Le service des urgences est un important service de soins qui représente le goulot d'étranglement de l'hôpital. Les urgences sont souvent confrontées à des problèmes de tension dans de nombreux pays à travers le monde. L'une des causes de la tension dans les urgences est l'interférence permanente entre trois types de patients : les patients déjà programmés, les patients non programmés et les patients non programmés urgents. Le but de cette thèse est de contribuer à l'étude et au développement d'un système d’aide à la décision pour améliorer la prise en charge des patients aussi bien en mode de fonctionnement normal qu’en mode tension. Deux principaux processus ont été développé. Un processus d’ordonnancement à horizon glissant en utilisant un algorithme mimétique avec l’intégration des opérateurs génétiques contrôlés pour déterminer un calendrier optimal de passage des patients. Le deuxième processus d’orchestration dynamique, à base d’agents communicants, tient compte de la nature dynamique et incertaine de l'environnement des urgences en actualisant continuellement ce calendrier. Cette orchestration pilote en temps réel le workflow du parcours patient, améliore pas à pas les indicateurs de performance durant l'exécution. Grâce aux comportements des agents et aux protocoles de communication, le système proposé a établi un lien direct en temps réel entre les performances requises sur le terrain et les actions afin de diminuer l'impact de la tension. Les résultats expérimentaux, mis en œuvre au CHRU de Lille, indiquent que l’application de nos approches permet d’améliorer les indicateurs de performance grâce aux pilotage par les agents du workflow en cours exécution. / The emergency department is an important care service that represents the hospital's bottleneck. Emergencies often face overcrowding problems in many countries worldwide. One of the causes of the emergency department overcrowding is the permanent interference between three types of arriving patients: already programmed patients, non-programmed patients and urgent non-programmed patients. The aim of this thesis is to contribute to the study and development a decision support system to improve patient management in both normal and overcrowding situation. Two main processes have been developed. A rolling-horizon scheduling process using a memetic algorithm with the integration of controlled genetic operators to determine an optimal schedule for patient. The second dynamic orchestration process, based on communicating agents, takes into account the dynamic and uncertain nature of the emergency environment by continually updating this schedule for patient. This orchestration monitoring in real time the workflow of the patient pathway improves step by step the performance indicators during the execution. Through agent behaviors and communication protocols, the proposed system has established a direct real-time link between the required performances and the effective actions in order to decrease the overcrowding impact. The experimental results in this thesis, implemented at the Regional University Hospital Center (RUHC) of Lille, justify the interest of the application of our approaches to improve the performance indicators thanks to the agents driven patient pathway workflows during their execution.

Malgré de nombreux efforts de prévention, les jeunes conducteurs sont surreprésentés dans les accidents routiers. Certaines études ont visé à mettre en évidence les facteurs pouvant influencer les jeunes conducteurs à adopter des comportements risqués. La consommation de cannabis et l’impulsivité ont été identifiées comme des facteurs importants. L’objectif de cette thèse vise à mieux comprendre les liens entre la consommation de cannabis et les comportements routiers risqués, tout en tenant compte de l’impulsivité. Pour ce faire, cette thèse se divise en deux articles. Le premier article vise à vérifier si la fréquence de consommation de cannabis prédit la prise de risque des jeunes conducteurs au-delà de l’effet de leur impulsivité. 209 participants âgés de 17 à 25 ans ont rempli des questionnaires sur leurs comportements routiers, leur impulsivité, et leur fréquence de consommation de cannabis. Les résultats montrent que la fréquence de consommation de cannabis prédit la prise de risque des jeunes conducteurs au-delà de l’effet de l’impulsivité. De plus, l’urgence positive est la seule facette de l’impulsivité qui prédit la prise de risque, indépendamment des habitudes de consommation. Plusieurs hypothèses pouvant expliquer ces résultats ont été proposées dont une qui nous semblait particulièrement pertinente : la probabilité de prendre le volant après avoir consommé est plus élevée dans le cas d’une consommation plus fréquente, ainsi l’effet direct de la substance pourrait expliquer les comportements risqués. C’est pourquoi dans notre deuxième étude, nous avons voulu vérifier si la consommation de cannabis était associée aux comportements risqués même lorsque le consommateur n’est pas sous l’effet du cannabis. Comme une consommation fréquente peut être symptomatique d’un trouble d’utilisation du cannabis (TUC), nous avons voulu vérifier son impact sur les comportements risqués. Le deuxième article compare donc un groupe de consommateurs ayant un TUC avec un groupe n’en ayant pas sur des comportements risqués tout en tenant compte de leur impulsivité. Pour ce faire, 76 participants masculins, consommateurs de cannabis, âgés de 18 à 25 ans, ont complété une tâche de simulation de conduite ainsi qu’une tâche stop-signal, s’étant abstenus de 6 consommer du cannabis dans les 12 heures précédant l’expérimentation. Ils ont aussi rempli des questionnaires sur les habitudes de consommation de cannabis, les traits d’impulsivité et la prise de risque. Les consommateurs ayant un TUC ont manifesté plus de comportements risqués dans le simulateur que ceux n’en ayant pas, quel que soit leur niveau d’impulsivité et sans être sous l’effet de la substance. Plusieurs explications ont été proposées : difficulté d’adaptation à la conduite sans l’effet de la substance; présence d’une autre variable confondante que l’impulsivité sous-jacente à la consommation et aux comportements risqués; effet résiduel de la substance, non détecté par la tâche stop-signal, qui influencerait les comportements routiers. En résumé, il ressort de cette thèse que la consommation de cannabis est un facteur contribuant aux comportements risqués des jeunes conducteurs, et ce indépendamment de l’impulsivité. De plus, les consommateurs ne constituent pas un groupe homogène, d’où la pertinence de cibler particulièrement les consommateurs problématiques dans les campagnes de prévention. / Despite many prevention efforts, young drivers are overrepresented in road crashes. Some studies show that cannabis use and impulsivity are significant predictors of risky driving behaviour among young drivers. The aim of this thesis is to better understand the association between cannabis use and risky driving behaviour, while considering the driver’s impulsivity. For this purpose, this thesis is divided into two articles. The first article aims to verify whether the frequency of cannabis use predicts risk-taking over and above the impulsivity traits of young drivers. 209 participants aged between 17 and 25 completed questionnaires on their driving behaviours, impulsivity, and frequency of cannabis use. Results show that the frequency of cannabis use is a significant predictor of risky driving over and above the five impulsivity traits. Furthermore, positive urgency is the only impulsivity trait which predicts risky driving, regardless of the frequency of cannabis use. Several explanations of these results are proposed, including one we found particularly relevant: the probability of driving under the influence is higher with more frequent use, so the substance effects could explain risky driving behaviour. Therefore, in our second study, we wanted to test whether cannabis use was associated with risky driving behaviour even if the user was not driving under the influence. Moreover, since frequent use can be symptomatic of a cannabis use disorder (CUD), we wanted to verify its impact on risky behaviours. The second article, therefore, compares two groups of cannabis users (with or without CUD) on several driving behaviours, while considering their impulsivity. A sample of 76 male participants, cannabis users, aged 18 to 25, completed a driving simulation task and a stop-signal task, abstaining from cannabis use in the 12 hours preceding the experiment. They also completed questionnaires about their cannabis use patterns, impulsivity traits and risk-taking. Results show that users with a CUD displayed more risky behaviours in the simulator than users without a CUD, regardless of their impulsivity level and without being under the effects of the substance. Several explanations have been proposed: difficulty adjusting to driving without the influence of the substance for users with a CUD; presence of a confounding variable different from the impulsivity; or residual effects of cannabis, not detected by the stop-signal task. In summary, this thesis emphasizes that cannabis use is a contributing factor to young drivers’ risky behaviours, regardless of their impulsivity. Moreover, cannabis users are not a homogeneous group, which is why it is important to specifically target problematic users in prevention campaigns.

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Cette thèse s’inscrit dans le contexte du développement de Bâtiments Basse Consommation. La conception de telles constructions les rend sensibles aux sollicitations internes. Aussi, les outils de thermique du bâtiment existants ne sont pas adaptés pour simuler assez fidèlement ce type de bâtiments, si bien qu’un modèle tridimensionnel et dynamique a été développé ici. Celui-ci présente plusieurs particularités : il s’appuie sur une discrétisation spatiale optimisée des parois, la tache solaire y est localisée et l’intégration des dynamiques des conditions environnementales est assurée par un solveur numérique à pas de temps adaptatif et un seul nœud d’air est considéré. La validation du modèle s’est suivant une confrontation avec des mesures en conditions réelles réalisées dans une cellule de BESTlab d’EDF R&D. Un suivi visuel de la tache solaire a permis de confirmer sa bonne localisation par notre modèle. Des mesures de température en surface complétées par des cartographies thermographiques ont été comparées aux champs de températures simulés, montrant une bonne concordance. Les comparaisons de températures d’air mesurées et simulées ont montré des résidus ne dépassant pas 1,5 ˚C, pour des erreurs moyennes de 0,5 ˚C. La pertinence des deux principales innovations du modèle a été ensuite démontrée : l’utilisation d’entrées échantillonnées à la minute associées à un solveur à pas de temps adaptatif permet de minimiser les erreurs de simulation : en mi-saison, les résidus maximaux sont respectivement de 1 ˚C et 2 ˚C pour des entrées à la minute et à l’heure. En hiver, les températures d’air simulées tendent à plus osciller autour de la consigne quand le pas d’échantillonnage des entrées s’allonge. Deux modèles unidimensionnels, représentatifs de modèles courants, M1D,sol diluant le rayonnement solaire sur le sol seul et M1D,parois le distribuant de façon homogène sur les parois au prorata de la taille de la tache solaire censée les frappées, ne dégradent que légèrement la précision des calculs de température d’air. Cependant, ces modèles 1D ne permettent pas de calcul des champs de températures sur les parois si bien qu’ils présentent des erreurs locales dépassant 20 ˚C aux endroits touchés par la tache solaire. Enfin en hiver, le modèle 3D permet de prédire des consommations de chauffage surestimées de 6,5 % quand M 1D,parois les surestime de 11 % et M1D,sol de 22 %. Les améliorations apportées par notre modèle ont été confirmées pour d’autres types de cellules. D’ailleurs des écarts plus importants entre M1D,sol et le modèle 3D ont été observés pour une cellule dont parois et sol ont des compositions très différentes, alors que l’orientation a aussi un impact. Ce travail confirme la nécessité de représenter plus finement les phénomènes physiques pour des locaux fortement isolés. Des améliorations sont à intégrer, comme la description de l’anisothermie de l’air. / Low energy building constructions become sensitive to internal gains : any internal heating source has an impact on the envelope. Therefore, it is important to evaluate the performance of current transient thermal models when adapted to low energy buildings. This work describes a numerical model to simulate a single room, using a refined spatial three-dimensional description of heat conduction in the envelope but a single air node is considered. The model has been developed for environmental conditions that vary over short time-steps and has integrated the projection of solar radiation through a window onto interior walls : the sun patch. The validation of the model has been done through a detailed comparison between model and measurements. The in situ experiment has been carried out in one of the BESTlab cells (EDF R&D). The sun patch has been followed by a camera to validate its calculated position and surface. Temperature measurements by thermocouples and by thermal cameras have been compared to the models outputs. Differences between air and surface temperatures measured and simulated were never above 1.5 ˚C and mean errors reached 0.5 ˚C. The two innovations of the model have then be proven. Using minute wise weather data and inputs associated to an adaptative solver, enabled to pull down simulation errors : in May maximal differences rised from 1 ˚C to 2 ˚C for respectivelly one minute and hourly wise inputs. More important errors are seen in summer whereas in winter, air temperatures simulated tend to more fluctuate around the set up temperature when the sampling step gets longer. Two one dimensional models, close to traditional taken simulation tools, were used. Model M 1D,sol supposed the incoming radiation to reach only the floor. A 1D model with sun patch movement, called 1D,parois , was also used. These two models evaluated the air temperature with an acceptable error. However, their surface temperatures were still subject to important errors. Thus, for temperature surfaces evaluation, both 1D model presented differences up to 20 ˚C for surfaces touched by the sun patch. In winter, the 3D model can predict heating energy consumptions overestimated by 6.5 % when M 1D,parois overestimated them by 11 % and M1D,sol by 22 %. The improvements brought by our model have been proven also for other cells with different thermal masses. For these cells, differences between M1D,sol and the 3D model could reach 4.5 ˚C. Differences seemed to be more important for low thermal mass cells, and the orientation of the building had a strong impact. This work has confirmed the necessity of representing more accuratelly the descriptions of the enveloppe for strongly insulated rooms. To improve the model, the anisothermal hypotheses of the air should be considered.

La prise de décision motrice implique que le sujet analyse les différentes stratégies possibles, en se basant sur l’observation de son environnement notamment, qui le conduisent à une décision motrice finale la plus appropriée. Pour explorer ce processus, nous avons réalisé un projet de recherche qui a pour but de déterminer comment varie l’activité des cellules de trois différentes aires motrices du cortex cérébral, en fonction de plusieurs indices visuels observés lors du mécanisme de prise de décision complexe. Dans ce contexte, les indices sensoriels utilisés peuvent soit présenter des indices ambigus ou contradictoires en faveur de différents choix d’actions. Ce procédé nécessite à ce que le cerveau détermine à quel degré un indice sensoriel est plus en faveur d’un choix que d’un autre, et quel est le meilleur choix d’action à réaliser en se basant sur les indices sensoriels reçus durant une période de temps donnée. Dans ce projet de thèse nous avons enregistré l’activité des cellules des aires corticales motrices primaires (M1), du pré-moteur dorsal (PMd), et aussi du préfrontal dorso-latéral (DLPF), chez un singe, dans plusieurs tâches décisionnelles dont certaines ont été notamment utilisées au préalable au sein de notre laboratoire par Coallier et al. (2014,2015). Dans cette thèse, nous présenterons les observations obtenues dans le PMd. Dans les essais de nos différentes tâches, nous avons utilisé des stimuli visuels correspondants à des damiers multicolores composés d’un nombre variable de carrés bleus et jaunes. Ces damiers fournissaient différents niveaux « d’évidences » en faveur des cibles bleues ou jaunes, à atteindre en réalisant un mouvement du bras. Dans ce projet, nos hypothèses sont les suivantes: 1) l’activité des cellules du PMd est plus impliquée dans la sélection de l’action que dans les processus perceptuels de la tâche, 2) les cellules du PMd pourraient jouer un rôle dans les procédés métacognitifs tels que la confiance en des choix d’actions. En conclusion, nos expériences ont permis de mettre en évidence des mécanismes neuronaux à travers lesquels le cortex prémoteur dorsal (PMd) contribue à la planification et à l’exécution des mouvements volontaires du bras. Plus précisément, nos données montrent que le PMd est plus impliqué dans les aspects moteurs, que perceptuels de la prise de décision sensorimotrice. De plus, le PMd exprime une activité qui pourrait refléter des processus neuronaux par lesquels les singes font un suivi et évaluent leur propre performance dans les tâches, afin de prédire la probabilité de bonne réponse et de réussite de leurs décisions, et pour attribuer un niveau de confiance en leurs décisions. / Motor decision-making implies that the subject analyses different possible strategies, based on the observation of his environment in particular, which leads him to select the most appropriate final motor decision. To explore this process, we conducted a research project to determine how neural activity in the dorsal premotor cortex (PMd) varies according to several visual cues observed during a complex decision-making process. In this context, the sensory instructional cues used may either present ambiguous or even contradictory evidence in favor of different motor choices. This process requires the brain to determine to what degree sensory input is more in favor of one choice than another, and what is the best choice of action to take based on the sensory cues received over a given period of time. To do so, we recorded the activity of single neurons in the dorsal pre-motor cortex (PMd of a monkey, in several decision-making tasks, some of which were previously used in our laboratory by Coallier et al.(2014, 2015). We tested neural activity in our different tasks, by using visual stimuli that resembled multicolored checkerboards, composed of a variable number of blue and yellow squares. These checkerboards provided different levels of "evidence" in favor of blue or yellow targets, to be reached by moving the arm. In this project, our hypothesis are as follows: 1) PMd cell activity is more involved in action selection than in the perceptual processes of the task, 2) PMd cells could play a role in metacognitive processes such as confidence in action choices. In conclusion, our experiments provided new insights into the neural mechanisms by which the dorsal premotor cortex (PMd) contributes to the planning and execution of voluntary arm movements. In particular, our data show that PMd is more implicated in the motor aspects of sensorimotor decisions and expresses little or no activity related to the perceptual aspects of the decision-making process. Furthermore, PMd neurons express activity that might reflect neuronal processes by which the monkeys monitor and evaluate their performance in the tasks, in order to predict the probability of correct responses and success of their decisions, and to attribute a level of metacognitive confidence in their motor decisions.

Des difficultés sociales sont liées au trouble de la personnalité limite (TPL). Pour les comprendre, le traitement de l’information lors de décisions sociales doit être étudié. Parmi ces informations sociales, les expressions faciales émotives sont moins bien identifiées chez les individus ayant un TPL (Daros et al., 2013) comparativement aux individus sains. Également, une étude rapporte que des participants ayant un TPL acceptent plus d’offres monétaires, indépendamment du degré d’équité, que les individus sains dans une tâche de prise de décision sociale simulant des interactions avec des individus (représentés par des visages joyeux ou colériques) divisant de l’argent avec les participants (Polgár et al., 2014). Cependant, ils rapportent aussi que pour les offres monétaires de 20 à 30 % du montant à diviser les participants sains acceptaient les offres des visages joyeux plus fréquemment, cet effet était absent pour les participants ayant un TPL. L’objectif de cette étude est donc de savoir si les différences de reconnaissance des émotions médient la relation de la sévérité des traits du TPL avec des décisions sociales d’acceptation d’offres monétaires accompagnées d’expressions faciales (joie, colère et neutre). Nos résultats corroborent l’association négative des traits du TPL avec la reconnaissance des émotions (Daros et al., 2013) et l’association positive entre l’acceptation des offres et les traits du TPL (Polgár et al., 2014). Cependant, aucun effet médiateur n’est observé. Ainsi, nous concluons que la reconnaissance des émotions et la prise de décision sociale représentent des aspects indépendants des profils sociocognitifs liés aux traits du TPL. / Social difficulties are linked to borderline personality disorder (BPD). To understand them, the processing of information during social decisions must be studied. A form of social information is emotional facial expressions which are less well identified in individuals with BPD (Daros et al., 2013) compared to participants without a diagnosed mental health issue. Also, one study reports that participants with BPD accept more monetary offers (regardless of the amount of money they were offered) participants without a diagnosed mental health issue in a social decision-making task simulating interaction with individuals (represented by happy or angry faces) dividing money with participants (Polgár et al., 2014). However, they also report that for monetary offers that represented 20-30% of the divided sum, participants without a diagnosed mental health issue participants accepted offers from happy faces more frequently. However, this effect was absent in participants with BPD. The aim of this study is to determine whether differences in emotion recognition abilities mediate the relationship of BPD trait severity with social decisions to accept monetary offers accompanied by facial expressions (joy, anger and neutral). Our results support the negative association of BPD traits with emotion recognition (Daros et al., 2013) and the positive association between offer acceptance and BPD traits (Polgár et al., 2014). However, no mediating effect is observed. Thus, we conclude that emotion recognition and social decision-making represent independent aspects of the sociocognitive profiles related to BPD traits.

Objectif : La perception de l’effort (PE) est utilisée dans la prescription et la supervision d’exercice lors de tâches locomotrices et de résistance. Néanmoins, son utilisation pour prescrire et superviser l’exercice lors de tâches motrices des membres supérieurs reste incertaine. Cette étude vise à tester ces possibilités. Méthodes : Quarante participants se sont portés volontaires. Dans l’expérience 1, quatre intensités de PE ont été utilisées pour prescrire l’exercice dans une version modifiée du Test du Box and Block (TBB) et d’une tâche de pointage. La possibilité de superviser l’exercice a été étudiée en imposant trois niveaux de difficultés via un tempo ou un poids et en mesurant les changements de PE associés. L’expérience 2 réplique la possibilité de prescrire l’exercice avec l’intensité de la PE et étudie les effets de l’ajout d’un poids sur l’avant-bras dominant sur la performance et la PE au cours de la version standardisée du TBB. L’activité musculaire, les fréquences cardiaque et respiratoire ont été mesurées. Résultats : Dans l’expérience 1, l’augmentation de l’intensité de la PE pour prescrire l’exercice a induit une augmentation de la performance et l’augmentation de la difficulté des tâches a augmenté la PE du participant. Dans l’expérience 2, la possibilité d’utiliser la PE pour prescrire l’intensité de l’exercice a été répliquée. La réalisation du TBB avec un poids additionnel révèle un maintien de la performance au prix d’une PE plus élevée. Dans les deux expériences, l’activité musculaire constitue le meilleur corrélat physiologique de la PE. Conclusion : Nos résultats suggèrent que la PE est un outil efficace pour prescrire et superviser l’exercice au cours de tâches motrices des membres supérieurs. / Purpose: While the perception of effort (PE) is widely used to prescribe and monitor exercise during locomotor and resistance tasks, its use to prescribe and monitor exercise during upper-limb motor tasks remains unclear. This study aimed to test these possibilities. Methods: Forty participants volunteered in two experiments. In experiment 1, by using a modified version of the box and block test (BBT) and a pointing task, four PE intensities were used to prescribe the exercise. The possibility of monitoring the exercise was investigated during these tests by monitoring changes in the rating of PE in response to three task difficulties manipulated with different movement tempo and weights added on the exercising forearm. Experiment 2 replicated the possibility of prescribing the exercise with the PE intensity during the BBT and explored the impact of adding weight on the exercising forearm on performance and PE during the standardized version of the BBT. Muscle activation, heart rate and respiratory frequencies were recorded. Results: In experiment 1, increasing the PE intensity to prescribe the exercise induced an increased performance between each intensity. Increasing task difficulty with higher movement tempo and adding weight on the forearm increased the rating of PE. Experiment 2 replicated the possibility to use PE intensity for exercise prescription during the BBT. When completing the BBT with an additional weight on the forearm, performance was maintained at a cost of a higher PE. In both experiments, muscle activation was the best physiological marker of PE. Conclusion: Our results suggest that PE is an efficient tool to prescribe and monitor exercise during upper-limb motor tasks.

L’observation d’un modèle pratiquant une habileté motrice promeut l’apprentissage de l’habileté en question. Toutefois, peu de chercheurs se sont attardés à étudier les caractéristiques d’un bon modèle et à mettre en évidence les conditions d’observation pouvant optimiser l’apprentissage. Dans les trois études composant cette thèse, nous avons examiné les effets du niveau d’habileté du modèle, de la latéralité du modèle, du point de vue auquel l’observateur est placé, et du mode de présentation de l’information sur l’apprentissage d’une tâche de timing séquentielle composée de quatre segments. Dans la première expérience de la première étude, les participants observaient soit un novice, soit un expert, soit un novice et un expert. Les résultats des tests de rétention et de transfert ont révélé que l’observation d’un novice était moins bénéfique pour l’apprentissage que le fait d’observer un expert ou une combinaison des deux (condition mixte). Par ailleurs, il semblerait que l’observation combinée de modèles novice et expert induise un mouvement plus stable et une meilleure généralisation du timing relatif imposé comparativement aux deux autres conditions. Dans la seconde expérience, nous voulions déterminer si un certain type de performance chez un novice (très variable, avec ou sans amélioration de la performance) dans l’observation d’une condition mixte amenait un meilleur apprentissage de la tâche. Aucune différence significative n’a été observée entre les différents types de modèle novices employés dans l’observation de la condition mixte. Ces résultats suggèrent qu’une observation mixte fournit une représentation précise de ce qu’il faut faire (modèle expert) et que l’apprentissage est d’autant plus amélioré lorsque l’apprenant peut contraster cela avec la performance de modèles ayant moins de succès. Dans notre seconde étude, des participants droitiers devaient observer un modèle à la première ou à la troisième personne. L’observation d’un modèle utilisant la même main préférentielle que soi induit un meilleur apprentissage de la tâche que l’observation d’un modèle dont la dominance latérale est opposée à la sienne, et ce, quel que soit l’angle d’observation. Ce résultat suggère que le réseau d’observation de l’action (AON) est plus sensible à la latéralité du modèle qu’à l’angle de vue de l’observateur. Ainsi, le réseau d’observation de l’action semble lié à des régions sensorimotrices du cerveau qui simulent la programmation motrice comme si le mouvement observé était réalisé par sa propre main dominante. Pour finir, dans la troisième étude, nous nous sommes intéressés à déterminer si le mode de présentation (en direct ou en vidéo) influait sur l’apprentissage par observation et si cet effet est modulé par le point de vue de l’observateur (première ou troisième personne). Pour cela, les participants observaient soit un modèle en direct soit une présentation vidéo du modèle et ceci avec une vue soit à la première soit à la troisième personne. Nos résultats ont révélé que l’observation ne diffère pas significativement selon le type de présentation utilisée ou le point de vue auquel l’observateur est placé. Ces résultats sont contraires aux prédictions découlant des études d’imagerie cérébrale ayant montré une activation plus importante du cortex sensorimoteur lors d’une observation en direct comparée à une observation vidéo et de la première personne comparée à la troisième personne. Dans l’ensemble, nos résultats indiquent que le niveau d’habileté du modèle et sa latéralité sont des déterminants importants de l’apprentissage par observation alors que le point de vue de l’observateur et le moyen de présentation n’ont pas d’effets significatifs sur l’apprentissage d’une tâche motrice. De plus, nos résultats suggèrent que la plus grande activation du réseau d’observation de l’action révélée par les études en imagerie mentale durant l’observation d’une action n’induit pas nécessairement un meilleur apprentissage de la tâche. / Observation of a model practicing a motor skill has been shown to promote the learning of that skill. However, relatively little is known regarding the attributes of a good model and the conditions of observation that can optimize learning. In the three studies reported in this thesis, we investigated the effects of the model’s skill level, the model’s handedness, the observation perspective, and the medium of presentation on the learning of a sequential, four-segmented timing task. In the first experiment of the first study, we had participants observe a novice, an expert, or a combination of both novice and expert models (i.e., mixed model). The results of the retention/transfer tests revealed that observation of the novice model was not as effective for the learning of the task as observation of the expert and mixed models. Importantly, a mixed schedule of novice and expert observation resulted in more stable movement time and better generalization of the imposed relative timing pattern than observation of either a novice or an expert model. In the second experiment, we wanted to determine whether a certain type of novice performance (highly variable, with or without performance improvement) in a mixed observation schedule results in better learning of the task. No significant differences were revealed with respect to the type of novice model used in a mixed schedule of observation. These results suggest that mixed observation provides an accurate template of what to do (expert observation), which is enhanced when it can be contrasted with the performance of less successful models. In our second study, right-handed participants were asked to observe, from a first-person or a third-person perspective, a right-handed (i.e., same-handed) or left-handed (i.e., opposite-handed) model performing the experimental task. Observation of the same-handed model resulted in better learning of the task than did observation of the opposite-handed model, regardless of the observation perspective. This suggests that the action observation network (AON) is more sensitive to the model’s handedness than to the observer’s viewpoint. Thus, the AON seems to be linked to sensorimotor regions of the brain that simulate motor programming as though the observed movement was performed with one’s own dominant hand. Finally, in the third study, we were interested to determine whether the medium of presentation (live vs. video) affects observational learning and whether this effect would be mediated by the observer’s viewpoint (1st vs. 3rd person). In that regard, participants observed a live model or a video presentation of the model from a first- or third-person perspective. Our results revealed that observation did not differ significantly as a function of the media or the perspective of observation. These results are inconsistent with the predictions of brain imaging studies that show a larger activation of the sensorimotor cortex during live observation compared with video observation and from a first-person compared with the third-person perspective. Taken together, our results indicate that the model’s skill level and handedness are important determinants of observational learning, whereas the observer’s viewpoint and the medium of observation had no significant impact on motor task learning. In addition, our results suggest that the larger activation of AON revealed in brain imaging studies during action observation does not necessarily result in or indicate better learning of the task.

Thèse de doctorat à mi-chemin entre la recherche fondamentale et appliquée. Les champs disciplinaires sont principalement la biomécanique, l'ergonomie physique ou encore l'anatomie. Réalisé en cotutelle avec le professeur Paul Allard et Mickael Begon. / An occupation that requires handling loads combined with large elevation of the arms is associated with the occurrence of shoulders musculoskeletal disorder. The analysis of these joint movements is essential because it helps to quantify the stress applied to the musculoskeletal structures. This thesis provides an innovative model which allows the estimation of the shoulder complex kinematics and used it to analyze the joints kinematics during lifting tasks. It is organized into three sub-objectives. The first aim is the development and validation of a kinematic model the most representative as possible of the shoulder complex anatomy while correcting soft tissue artifacts through the use of global optimization. This model included a scapulothoracic closed loop, which constrains a scapular dot contact to be coincident with thoracic gliding plane modeled by a subject-specific ellipsoid. In the validation process, the reference model used the gold standard for direct measurements of bone movements. In dynamic movements, the closed loop model developed generates barely more kinematic errors that errors obtained for the study of standard movements by existing models. The second aim is to detect and quantify the shoulder articular movements influenced by the combined effects of two risk factors: task height and load weight. The results indicate that many peaks of joint angles are influenced by the interaction of height and weight. According to the different initial and deposits heights when the weight increases, the kinematics changes are substantial, in number and magnitude. The kinematic strategies of participants are more consistent when the weight of load increase for initial height lift at hips level compared to shoulders level, and for a deposit at eye level compared to shoulders. The third aim is to investigate the magnitude and temporality of the maximum peak vertical acceleration of the box. The significant joints movements are characterized with a principal component analysis of joint angle values collected at this instant. In particular, this study highlights that elbow flexion and thoraco-humeral elevation are two correlated invariant joint movements to all lifting tasks whatever the initial and deposit height, and weight of the load. The realism of the developed shoulder model and kinematics analyzes open perspectives in occupational biomechanics and contribute to risk prevention efforts in health and safety. / Une activité professionnelle qui exige de manipuler des charges combinée à de grandes élévations des bras augmente les chances de développer un trouble musculo-squelettique aux épaules. L’analyse de ces mouvements articulaires est essentielle car elle contribue à quantifier les contraintes appliquées aux structures musculo-squelettiques. Cette thèse propose un modèle innovant qui permet l’estimation de la cinématique du complexe de l’épaule, et l’utilise ensuite afin d’analyser la cinématique de levers de charge. Elle s’organise en trois sous-objectifs. Le premier concerne le développement et la validation d’un modèle cinématique le plus représentatif possible de l’anatomie du complexe de l’épaule tout en corrigeant les artéfacts des tissus mous par une optimisation multi-segmentaire. Ce modèle avec une fermeture de boucle scapulo-thoracique, impose à un point de contact scapulaire d’être coïncident au plan de glissement thoracique modélisé par un ellipsoïde mis à l’échelle pour chaque sujet. Le modèle qui a été utilisé comme référence lors des comparaisons du processus de validation bénéficie du « gold standard » de mesures directes des mouvements osseux. Le modèle développé en boucle fermée génère à peine plus d’erreurs cinématiques lors de mouvements dynamiques que les erreurs obtenues par les modèles existants pour l’étude de mouvements standards. Le second identifie et quantifie les mouvements articulaires de l’épaule influencés par la combinaison des effets de deux facteurs de risques : les hauteurs importantes d’agencement de la tâche (hauteurs de saisie et de dépôt) et les masses de charges (6 kg, 12 kg et 18 kg). Les résultats indiquent qu’il existe de nombreux pics d’angles articulaires qui sont influencés par l’interaction des deux effets. Lorsque la masse augmente, les modifications cinématiques sont plus importantes, en nombre et en amplitude, selon les différentes hauteurs de saisies et de dépôts de la charge. Les participants varient peu leur mode opératoire pour une saisie à hauteur des hanches en comparaison des épaules, et pour un dépôt à hauteur des yeux en comparaison aux épaules avec une charge plus lourde. Un troisième s’intéresse au pic maximal d’accélération verticale de la charge dans son intensité et sa temporalité. Basée sur une analyse en composante principale des valeurs d’angles articulaires à cet instant, elle permet de caractériser les mouvements articulaires significatifs. Cette étude met notamment en évidence que la flexion du coude et l’élévation thoraco-humérale sont deux mouvements articulaires corrélés invariants à toutes les tâches de lever en hauteur quelles que soient la hauteur de dépôt et la masse de la charge. Le souci de réalisme du modèle développé et les analyses cinématiques menées ouvrent des perspectives en biomécanique occupationnelle et participent à l’effort de prévention des risques en santé et sécurité.

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