Ce travail est centré sur l'activité de laboratoire en chimie, dans ses aspects manipulatoires et en prenant en compte les ressources cognitives qui permettent de contrôler cette activité. Nous nous sommes interrogés sur la place de cette pratique dans le curriculum de chimie dans l'enseignement général.Le premier volet est l'analyse de ce qu'est cette pratique de laboratoire des chimistes, à partir de leur discours, obtenu avec une technique d'entretien. Le deuxième volet est l'analyse des protocoles proposés aux élèves et des grilles d'observation fournies aux évaluateurs pour les épreuves de capacités expérimentales de baccalauréat de la session 1999. Dans le troisième volet, nous avons cherché les traces d'une éventuelle prise en charge d'un apprentissage progressif du contrôle de l'activité dans les manuels scolaires de lycée.Nous nous intéresserons à la progressivité, à la cohérence des manuels, considérés comme relevant du curriculum possible, sur ces aspects.

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

(résumé en anglais uniquement)

Ce travail de thèse a eu pour objectif de définir et mettre en oeuvre l'architecture décisionnelle d'un robot réalisant une tâche en collaboration avec un homme pour atteindre un but commun. Un certain nombre de fonctionnalités existaient déjà ou ont été développées conjointement avec ce travail au sein de l'équipe. Ce travail a d'abord consisté en l'étude puis à la formalisation des différentes capacités nécessaires. Il s'est traduit concrètement par l'approfondissement de certains des modules fonctionnels existants par l'auteur ou par d'autres membres de l'équipe en lien étroit avec l'auteur. La première contribution principale de l'auteur a consisté à développer une couche de contrôle de haut niveau qui a permis l'intégration et la mise en oeuvre des différentes capacités du robot découpée en 3 activités : la construction et la mise à jour de l'état du monde ; la gestion des buts et des plans de haut niveau ; l'exécution et le suivi des mouvements de manipulation. La deuxième contribution principale a consisté à améliorer les raisonnement géométriques et temporelles pour d'abord permettre au robot de mieux suivre l'évolution de l'état du monde puis lui donner la capacité à inférer quand l'homme a des croyances distinctes de celle du robot.

La robotique humanoide arrive a maturité avec des robots plus rapides et plus précis. Pour faire face à la complexité mécanique, la recherche a commencé à regarder au-delà du cadre habituel de la robotique, vers les sciences de la vie, afin de mieux organiser le contrôle du mouvement. Cette thése explore le lien entre mouvement humain et le contrôle des systèmes anthropomorphes tels que les robots humanoides. Tout d'abord, en utilisant des méthodes classiques de la robotique, telles que l'optimisation, nous étudions les principes qui sont à la base de mouvements répétitifs humains, tels que ceux effectués lorsqu'on joue au yoyo. Nous nous concentrons ensuite sur la locomotion en nous inspirant de résultats en neurosciences qui mettent en évidence le rôle de la tête dans la marche humaine. En développant une interface permettant à un utilisateur de commander la tête du robot, nous proposons une méthode de contrôle du mouvement corps-complet d'un robot humanoide, incluant la production de pas et permettant au corps de suivre le mouvement de la tête. Cette idée est poursuivie dans l'étude finale dans laquelle nous analysons la locomotion de sujets humains, dirigée vers une cible, afin d'extraire des caractéristiques du mouvement sous forme invariants. En faisant le lien entre la notion "d'invariant" en neurosciences et celle de "tâche cinématique" en robotique humanoide, nous développons une méthode pour produire une locomotion réaliste pour d'autres systèmes anthropomorphes. Dans ce cas, les résultats sont illustrés sur le robot humanoide HRP2 du LAAS-CNRS. La contribution générale de cette thèse est de montrer que, bien que la planification de mouvement pour les robots humanoides peut être traitée par des méthodes classiques de robotique, la production de mouvements réalistes nécessite de combiner ces méthodes à l'observation systématique et formelle du comportement humain.

Cette thèse porte sur trois thématiques principales liées à l'ordonnancement de graphes de tâches sur des plates-formes de calcul modernes. Un graphe de tâches est une modélisation classique d'un programme à exécuter, par exemple une application de calcul scientifique. La décomposition d'une application en différentes tâches permet d'exploiter le parallélisme potentiel de cette application sans adapter le programme à la plate-forme de calcul visée. Le graphe décrit ces tâches ainsi que leurs dépendances, certaines tâches ne pouvant être exécutées avant que d'autres ne soient terminées. L'exécution d'une application est alors déterminée par un ordonnancement du graphe, calculé par un logiciel dédié, qui décrit entre autres quelles ressources sont allouées à chaque tâche et à quel moment. Les trois thèmes étudiés sont les suivants: exploiter le parallélisme intrinsèque des tâches, utiliser des accélérateurs tels que des GPU, et prendre en compte une mémoire limitée.Certaines applications présentent deux types de parallélisme que l'on peut exploiter: plusieurs tâches peuvent être exécutées simultanément, et chaque tâche peut être exécutée sur plusieurs processeurs afin de réduire son temps de calcul. Nous proposons et étudions deux modèles permettant de régir ce temps de calcul, afin d'exploiter ces deux types de parallélisme.Nous étudions ensuite comment utiliser efficacement des accélérateurs de calcul tels que des GPU, dans un contexte dynamique où les futures tâches à ordonnancer ne sont pas connues. La difficulté principale consiste à décider si une tâche doit être exécutée sur l'un des rares accélérateurs disponibles ou sur l'un des nombreux processeurs classiques. La dernière thématique abordée concerne le problème d'une mémoire principale limitée, et le recours à des transferts de données coûteux. Nous avons traité ce problème via deux scénarios. S'il est possible d'éviter de tels transferts, nous avons proposé de modifier le graphe afin de garantir que toute exécution ne dépasse pas la mémoire disponible, ce qui permet d'ordonnancemer les tâches dynamiquement au moment de l'exécution. Si tout ordonnancement nécessite des transferts, nous avons étudié le problème consistant à minimiser leur quantité.L'étude de ces trois thèmes a permis de mieux comprendre la complexité de ces problèmes. Les solutions proposées dans le cadre d'étude théorique pourront influencer de futures implémentations logicielles. / This thesis deals with three main themes linked to task graph scheduling on modern computing platforms. A graph of tasks is a classical model of a program to be executed, for instance a scientific application. The decomposition of an application into several tasks allows to exploit the potential parallelism of this application without adaptating the program to the computing platform. The graph describes the tasks as well as their dependences, some tasks cannot be initiated before others are completed. The execution of an application is then determined by a schedule of the graph, computed by a dedicated software, which in particular describes which resources should be allocated to each task at which time. The three studied themes are the following: exploit inner task parallelism, use accelerators such as GPUs, and cope with a limited memory.For some applications, two types of parallelism can be exploited: several tasks can be executed concurrently, and each task may be executed on several processors, which reduces its processing time. We propose and study two models allowing to describe this processing time acceleration, in order to efficiently exploit both types of parallelism.We then study how to efficiently use accelerators such as GPUs, in a dynamic context in which the future tasks to schedule are unknown. The main difficulty consists in deciding whether a task should be executed on one of the rare available accelerators or on one of the many classical processors. The last theme covered in this thesis deals with a available main memory of limited size, and the resort to expensive data transfers. We focused on two scenarios. If it is possible to avoid such transfers, we propose to modify the graph in order to guarantee that any execution fits in memory, which allows to dynamically schedule the graph at runtime. If every schedule needs transfers, we studied how to minimize their quantity.The work on these three themes has led to a better understanding of the underlying complexities. The proposed theoretical solutions will influence future software implementations.

Cette thèse est centrée sur les pratiques de réception de textes en classe de FLE dans le cadre des ISCED en Angola, étant donné l’importance accordée au support écrit dans la vie quotidienne. Ces pratiques sont fortement marquées par la méthode interactive qui conditionne l’activité de l’apprenant, c’est-à-dire que la lecture est exclusivement orientée vers les besoins institutionnels. Bien évidemment, le processus de réception des textes en classe est régi par la démarche de lecture adoptée par l’enseignant.La vision innovatrice dans laquelle s’inscrit cette thèse met l’accent sur le rapport pragmatique entre les tâches de lecture en classe et celles de la vie quotidienne. Le contexte social de l’apprenant, qui doit être pris en compte dans le processus d’enseignement/apprentissage, est mis en relief dans cette recherche comme le postule la perspective actionnelle : l’apprenant devient un acteur social par l’intermédiaire de sa formation. Il est donc censé accomplir des tâches de lecture en classe proches de situations authentiques eu égard aux conditions d’adaptabilité. Ainsi, le profil de sortie des apprenants s’adaptera aux exigences de la société.Cette étude fait appel à des tâches de lecture permettant de décentraliser ce processus en classe. / This thesis is focused on the practice of receiving texts in French foreign language classes under the ISCEDs of Angola, taking into account the importance of writing in everyday life. These practices are strongly marked by interactive method that determines the learner's activity, that is, reading is exclusively geared to the institutional needs. Of course, the process of receiving the texts in the classroom is governed by the reading mode adopted by the teacher. The innovative vision in which this thesis is part emphasizes the pragmatic relationship between the reading tasks in the classroom and in everyday life. The social context of the learner, which must be taken into account in the teaching / learning process is highlighted in this research as postulated by the approach oriented to action: the learner becomes a social actor through tasks. Therefore, he/she must perform reading tasks in the classroom close to authentic situations taking into account the conditions of adaptability . Thus, the output profile of the subjects they learn will adapt to the demands of society. This study calls on reading tasks that enable the decentralization of this process in the classroom.

La production du langage est une activité cognitive longtemps restée étudiée de manière isolée des processus cognitifs plus généraux pouvant sous-tendre sa réalisation. Notre approche a été de contribuer à la dynamique naissante d’une ouverture de la psycholinguistique aux autres domaines de la psychologie cognitive, en spécifiant les interactions qu’entretiennent les mécanismes langagiers avec les mécanismes attentionnels. Pour ce faire, nous avons notamment étudié dans quelle mesure la production d’une information linguistique isolée repose sur des mécanismes de sélection. Conjointement, nous avons tenté de mettre en évidence les mécanismes attentionnels sous-tendant ces mécanismes de sélection lexicale. Les sélections de deux types de mots grammaticaux ont été comparées : les mots de la classe ouverte et les mots de la classe fermée. Les résultats ont révélé que la sélection des deux types de mots, les mots de la classe fermée qui structurent la phrase et les mots de la classe ouverte qui lui donnent un sens, recrutent des ressources attentionnelles. Aussi, nous avons montré que l’effet d’interférence sémantique –supposé affecter un mécanisme de compétition à l’étape de sélection lexicale- peut être résolu avant l’engagement de ressources attentionnelles. Ce résultat suggère que l’effet d’interférence sémantique reflète un mécanisme situé avant la sélection lexicale. Une dernière étude s’est proposé d’explorer la dynamique temporelle de notre système de production à sélectionner plusieurs mots dans un contexte de production de séquences de mots, tel que celui de syntagmes nominaux. Les résultats chronométriques ont révélé que les mots sont sélectionnés de manière strictement séquentielle, une dynamique suggérant que le recrutement de ressources attentionnelles pour la sélection d’une information linguistique isolée peut contraindre leur agencement dans un contexte de production plus naturel. / Language production is a cognitive activity long studied in isolation from more general cognitive processes that could underlie its achievement. Our approach aimed to contribute to the emerging dynamics of the opening of psycholinguistics to other domains of cognitive psychology by specifying how linguistic mechanisms interact with attentional mechanisms. To do so, we first investigated to which extent producing a single linguistic unit relies on selection mechanisms. Also, we highlighted the attentional mechanisms underlying these lexical selection mechanisms: The selections of two types of grammatical words were compared: open- and closed- class words. Results revealed that the selections of both, closed-class words structuring the phrase, and open-class words conveying meaning, require attentional resources. In a third study, we showed that the semantic interference effect - affecting a competition mechanism supposedly taking place at the level of lexical selection- can in fact be resolved before the involvement of central attentional resources. This suggests that this semantic interference effect possibly reflects a mechanism taking place prior to lexical selection. In a last study, we explored the temporal dynamics of our production system when engaged in the selection of several words within a sequence, using noun phrases. Chronometric results revealed that words are selected strictly sequentially. This dynamics suggests that the way attentional resources are recruited for the selection of an isolated linguistic unit can constrain the way several words are produced in a more natural speaking context.

La dystonie cervicale (DC) est un trouble du mouvement caractérisé par des postures et des mouvements anormaux du cou et de la tête. Dans la DC, les instabilités posturales ont été associées à une altération des sensations proprioceptives. La présente étude explore l'interaction entre les exigences proprioceptives et attentionnelles du contrôle postural dynamique dans la DC. Des participants sains et atteints de la DC ont effectué une tâche de limite de la stabilité posturale avec et sans vision, ainsi qu'une tâche secondaire cognitive de soustraction. Ces deux tâches ont été effectuées seules (tâche unique) ou simultanément (tâche double). La force de réaction au sol a été recueillie à l'aide d'une plateforme de force AMTI. Les limites fonctionnelles de la stabilité ont été quantifiées comme étant l'excursion maximale du centre de pression (COP) pendant l'inclinaison volontaire du corps dans quatre directions différentes. Les limites de la stabilité des patients DC étaient, en moyenne, plus petites que celles des témoins sains dans toutes les conditions. Cependant, leurs limites antéropostérieures étaient significativement réduites par rapport aux témoins dans la condition de tâche unique sans vision. De plus, les coûts attentionnels de la posture des patients étaient significativement plus élevés que ceux des sujets témoins dans la condition visuelle. Nos résultats soutiennent la théorie selon laquelle l'intégration sensorimotrice et les déficiences proprioceptives affectent le contrôle postural dynamique dans la DC. En outre, nos résultats suggèrent que les patients utilisent diverses stratégies pour s’adapter aux défis posturaux complexes imposés par la vie quotidienne. / Cervical dystonia (CD) is a movement disorder characterized by abnormal postures and movements of the neck and head. Postural instabilities in CD have been associated with impaired proprioceptive processing. The present study used a dual task paradigm to explore the interaction between the proprioceptive and attentional demands of dynamic postural control in CD. Healthy and CD participants performed a postural stability limit task with and without vision as well as a secondary cognitive subtraction task. These two tasks were performed alone (single task) or simultaneously (dual-task). Ground reaction force was collected using an AMTI force platform and center of pressure (COP) displacements were analysed. The functional limits of stability were quantified as the maximum COP excursion during voluntary leaning in four different directions. CD patients achieved, on average, smaller mean postural stability limits compared to healthy controls in all sensory-attentional conditions. However, their anteroposterior stability limits were significantly smaller compared to controls when vision was removed, particularly in the single task condition. Additionally, patients with CD decreased their stability limits relative to healthy controls when concurrently performing the attentional task under the visual condition. Thus, the attentional postural cost of CD patients was greater than the controls. Our results support the theory that sensorimotor integration and proprioceptive impairments affect dynamic postural control in CD. Furthermore, our findings suggest that CD patients use various adaptive strategies to cope with the sensory-attentional challenges imposed by complex postural situations in daily life.

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