peu de patients croient que les syncopes ont des conséquences sévères sur leur vie et qu'aucun traitement ne sera efficace pour les guérir. Seulement 19% des patients affirment ne pas être inquiet à propos de leur syncope. Finalement, très peu de patients (15%) ont le sentiment de comprendre leur condition. Article 2 : les résultats indiquent une QV réduite chez les patients avec syncopes récurrentes, particulièrement dans les domaines suivants: affectivité, cognitions, loisirs, travail et santé. Tous les patients ne rapportent toutefois pas une QV appauvrie. Les patients avec des représentations sévères ont une QV appauvrie (p = .022) comparativement aux individus ayant des perceptions peu ou moyennement sévères de leur syncope. Les hommes avec SI rapportent, quant à eux, la QV la plus faible comparativement aux hommes avec SVV, qui présentent une QV normale (p = .007). Finalement, les résultats suggèrent l'hypothèse d'un rôle médiateur des représentations de la maladie dans l'association entre le nombre de syncope et la QV. Conclusion, les patients vivant avec des pertes de conscience récurrentes d'origine vasovagale ou inexpliquée affichent un manque de compréhension concernant leur condition et présentent des représentations variées à propos des syncopes. La QV est appauvrie, surtout chez les patients ayant des représentations plus sévères de leur condition et chez les hommes avec SI. Les résultats suggèrent donc un besoin d'éducation, ainsi que de support chez ces patients afin d'améliorer leur compréhension de leur problématique ainsi que leur QV. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR :Syncope récurrentes, Qualité de vie, Représentations de la maladie, Sexe et types de syncopes.

La connaissance est une ressource critique de l’entreprise moderne. Les processus d’apprentissage, de partage et d’utilisation de la connaissance déterminent l’efficacité et la capacité d’innovation des organisations. Dans ma thèse, je m’appuie sur la théorie des niveaux de représentation mentale (construal level theory) pour explorer la relation entre les responsabilités des employés et le type de connaissance qu’ils créent et partagent. Plus précisément, j’étudie les effets de deux attributs de l’entreprise moderne (l’utilisation croissante de technologie et le changement des structures hiérarchiques) sur les représentations mentales du travail et les comportements liés à l’innovation. J’utilise diverses méthodes de recherche pour tester cette hypothèse, dont deux études fondées sur des données d’archive, quatre expériences en laboratoire et deux études longitudinales sur questionnaire. / Knowledge is increasingly recognized as one of the most critical resources in the modern workplace, because the way knowledge is learned, shared and used determines organizational innovation and effectiveness. In my dissertation, I build on construal level theory to explore the relationship between workers’ roles and the types of knowledge that workers create and share. In particular, I draw upon two features of the modern workplace that are evolving dramatically – the increasing use of technology and changing hierarchical structures – to explore how the level of abstraction at which employees mentally represent their work roles mediates the relationship between these structural features of the work context and the practically-relevant and important employee behaviors underlying innovation. I leverage methodological diversity to test the hypotheses in eight studies, including two studies based on archival data, four laboratory experiments and two longitudinal studies based on survey data.

La présente étude s’intéresse à la manière dont deux enseignants universitaires construisent et co-construisent leur représentation mentale de l’enseignement-apprentissage ainsi qu’aux stratégies qu’ils déploient pour apprendre en profondeur (Bart, 2004), dans un contexte de formation à la pédagogie universitaire. Pour cela, on leur a fourni un ensemble cohérent de concepts, sous forme de « cartes à jouer », pour faciliter l’élaboration de leurs modèles mentaux. Ils ont pu concevoir des réseaux de concepts (Hyerle, 2009 ; Savard, 2014) qui sont propices à schématiser leur pensée et à la communiquer clairement. L’étude cherche notamment à identifier les concepts qui leur semblent essentiels, les relations qu’ils font entre ces concepts, et la manière avec laquelle ces concepts sont définis, leur capacité à donner des exemples ou contreexemples et à effectuer des transferts dans un autre domaine. Cette recherche interroge aussi la manière dont ces modèles évoluent au cours de la formation pour constituer une stratégie cohérente. Les principaux résultats révèlent que les enseignants s’appuient sur des concepts qu’ils jugent pertinents en créant des liens supportés par leur expérience professionnelle et de vie. Cette assise expérientielle est à la base des stratégies qu’ils utilisent pour s’approprier les concepts en profondeur. De plus, l’étude révèle que les enseignants construisent une série de représentations de l’enseignement-apprentissage qui évoluent en cours de formation en gagnant en cohérence / This study examines how two university teachers are constructing and coconstructing a more coherent mental representation of teaching and learning as well as the strategies these teachers are deploying to learn in depth (Bart, 2004) concepts, in a context of pedagogical training. For this reason, they were provided with a coherent set of concepts, in the form of a set of "playing cards, ” to facilitate the development of their mental models. They were able to conceive networks of concepts (Hyerle 2009, Savard 2014) that are conducive to schematizing their thinking and communicating it clearly. In particular, the study seeks to identify the concepts that seem essential to them, the relations that they make between these concepts, and the way in which these concepts are defined, their capacity to give examples or counter-examples and to transfer these concepts in other domains. The research also questions how these models evolve during the training to constitute a coherent strategy. The main results reveal that teachers consider concepts relevant by creating links supported by their professional and life experience. This experiential foundation is at the root of the strategies they use to appropriate concepts in depth. In addition, it appears that teachers construct a sequence of representations of teaching and learning that evolve consistently in the course of training.

Cette recherche propose d’étudier l’incidence de l’environnement urbain sur certains aspects du déplacement de la personne aveugle. Dans une approche écologique, nous prenons en considération plusieurs paramètres en étudiant, en situation réelle, la perception et le ressenti liés à l’environnement, la vitesse de marche, la représentation mentale et enfin le stress, vécu et objectivé. Nous faisons l’hypothèse que la structure urbaine a un effet notable sur l’ensemble de ces paramètres, affectant ou facilitant le déplacement. Notre protocole a mobilisé 27 personnes aveugles, utilisant une canne blanche ou un chien-guide sur un trajet urbain de 1 km, qui offre cinq scènes urbaines successives (« Ruelle A », « Place », « Berges », « Rue » et « Ruelle B »). La première session s’est faite au bras du chercheur afin d’étudier la perception et le ressenti liés à l’environnement, grâce à la technique des trajets commentés. La seconde session a été consacrée à la mémorisation du trajet. Enfin, la troisième session, intégralement enregistrée sur vidéo, a consisté en un déplacement autonome. Nous avons également enregistré l’activité électrodermale in situ, afin d’en saisir les variations au fur et à mesure du trajet. Nous avons, enfin, demandé aux participants de dessiner le trajet effectué (carte mentale).Les résultats indiquent que les différentes scènes présentent des ambiances vécues comme très différentes par les marcheurs aveugles. L’environnement influence le ressenti en termes de plaisir, de sentiment de sécurité et de stress. Il influence également la vitesse de marche, ainsi que la capacité à mener le trajet à son terme. Les « Ruelles » et la « Rue » sont les scènes les plus favorables au déplacement, alors que les espaces ouverts comme la « Place » et les « Berges » se sont avérés défavorables. L’analyse de l’activité électrodermale révèle également un effet de la scène. Elle nous a permis d’identifier des zones problématiques sur le trajet. Ces nœuds correspondent aux lieux où les marcheurs aveugles doivent prendre des décisions importantes (traverser la chaussée, choisir une orientation). Enfin, la représentation mentale semble être en rapport avec les aspects précédents et varie en fonction des scènes. Les lieux les plus sécurisants sont sous-représentés, alors que les lieux vécus comme les plus stressants sont surreprésentés dans les dessins. Ces résultats invitent à prendre en considération la perception incarnée et l’expérience que les personnes aveugles ont de leur environnement dans l’élaboration des aménagements de nos cités, pour permettre à tous une meilleure autonomie et liberté de déplacement. / This study investigates the influence of urban environment on some aspects of the mobility of blind people in the city. Using an ecological approach, we explore some mobility parameters in real conditions: environmental perception and feeling, walking speed, cognitive mapping and subjective and objective stress.Our hypothesis suggests that environmental setup and features have a significant effect on these parameters, affecting or facilitating mobility. Twenty-seven blind subjects were requested to perform a 1-kilometer journey consisting of five successive urban scenes in Lyon (“Street 1”, “Square”, “River-bank”, “Avenue”, “Street 2”). Subjects walked using a white cane or a guide dog. There were three sessions. During the first walking session, blind pedestrians were accompanied all along. We asked them to comment on their perception of and feeling about the surroundings as they walked. The second walking session was devoted to memorizing the route. Finally, we asked subjects to walk independently for the third and last session, which was integrally recorded on video. We also monitored electrodermal physiological signals with an ambulatory device. Once the journey was over, we asked subjects to make a line-drawing depicting the route (i.e. a map).Results suggest that blind pedestrian’s experience of the environment differs according to the urban scene. Environmental conditions affect enjoyment, safety and stress levels. They also affect walking speed and spatial skills. “Streets” and “Avenue” are the most favorable scenes for those mobility parameters, where wide open-spaces like “Square” and “River-bank” are unfriendly. The cognitive map seems to be related to these previous observations: its accuracy varies with environmental conditions. Analysis of the drawings indicates that the most secure scenes (i.e. “Avenue”) were under-represented while the most stressful scenes and least secure scenes were over-represented (i.e. “Square”). Electrodermal monitoring yielded the same scene-effect on the physiological signals, as well as the existence of high-activation areas in the journey, apparently corresponding to node-places requiring blind subjects to make important decisions (e.g. having to cross a road, or to choose a direction).These results invite us to consider the environment spectific-perception of the visually impaired persons in the development of accessibility aids, in order to offer a greater autonomy and freedom in mobility in our modern cities.

Thèse diffusée initialement dans le cadre d'un projet pilote des Presses de l'Université de Montréal/Centre d'édition numérique UdeM (1997-2008) avec l'autorisation de l'auteur.

Le vieillissement et la maladie d’Alzheimer sont caractérisés par des difficultés mnésiques essentiellement épisodiques. Ces difficultés sont associées à leurs altérations sensorielles et perceptives. Ces liens s’expliqueraient naturellement par les approches incarnées de la cognition qui définissent des propriétés et processus communs entre mémoire et perception. Ces approches supposent une émergence dynamique des connaissances à partir d’un système de mémoire unique dans lequel les connaissances sont définies comme ancrées dans leurs propriétés modales, essentiellement celles sensorimotrices. À travers la nature des interactions multisensorielles pour des connaissances familières, ce travail de thèse propose de tester les approches incarnées de la cognition auprès de jeunes adultes, personnes âgées saines et patients souffrant de la maladie d’Alzheimer. Ces interactions sont supposées être indirectes et sémantiques dans les approches multisystémiques, alors qu’elles seraient directes et perceptives pour les approches incarnées. Deux séries d’expériences ont été conduites. Pour chacune d’elle, une batterie complète de tests neuropsychologiques ainsi qu’un paradigme d’amorçage inter-sensoriel (audition vers vision) ont été complétés. L’originalité du paradigme fut l’ajout, pour la moitié des amorces auditives, d’un masque visuel sans signification. L’Expérience 1 reposait sur un format à long terme – deux phases distinctes – alors que l’Expérience 2 sur un format à court terme – amorce et cible présentées dans un même essai. Cette adaptation permet la manipulation de la congruence sémantique afin de tester plus précisément le rôle de l’attention dans ces interactions multisensorielles. Les résultats démontrent un effet d’amorçage inter-sensoriel pour les jeunes adultes et les personnes âgées. Le masque a interféré avec cet effet d’amorçage, mais uniquement lorsque l’amorce et la cible correspondent à une même connaissance. Cette interférence et sa spécificité supportent l’hypothèse d’interactions multisensorielles directes et perceptives ce qui suggèrent que les jeunes adultes comme les personnes âgées auraient des connaissances modales. En revanche, les patients Alzheimer ne présentent pas d’effet d’amorçage alors que celui-ci est de nature perceptive (effet du masque). Ces résultats supportent l’idée d’une déconnexion cérébrale dans la maladie d’Alzheimer. L’ensemble des données permet de supposer que les difficultés mnésiques dans le vieillissement s’expliqueraient essentiellement par une dégradation de la qualité de leurs connaissances, et donc de leur perception. Les troubles mnésiques dans la maladie d’Alzheimer proviendraient quant à eux d’un déficit d’(ré)-intégration dynamique des différentes composantes des connaissances. Cette recherche supporte les approches incarnées de la cognition et démontre la pertinence de ces approches pour des problématiques neuropsychologiques comme celle du vieillissement. Ces approches ouvrent la voie à de nouvelles recherches plaçant les interactions entre mémoire et perception au coeur du fonctionnement mnésique. / Normal aging as Alzheimer’s disease are characterized by memory disorders, primarily for episodic memory. These two populations also present a sensory and perceptive decline, which are strongly correlated with their cognitive impairment. The links between memory and perception may be easily explained in the embodied cognition theory. Indeed, embodiment states that knowledge dynamically emerges from a single memory system in which knowledge remains grounded in its properties, essentially sensory-motor properties. Consequently, perception and memory are closer than previously thought and the links between perception and memory moving to the foreground. The objective of the present research is to assess the embodied cognition theory applied to normal aging and Alzheimer’s disease. To this aim, the nature of the semantic multisensory interactions was tested. According to the multiple memory systems framework, these interactions are indirect and semantic, whereas the embodied cognition theory states that these interactions are direct and perceptual. Young adults, healthy elderly and patients with Alzheimer’s disease completed two experiments. Each experiment was composed of a complete neuropsychological battery and one cross-modal priming paradigm (audition to vision). The novelty of the paradigm was to present a visual meaningless mask for half of the sound primes. Experiment 1 was composed of two distinct phases, whereas the prime and the target were presented in the same trial in Experiment 2. The adaptation of the paradigm in Experiment 2 allowed manipulating the semantic congruency in order to test the attention hypothesis that might underlie the cross-modal interactions. The results demonstrated a significant cross-modal priming effect in young and healthy elderly adults. The mask has interfered with the priming effect only in the semantic congruent situations. The mask interference and its specificity support the direct and perceptual nature hypothesis of the semantic multisensory interactions. This is suggesting that young and elderly adults have modal knowledge. Reversely, the patients with Alzheimer’s disease did not show any priming effect while the effect is perceptual. This result supports the cerebral disconnection hypothesis in Alzheimer’s disease. The data taken together suggest that memory disorders in normal aging could be related to a degradation of the quality of their perception and thus of knowledge. Memory impairments in Alzheimer’s disease might come from an integration disorder to bind dynamically the different components of a memory. The present research support the embodied cognition theory and demonstrates the interest of this kind of approach to explore memory functioning in neuropsychology, such as in aging. These approaches open new avenues of research by focusing on processes rather than systems and by putting on the foreground the interactions between memory and perception.

La chirurgie de l'implantation cochléaire a pour but d'insérer le porte-électrodes dans la cochlée en respectant au maximum les structures intracochléaires. Ce geste va permettre de stimuler directement les cellules ganglionnaires du nerf cochléaire pour rendre une audition utile chez les patients. La partie basale de la cochlée permet de définir un axe d'insertion du porte-électrodes. Dans notre première étude, nous avons observé que ces caractéristiques anatomiques particulières rendent difficile la représentation mentale de l'axe. Dans notre deuxième étude, nous avons observé que seul un système robotisé automatisé a permis de s'aligner avec précision avec cet axe d'insertion. Dans notre troisième travail, nous avons observé qu'une insertion dans l'axe optimal permettait de diminuer le traumatisme intracochléaire par rapport à un axe erroné, le nerf facial est une structure qui ne permet pas une insertion selon l'axe idéal et oblige une insertion selon un axe optimal. Dans notre quatrième travail, en utilisant une technique optimisée, nous avons montré une diminution du traumatisme par rapport à la technique conventionnelle d'insertion. Bien que la relation entre l'axe d'insertion et les résultats auditifs n'ait pas été formellement démontrée, nous avons constaté dans un travail réalisé en parallèle au laboratoire, chez l'animal, une relation entre traumatisme intracochléaire et les résultats auditifs. L'essentielle de ce travail permet de démontrer le rôle important de l'axe d'insertion au cours de l'implantation cochléaire et les avantages d'une approche robotisée lors de l'implantation cochléaire. / The goals of cochlear implant surgery are to insert the electrode array into the cochlea with minimal intracochlear trauma. The electrode array will then electrically stimulate the ganglion cells of the cochlear nerve and restore hearing in deaf patients. The electrode array insertion has a duration of a few seconds, but the quality of the insertion will influence over the auditory performance of the implant during lifetime. The cochlea is a snailed-shape structure, but an insertion axis can be defined in the basal turn of the cochlea. In a first study, we observed that these anatomical particularities led difficult the cochlear visualization, and to obtain an accurate mental representation of the insertion axis in surgical conditions. In a second work, we observed that only a robotized automated system allowed to precisely align an insertion tool with the insertion axis. In a third work, we used this robotised system to insert the array in a constant speed. Although an optimal insertion axis reduced the intracochlear trauma in relation to an inaccurate axis, the facial nerve is an essential structure that leads to an angle variation between the optimal axis and the scala tympani axis. The size of the angle is finally related to the intracochlear trauma during the electrode array insertion. Once observed the superiority of an optimized technique consisting by both an insertion of the electrode array in an optimal axis and in a constant speed, in the fourth part of this work, we observed that this technique was also less traumatic for the intracochlear structures than a manual insertion technique.

Le débat qui, au sein des sciences cognitives, a fait rage entre les défenseurs et les détracteurs de la représentation tend à l'apaisement. Les modèles connexionnistes et dynamiques n'ont pas réussi leur pari, celui de rendre caduc le concept de symbole et encore moins celui d'éliminer le concept de représentation du discours cognitif. Non seulement la représentation, comprise dans le sens général comme état médiateur porteur d'information, se maintient comme un concept utile et efficace pour décrire tous les systèmes cognitifs, mais la représentation symbolique reste encore le meilleur outil pour expliquer certains processus cognitifs de haut niveau. En revanche, les modèles connexionnistes et dynamiques ont réellement révolutionné le concept de représentation en le dotant de propriétés dynamiques (sensibilité au contexte, corporéité et temporalité inhérente) qui se sont imposées dans l'explication des processus cognitifs de niveau fin. Le débat se déplace. La question n'est plus de savoir quel est le paradigme gagnant mais celle de savoir quelle type de représentation convient pour décrire tel ou tel processus cognitif. La représentation se présenterait alors moins comme un concept figé que comme un cadre général ou un champ de potentiel qui se spécifie selon le processus cognitif à décrire. Cette approche est attestée par les modèles hybrides qui intègrent plusieurs formes représentationnelles au sein d'une même architecture. Elle trouve un support et une inspiration considérables dans l'oeuvre de Pierce. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Représentation, Symbole, Fonctionnalisme, Computationalisme, Connexionnisme, Théorie des systèmes dynamiques, Pierce, Signe.