Lors de l’apprentissage d’un modèle de classification pour un nouveau domaine cible avec seulement une petite quantité d’échantillons de formation, l’application des algorithmes d’apprentissage automatiques conduit généralement à des classifieurs surdimensionnés avec de mauvaises compétences de généralisation. D’autre part, recueillir un nombre suffisant d’échantillons de formation étiquetés manuellement peut s’avérer très coûteux. Les méthodes de transfert d’apprentissage visent à résoudre ce type de problèmes en transférant des connaissances provenant d’un domaine source associé qui contient beaucoup plus de données pour faciliter la classification dans le domaine cible. Selon les différentes hypothèses sur le domaine cible et le domaine source, l’apprentissage par transfert peut être classé en trois catégories: apprentissage par transfert inductif, apprentissage par transfert transducteur (adaptation du domaine) et apprentissage par transfert non surveillé. Nous nous concentrons sur le premier qui suppose que la tâche cible et la tâche source sont différentes mais liées. Plus précisément, nous supposons que la tâche cible et la tâche source sont des tâches de classification, tandis que les catégories cible et les catégories source sont différentes mais liées. Nous proposons deux méthodes différentes pour aborder ce problème. Dans le premier travail, nous proposons une nouvelle méthode d’apprentissage par transfert discriminatif, à savoir DTL(Discriminative Transfer Learning), combinant une série d’hypothèses faites à la fois par le modèle appris avec les échantillons de cible et les modèles supplémentaires appris avec des échantillons des catégories sources. Plus précisément, nous utilisons le résidu de reconstruction creuse comme discriminant de base et améliore son pouvoir discriminatif en comparant deux résidus d’un dictionnaire positif et d’un dictionnaire négatif. Sur cette base, nous utilisons des similitudes et des dissemblances en choisissant des catégories sources positivement corrélées et négativement corrélées pour former des dictionnaires supplémentaires. Une nouvelle fonction de coût basée sur la statistique de Wilcoxon-Mann-Whitney est proposée pour choisir les dictionnaires supplémentaires avec des données non équilibrées. En outre, deux processus de Boosting parallèles sont appliqués à la fois aux distributions de données positives et négatives pour améliorer encore les performances du classificateur. Sur deux bases de données de classification d’images différentes, la DTL proposée surpasse de manière constante les autres méthodes de l’état de l’art du transfert de connaissances, tout en maintenant un temps d’exécution très efficace. Dans le deuxième travail, nous combinons le pouvoir du transport optimal (OT) et des réseaux de neurones profond (DNN) pour résoudre le problème ITL. Plus précisément, nous proposons une nouvelle méthode pour affiner conjointement un réseau de neurones avec des données source et des données cibles. En ajoutant une fonction de perte du transfert optimal (OT loss) entre les prédictions du classificateur source et cible comme une contrainte sur le classificateur source, le réseau JTLN (Joint Transfer Learning Network) proposé peut effectivement apprendre des connaissances utiles pour la classification cible à partir des données source. En outre, en utilisant différents métriques comme matrice de coût pour la fonction de perte du transfert optimal, JTLN peut intégrer différentes connaissances antérieures sur la relation entre les catégories cibles et les catégories sources. Nous avons effectué des expérimentations avec JTLN basées sur Alexnet sur les jeux de données de classification d’image et les résultats vérifient l’efficacité du JTLN proposé. A notre connaissances, ce JTLN proposé est le premier travail à aborder ITL avec des réseaux de neurones profond (DNN) tout en intégrant des connaissances antérieures sur la relation entre les catégories cible et source. / When learning a classification model for a new target domain with only a small amount of training samples, brute force application of machine learning algorithms generally leads to over-fitted classifiers with poor generalization skills. On the other hand, collecting a sufficient number of manually labeled training samples may prove very expensive. Transfer Learning methods aim to solve this kind of problems by transferring knowledge from related source domain which has much more data to help classification in the target domain. Depending on different assumptions about target domain and source domain, transfer learning can be further categorized into three categories: Inductive Transfer Learning, Transductive Transfer Learning (Domain Adaptation) and Unsupervised Transfer Learning. We focus on the first one which assumes that the target task and source task are different but related. More specifically, we assume that both target task and source task are classification tasks, while the target categories and source categories are different but related. We propose two different methods to approach this ITL problem. In the first work we propose a new discriminative transfer learning method, namely DTL, combining a series of hypotheses made by both the model learned with target training samples, and the additional models learned with source category samples. Specifically, we use the sparse reconstruction residual as a basic discriminant, and enhance its discriminative power by comparing two residuals from a positive and a negative dictionary. On this basis, we make use of similarities and dissimilarities by choosing both positively correlated and negatively correlated source categories to form additional dictionaries. A new Wilcoxon-Mann-Whitney statistic based cost function is proposed to choose the additional dictionaries with unbalanced training data. Also, two parallel boosting processes are applied to both the positive and negative data distributions to further improve classifier performance. On two different image classification databases, the proposed DTL consistently out performs other state-of-the-art transfer learning methods, while at the same time maintaining very efficient runtime. In the second work we combine the power of Optimal Transport and Deep Neural Networks to tackle the ITL problem. Specifically, we propose a novel method to jointly fine-tune a Deep Neural Network with source data and target data. By adding an Optimal Transport loss (OT loss) between source and target classifier predictions as a constraint on the source classifier, the proposed Joint Transfer Learning Network (JTLN) can effectively learn useful knowledge for target classification from source data. Furthermore, by using different kind of metric as cost matrix for the OT loss, JTLN can incorporate different prior knowledge about the relatedness between target categories and source categories. We carried out experiments with JTLN based on Alexnet on image classification datasets and the results verify the effectiveness of the proposed JTLN in comparison with standard consecutive fine-tuning. To the best of our knowledge, the proposed JTLN is the first work to tackle ITL with Deep Neural Networks while incorporating prior knowledge on relatedness between target and source categories. This Joint Transfer Learning with OT loss is general and can also be applied to other kind of Neural Networks.

La robotique développementale a entrepris, au courant des quinze dernières années,d’étudier les processus développementaux, similaires à ceux des systèmes biologiques,chez les robots. Le but est de créer des robots qui ont une enfance—qui rampent avant d’essayer de courir, qui jouent avant de travailler—et qui basent leurs décisions sur l’expérience de toute une vie, incarnés dans le monde réel.Dans ce contexte, cette thèse étudie l’exploration sensorimotrice—la découverte pour un robot de son propre corps et de son environnement proche—pendant les premiers stage du développement, lorsque qu’aucune expérience préalable du monde n’est disponible. Plus spécifiquement, cette thèse se penche sur comment générer une diversité d’effets dans un environnement inconnu. Cette approche se distingue par son absence de fonction de récompense ou de fitness définie par un expert, la rendant particulièrement apte à être intégrée sur des robots auto-suffisants.Dans une première partie, l’approche est motivée et le problème de l’exploration est formalisé, avec la définition de mesures quantitatives pour évaluer le comportement des algorithmes et d’un cadre architectural pour la création de ces derniers. Via l’examen détaillé de l’exemple d’un bras robot à multiple degrés de liberté, la thèse explore quelques unes des problématiques fondamentales que l’exploration sensorimotrice pose, comme la haute dimensionnalité et la redondance sensorimotrice. Cela est fait en particulier via la comparaison entre deux stratégies d’exploration: le babillage moteur et le babillage dirigé par les objectifs. Plusieurs algorithmes sont proposés tour à tour et leur comportement est évalué empiriquement, étudiant les interactions qui naissent avec les contraintes développementales, les démonstrations externes et les synergies motrices. De plus, parce que même des algorithmes efficaces peuvent se révéler terriblement inefficaces lorsque leurs capacités d’apprentissage ne sont pas adaptés aux caractéristiques de leur environnement, une architecture est proposée qui peut dynamiquement choisir la stratégie d’exploration la plus adaptée parmi un ensemble de stratégies. Mais même avec de bons algorithmes, l’exploration sensorimotrice reste une entreprise coûteuse—un problème important, étant donné que les robots font face à des contraintes fortes sur la quantité de données qu’ils peuvent extraire de leur environnement;chaque observation prenant un temps non-négligeable à récupérer. [...] À travers cette thèse, les contributions les plus importantes sont les descriptions algorithmiques et les résultats expérimentaux. De manière à permettre la reproduction et la réexamination sans contrainte de tous les résultats, l’ensemble du code est mis à disposition. L’exploration sensorimotrice est un mécanisme fondamental du développement des systèmes biologiques. La séparer délibérément des mécanismes d’apprentissage et l’étudier pour elle-même dans cette thèse permet d’éclairer des problèmes importants que les robots se développant seuls seront amenés à affronter. / Developmental robotics has begun in the last fifteen years to study robots that havea childhood—crawling before trying to run, playing before being useful—and that are basing their decisions upon a lifelong and embodied experience of the real-world. In this context, this thesis studies sensorimotor exploration—the discovery of a robot’s own body and proximal environment—during the early developmental stages, when no prior experience of the world is available. Specifically, we investigate how to generate a diversity of effects in an unknown environment. This approach distinguishes itself by its lack of user-defined reward or fitness function, making it especially suited for integration in self-sufficient platforms. In a first part, we motivate our approach, formalize the exploration problem, define quantitative measures to assess performance, and propose an architectural framework to devise algorithms. through the extensive examination of a multi-joint arm example, we explore some of the fundamental challenges that sensorimotor exploration faces, such as high-dimensionality and sensorimotor redundancy, in particular through a comparison between motor and goal babbling exploration strategies. We propose several algorithms and empirically study their behaviour, investigating the interactions with developmental constraints, external demonstrations and biologicallyinspired motor synergies. Furthermore, because even efficient algorithms can provide disastrous performance when their learning abilities do not align with the environment’s characteristics, we propose an architecture that can dynamically discriminate among a set of exploration strategies. Even with good algorithms, sensorimotor exploration is still an expensive proposition— a problem since robots inherently face constraints on the amount of data they are able to gather; each observation takes a non-negligible time to collect. [...] Throughout this thesis, our core contributions are algorithms description and empirical results. In order to allow unrestricted examination and reproduction of all our results, the entire code is made available. Sensorimotor exploration is a fundamental developmental mechanism of biological systems. By decoupling it from learning and studying it in its own right in this thesis, we engage in an approach that casts light on important problems facing robots developing on their own.

De type qualitatif, exploratoire descriptif, notre recherche vise, d'une part, à comprendre la formation continue des stagiaires africains francophones en pays industrialisés et, d'autre part, à identifier, à travers les représentations, les anticipations, les descriptions des stagiaires, les facteurs qui favorisent et ceux qui inhibent le transfert des acquis de formation en situation de travail. Le modèle de partenariat en transfert de Broad et Newstrom (1992) a servi à la construction de l'instrument de collecte de données et à l'analyse des résultats, alors que le modèle de transférabilité des apprentissages de Tardif (1999) a facilité l'analyse de la phase postérieure au stage induite à partir de l'ensemble des représentations des stagiaires. Nous avons utilisé un échantillon intentionnel, qui inclut seulement les dépositaires de l'information recherchée et disponibles pour participer à la recherche. Au total, nous avons interrogé 37 Africains, dont 4 femmes, venus en stage au Canada, aux États-Unis et en Europe. En considérant les trois domaines de stage concernés, administration, aviation et fiscalité, trois de quatre femmes ont fait leur stage en administration, une seule l'a fait en fiscalité; mais aucune femme parmi les stagiaires du domaine de l'Aviation. Un questionnaire auto administré à questions ouvertes a servi d'instrument de recherche. L'analyse des réponses a permis d'identifier les représentations des facteurs liés à la contribution des différents partenaires pouvant faciliter ou inhiber la mobilisation, par le stagiaire, des acquis de formation pour réaliser efficacement son travail. Pendant la phase préformation, la majorité des répondants se sont préoccupés davantage de la préparation pédagogique que de la préparation administrative. En effet, vingt-neuf stagiaires sur trente-sept relèvent des activités préparatoires à l'apprentissage de plusieurs natures, comparativement à huit qui disent s'être aussi préparés sur le plan administratif. Pour ce qui est du rôle joué par les entreprises d'origine, 27 sujets sur 37 ont fourni des témoignages illustrant l'implication active des entreprises d'origine dans cette phase, mais leur rôle est accru dans la préparation administrative que dans la préparation pédagogique. Le rôle actif des entreprises d'accueil a été également relevé: 38 énoncés des stagiaires signalent le rôle actif des entreprises d'accueil dans la préparation administrative, alors que 47 font état de leur rôle dans la préparation pédagogique. Selon notre analyse, durant la période du stage, tous les stagiaires ainsi que leurs organismes d'accueil semblent avoir joué efficacement leurs rôles respectifs. La majorité des stagiaires (n=28) soutiennent que l'entreprise d'origine n'a joué aucun rôle. Toutefois, trois stagiaires évoquent l'importance, sur le plan de la motivation, des contacts à distance, initiés par leur entreprise d'origine pour s'enquérir du déroulement du stage et pour savoir si le stagiaire ne manquait de rien. En se basant sur leurs représentations des tâches cibles en milieu de travail et des conditions anticipées dans ce milieu, les stagiaires (n=29) estiment qu'un changement est requis sur le plan organisationnel (n=21) et sur le plan technologique (n=8) pour convertir leurs acquis de formation en performances. Cette importance accordée au changement technologique semble être spécifique à nos sujets. D'une manière générale, concernant les facteurs transférogènes, les résultats de notre recherche sont assez proches des facteurs déjà identifiés dans la littérature, notamment ceux cités par Caffarella (2002) et Broad et Newstrom (1992). ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Formation continue, transfert des acquis, représentation de transfert des apprentissages, partenariat en formation, stagiaires africains en pays industrialisés.

Certains auteurs ont observé que les apprentissages réalisés à l'intérieur de séances rééducatives relativement à l'identification de mots ne se transféraient pas à la compétence à lire des élèves en difficulté lors de situation authentique de lecture et que le transfert, en général, était peu observable. Il semblerait également qu'il soit encore plus rare chez les élèves en difficulté. Or, les recherches s'étant spécifiquement intéressées au transfert des apprentissages en lecture sont peu nombreuses et présentent des limites importantes. Ce projet visait donc à valider l'efficacité d'une intervention orthopédagogique orientée sur le transfert des apprentissages et basée sur l'enseignement explicite et stratégique en lecture sur le transfert d'habiletés d' identification de mots en situation authentique de lecture chez des élèves de fin du 1er cycle et de début de 2e cycle du primaire présentant des difficultés en lecture. Un devis expérimental à cas uniques basé sur l'alternance de traitement avec sujets et niveaux de base multiples a été retenu pour évaluer l'efficacité de l'intervention développée. Chacun des participants (N=3) a bénéficié d'une rééducation selon le programme RÉÉDYS (Laplante, sous presse) pendant quatre semaines, à raison de quatre séances de 45 minutes et d'une séance de 50 minutes en classe par semaine. Ces séances visaient l'apprentissage et le transfert de quatre règles contextuelles de lecture. La capacité des participants à lire des non-mots, ainsi que des phrases et des textes contenant des mots cibles composés des graphies enseignées, qui n'avaient pas fait l'objet d'un enseignement systématique, était mesurée chaque semaine. L'analyse des résultats a permis d'en arriver à des conclusions positives pour deux des trois élèves participant au projet. Pour ces deniers, il est possible d'observer le transfert des apprentissages, tant latéral que relationnel, dans tous les contextes de lecture évalués. L'analyse des résultats montre également que le transfert apparaît parfois de façon différée par rapport à l'intervention rééducative, démontrant que le développement d'une expertise suffisante au transfert des apprentissages requiert parfois plus de temps. Certaines limites importantes sont toutefois à considérer dans l'analyse de ces résultats. Ces conclusions positives constituent une piste d'intervention intéressante en vue d'améliorer l'efficacité des séances d'orthopédagogie et de bonifier les interventions rééducatives relativement à l'identification de mots, afin de venir en aide aux élèves en difficulté d'apprentissage de la lecture. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Transfert des apprentissages, apprentissage de la lecture, orthopédagogie, élèves en difficulté d'apprentissage, école primaire

La formation des intervenants-es constitue une stratégie efficace dans la lutte contre la violence sexuelle à la condition que les apprentissages effectués durant la formation soient mobilisés à l'intérieur de leur travail auprès des jeunes. La présente recherche comporte deux volets complémentaires. L'un est d'évaluer une formation dans le domaine de la violence sexuelle destinée aux enseignants-es et aux autres intervenants-es scolaires de l'ordre d'enseignement secondaire, et l'autre est de contribuer aux connaissances scientifiques sur le transfert des apprentissages dans le contexte d'une formation d'intervenants-es. Plus spécifiquement, les trois objectifs visés sont les suivants. D'abord, dégager les principaux effets produits par un programme de formation. Ensuite, identifier les effets de l'insertion d'un module de transfert dans cette formation. Finalement, discerner des facteurs individuels, éducatifs et organisationnels ayant facilité ou restreint le processus de transfert des apprentissages suite à cette formation. La formation des intervenants-es, l'un des secteurs de l'éducation, soulève la question du transfert des apprentissages effectués pendant une formation. Devant le faible taux de transfert des apprentissages, les milieux scientifiques ainsi que les milieux d'intervention partagent la préoccupation d'optimiser le transfert (Salas & Cannon-Bowers, 2001 ; Tannenbaum & Yukl, 1992). À ce jour, peu de recherches portant sur le transfert ont identifié les stratégies les plus susceptibles de favoriser le transfert (Park & Jacobs, 2008). L'une des stratégies consiste à intégrer un module spécifiquement dédié au transfert à l'intérieur d'une formation (Saks & Haccoun, 2007). Cette recherche a ainsi évalué les effets de la formation d'intervenants-es lorsqu'elle comprend ou non un module de transfert, plus spécifiquement celui du plan d'action personnalisé. Cette recherche repose sur deux référentiels. Le premier est le modèle intégrateur d'évaluation et d'efficacité d'une formation d'Alvarez, Salas et Garofano (2004), qui intègre les relations entre les niveaux d'évaluation (réactions, autoefficacité, connaissances, transfert...) et les trois catégories de facteurs associés au transfert des apprentissages (individuels, éducatifs, organisationnels). Le deuxième référentiel est la « Logique CIPP » (contexte, intrants, processus, produits) de Stufflebeam (2000). Sur le plan de la méthodologie, cette recherche évaluative présente un devis quasi-expérimental. Les variables étudiées sont les suivantes : l'acquisition des connaissances sur la problématique de la violence sexuelle, les attitudes vis-à-vis la violence sexuelle, le sentiment d'autoefficacité, le transfert des apprentissages et les réactions des participants-es suite à la formation. L'échantillon se compose d'enseignants-es et d'autres intervenants-es en milieu scolaire (n = 42) qui ont participé à une formation développée par un organisme communautaire spécialisé dans le domaine de la violence sexuelle. Le groupe expérimental (n = 19) bénéficiait de la formation avec le module de transfert et le second groupe (n = 23) participait à la formation sans module de transfert. Les résultats permettent de conclure en l'efficacité de la formation pour ce qui est d'accroître les connaissances, les attitudes et le sentiment d'autoefficacité des participants-es un mois et trois mois après la formation. De plus, un nombre important de comportements de transfert sont rapportés par les participants-es suite à la formation dans ce même échéancier. Néanmoins, l'insertion du module du plan d'action personnalisé ne permet pas aux participants-es d'obtenir un score supérieur pour le sentiment d'autoefficacité ni une fréquence plus élevée de comportements de transfert des apprentissages après la formation. La recherche a également permis de documenter qualitativement des facteurs individuels, éducatifs et organisationnels ayant facilité ou restreint le processus de transfert des apprentissages : les résultats des entrevues rejoignent en partie les facteurs identifiés par la littérature, mais permettent également d'apporter des précisions dans le cadre d'une formation dans le domaine des agressions sexuelles et destinée au personnel du milieu scolaire secondaire. La présente recherche apporte des informations supplémentaires au domaine de l'éducation, plus particulièrement pour ce qui est des facteurs associés au transfert des apprentissages suite à une formation d'intervenants-es. De surcroît, cette recherche est innovatrice puisque le transfert des apprentissages constitue un objet d'étude encore très peu exploré suite à une formation dans le domaine d'une problématique sociale comme celle de la violence sexuelle envers les jeunes. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : recherche évaluative, formation d'intervenants, transfert des apprentissages, agressions sexuelles

La rareté du phénomène du transfert des apprentissages, particulièrement chez les élèves en difficulté est une problématique importante qui devrait être considérée par tous les acteurs scolaires puisqu'elle a des répercussions importantes. Or, peu de recherches ont été réalisées sur ce phénomène en ce qui concerne l'apprentissage de l'écriture. La présente recherche a été élaborée dans le but d'évaluer l'impact d'interventions en orthographe sur le transfert des apprentissages, dans différents contextes d'écriture, auprès d'élèves en difficulté du 2e cycle du primaire. Afin d'évaluer l'effet de l'intervention sur le transfert, un devis expérimental à cas unique fondé sur l'alternance de traitement avec niveaux de base multiples a été utilisé. Trois sujets de 2e année du 2e cycle du primaire ont bénéficié d'une intervention en orthopédagogie, basée sur le programme RÉÉDYS, visant à développer leurs compétences par rapport à trois régularités orthographiques. Chaque régularité a fait l'objet d'un enseignement explicite durant 6 périodes de 50 minutes s'échelonnant sur 2 semaines, suivies d'une période d'intervention de 50 minutes dans la classe. Au terme de cet enseignement, des mesures comportant quatre tâches différentes ont été effectuées auprès des participants afin d'évaluer l'évolution de leurs performances orthographiques dans différents contextes de production. Les résultats de la présente recherche font ressortir que le transfert des apprentissages a pu être constaté pour certaines tâches selon les différents élèves. Trois types de transfert ont été observés selon plusieurs facteurs : les tâches présentées, les processus en jeu lors du transfert, les facteurs liés à l'apprentissage et les régularités enseignées. Cependant, plusieurs limites importantes viennent nuancer l'interprétation des résultats. Ces résultats permettent de proposer des pistes d'interventions intéressantes pour favoriser le transfert des apprentissages en écriture auprès des élèves en difficulté d'apprentissage. De plus, des recommandations pour des recherches futures sont énoncées. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : transfert, apprentissage, écriture, orthographe, régularité

Thèse (Ph. D.)--Université Laval, 2007. / Bibliogr.: f. [231]-242. Publié aussi en version électronique dans la Collection Mémoires et thèses électroniques.

Thèse (Ph.D.)--Université de Sherbrooke (Canada), 2007. / Titre de l'écran-titre (visionné le 26 févr. 2008). In ProQuest dissertations and theses. Publié aussi en version papier.

Thèse (Ph. D.)--Université Laval, 2004. / Bibliogr.: f. 144-159. Publié aussi en version électronique.

Thèse (de maîtrise)--Université Laval, 1997. / Bibliogr.: f. 135-143. Publié aussi en version électronique.