L'objectif de cette thèse est l'identification de toutes les limites possibles, vis-à-vis de la Mosco-convergence, des suites de fonctionnelles de diffusion ou de l'élasticité linéaire isotrope. Bien que chaque élément de ces suites soit une fonctionnelle fortement locale, il est bien connu que, sans hypothèse de majoration uniforme sur les coefficients de diffusion, dans le cas scalaire, ou d'élasticité dans le cas vectoriel, la limite peut contenir un terme non-local et un terme étrange. Dans le cas vectoriel, il peut même arriver que la fonctionnelle limite dépende du second gradient du déplacement. D'un point de vue mécanique, les propriétés effectives d'un matériau composite peuvent radicalement différer de celles de ces différents constituants. Umberto Mosco a montré que toute limite d'une suite de fonctionnelles de diffusion est une forme de Dirichlet. La contribution des travaux présentés dans la première partie de cette thèse apporte une réponse positive au problème inverse. Nous montrons que toute forme de Dirichlet est limite d'une suite de fonctionnelles de diffusion. Une étape cruciale consiste en la construction explicite d'un matériau composite dont les propriétés effectives contiennent une interaction non-locale élémentaire. Puis, on obtient progressivement des interactions plus complexes, pour finalement atteindre toutes les formes de Dirichlet. La deuxième partie de nos travaux traite du cas vectoriel. On y démontre que la fermeture des fonctionnelles de l'élasticité linéaire isotrope est l'ensemble de toutes les formes quadratiques positives, objectives et semi-continues inférieurement. La preuve de ce résultat qui est loin d'être une simple généralisation du cas scalaire s'appuie, au départ, sur un résultat comparable au cas scalaire. Elle nécessite ensuite une approche complétement différente.

Lorsqu'une ischémie a lieu dans un territoire tissulaire des membres inférieurs, elle peut être à l'origine de douleurs survenant à la marche, limitant ainsi la capacité de marche des patients. Cette évaluation de la capacité de marche est difficile en raison de la difficulté qu'ont les patients à évaluer leurs limitations à la marche. Différents outils de mesure ont été développés comme des questionnaires, des tests de laboratoire notamment sur tapis et des tests ambulatoires comme le GPS. Les travaux menés ont permis de montrer les limites d'un questionnaire préalablement validé ( Walking Impairment Questionnaire) et de développer un nouveau questionnaire d'évaluation de la capacité de marche plus court et tout aussi fiable. De plus, le concept de variabilité de la capacité de marche à court terme a été mis en évidence par GPS. Cette variabilité à court terme pourrait être l'une des explications à cette difficulté d'évaluation de la capacité de marche. Les durées optimales du test sur tapis à charge constante ont aussi été précisées. Enfin, différentes localisations ischémiques ont été présentées au niveau des membres inférieurs et nous avons montré que certains patients avec une limitation de la capacité de marche ont une hypoxémie d'effort à la marche. Celle-ci pourrait être la cause de leur limitation de leur capacité de marche. Ces travaux permettront de mieux évaluer la capacité de marche de l'artériopathe à la fois pour le diagnostic mais aussi pour la prise en charge thérapeutique.

La microélectronique est une industrie 'science-based', intensive en recherche. La dynamique industrielle passe par un renouvellement régulier des compétences et des produits (qui suivent la loi de Moore et explorent ce que pourrait être "More than Moore"). Plus précisément, cette situation d'innovation intensive est caractérisée par une logique de "rupture technologique répétée". STMicroelectronics a fait l'hypothèse qu'un tel contexte appelait des formes originales de pilotage et d'évaluation des activités de recherche avancée. Le travail de thèse a consisté à étudier trois facettes de cette question: recherche et " capacité d'absorption ", recherche et renouvellement des plateformes, recherche et propriété industrielle. Le travail montre que le contexte de rupture invite à réviser et étendre ces notions. 1- La recherche est considérée comme une façon d'améliorer la "capacité d'absorption" de l'entreprise. Grâce à l'étude des raisonnements de conception sur plusieurs activités de recherche nous distinguons une forme "épistémique" de cette capacité d'une forme "conceptuelle", la seconde caractérisant les projets de conception innovante. 2- La recherche est considérée comme un moyen de préparer les futures générations de produits. La modélisation économique du renouvellement de plateformes, souligne son rôle spécifique vis-à-vis du capital de règle (peu pris en compte dans les calculs de rentabilité). La contribution de cette recherche pour la rupture consiste à identifier des concepts originaux et génériques. 3- La recherche est enfin considérée comme un moyen de renouveler la propriété industrielle, les brevets protégeant des efforts de R&D réalisés. Or pour la recherche de rupture, il s'agit de concevoir des brevets sans développer entièrement des technologies. Nous proposons la méthode 'C-K Invent' dérivée de la théorie C-K qui a permis de développer de nouvelles capacités de conception de brevets dans le cadre de technologies 3D.

Les outils informatiques deviennent incontournables pour les concepteurs de circuits en électronique de puissance. Les étapes de tests sur prototypes n'échappent pas à cette règle. Le travail présenté dans ce manuscrit s'inscrit dans cet axe de " prototypage informatique ". Il met en avant l'étude de l'environnement électromagnétique des composants de puissance. Plus précisément, les imperfections dues au câblage seront étudiées. Dans un premier temps, les inductances parasites sont étudiées pour des structures particulières de câblage : la technologie busbar. Cette étude s'inscrit dans une volonté d'intégrer le câblage comme un composant à part entière dans les logiciels. Une méthode permettant de s'affranchir des déséquilibres en courant dans les composants mis en parallèles est également présentée. Dans une deuxième partie, l'aspect capacitif est pris en compte. Le but de cette étude est de trouver une méthode rapide et efficace de déterminer les capacités parasites de systèmes complexes. Une comparaison de plusieurs logiciels est donc effectuée. La méthode retenue est une adaptation de la méthode PEEC. Celle-ci est validée par des mesures.

Les travaux de cette thèse se placent dans le cadre de la robotique mobile terrestre. Un prototype innovant de robot à géométrie variable capable de franchir divers obstacles (escaliers, trottoirs...) est présenté et analysé. Le retour d'expérience nous donne des pistes pour évoluer vers un robot autonome. L'étude de la déformation d'un robot muni de n degrés de liberté est présentée et formalisée comme un problème de satisfaction de contraintes. L'objectif est d'actionner les articulations du robot tout en conservant la tension de la chenille qui transmet l'effort des moteurs de propulsion. Des outils d'analyse par intervalles sont utilisés pour proposer une solution. Un autre aspect du contrôle d'un robot à géométrie variable est ensuite étudié pour fournir une méthode autonome de déformation lors de phases de franchissement d'obstacles. Un réseau de neurones est entraîné via un algorithme génétique dans le but de franchir un escalier. Le prototype existant nous permet de valider expérimentalement ces résultats.

En vue de répondre à l'absence de données complètes et réalistes de la part des fournisseurs, la connaissance du comportement des ferrites MnZn qui équipent les noyaux des composants haute fréquence a progressé nettement grâce à l'apport d'une nouvelle méthode de caractérisation des matériaux magnétiques. Contrairement aux méthodes normalisées, cette méthode, basée sur la mesure de deux impédances électriques complémentaires, permet d'accéder, à toute fréquence, aux données perméabilité et permittivité complexes. En ce qui concerne les formulations par éléments finis, les formulations générales en 3D ont été réécrites avec des propriétés physiques complexes, à l'aide de deux types de potentiel: le potentiel électrique et magnétique. Les hypothèses bidimensionnelles cartésienne et axisymétrique sont aussi utilisées. Le couplage avec les équations du circuit électrique d'alimentation est réalisé par la méthode des potentiels électriques intégrés dans le temps. Cette méthode généralement utilisée en 3D est adaptée pour les problèmes 2D. Les problèmes des capacités parasites liés aux effets des interactions électriques en haute fréquence sont aussi présentés. Pour la modélisation à des fréquences élevées, l'influence du champ magnétique sur le fonctionnement du composant n'est plus négligeable. Un modèle magnétique devient nécessaire afm de tenir compte de l'inductance d'un composant. Plusieurs études récentes sur les effets des interactions magnétiques électriques en haute fréquence sont montrées. Chaque méthode a comme particularité la nécessité des approximations, dans la plupart des cas géométriques, par rapport au problème qui est essentiellement tridimensionnel. Une modélisation par la méthode des éléments fmis utilisant la formulation axisymétrique couplée avec les équations de circuit électrique est proposée et bien adaptée pour une caractérisation électromagnétique des composants bobinés.

Le Groupe d’Experts Intergouvernementaux sur l’Évolution du Climat (GIEC) prévoit que le changement climatique se manifestera par une augmentation de la température moyenne mondiale de 2 °C au courant du 21ième siècle (GIEC, 2007). Régionalement, une conséquence du réchauffement prévoit une augmentation dans l’intensité et la fréquence des extrêmes météorologiques dans la région Sud-ouest du Québec, au Canada (Ouranos, 2010). Une évaluation des vulnérabilités au changement climatique de Mont-Laurier et de Ferme-Neuve a été entreprise au cours de l'été 2011. Un total de 25 entrevues a été conduit auprès des deux populations, ce qui a permis d’identifier trois vulnérabilités sociales et trois vulnérabilités biophysiques passées et actuelles face au changement climatique. Un groupe de discussion a ensuite été utilisé pour valider les résultats et pour discuter des scénarios climatiques futurs et de leurs implications potentielles futures. L'étude conclut que Ferme-Neuve est très susceptible d'accroitre sa vulnérabilité au changement climatique en comparaison avec la ville de Mont-Laurier. Son économie mono-industrielle basée sur le tourisme, son exposition aux inondations printanières et par embâcle de glace sur la rivière du Lièvre, ainsi que les changements récents dans sa composition démographique auront des conséquences négatives sur sa capacité d'adaptation à faire face au changement climatique futur. Cette recherche présente alors un premier pas dans la connaissance des impacts du changement climatique sur les communautés du Sud-ouest du Québec qui permettra d'informer les décideurs politiques locaux et régionaux de l'importance de la prise en considération de ces changements dans leurs planifications afin d'atténuer les impacts futurs.

This thesis discusses the elastic and inelastic scattering in monolayer graphene, investigated by means of microwave carrier dynamics and noise. We study in a first part the high frequency properties of graphene field‐effect transistors on different substrates. Particular interest lies in the figures of merit like e.g. the transit frequency fT, defining the transistor's current amplification capabilities, and the transconductance gm representing its gate sensitivity. High values are obtained for both parameters in GHz measurements. We find in particular that these figures remain substantial even in miniaturized devices. We introduce top‐gated graphene field‐effect capacitors as a probe of the elastic scattering mechanisms in graphene. Employing similar techniques as in the transistor experiments, we are able to directly access the diffusion constant D and its dependence on carrier density. The latter is the signature of the scattering mechanism present in the graphene sheet. Our novel GHz experiments reveal a constant transport scattering time as a function of energy which is in disagreement with conventional theoretical predictions, but supports the random Dirac mass disorder mechanism. Furthermore, we study inelastic scattering of charge carriers by acoustic phonons in graphene which is among the first realizations of such an experiment in a genuine two‐dimensional geometry. A broadband cryogenic noise thermometry setup is used to detect the electronic fluctuations, the current noise, from which we extract the average electron temperature Te as a function of Joule power P. At high bias we find P∝ΣTe^4 as predicted by theory and which is the tell‐tale sign of a 2D phonon cooling mechanism. From a heat equation analysis of data in a broad bias range, we extract accurate values of the electron‐acoustic phonon coupling constant Σ. Our measurements point to an important effect of lattice disorder in the electron‐phonon energy relaxation.

Selon le National Research Counsil (2001), 30% des blessures professionnelles seraient situées au niveau du dos. Au Québec, les travailleurs les plus touchés par ces affectations sont les manutentionnaires (Allaire et al. 2007). De nombreuses études ont permis d'observer difrerentes techniques de manutention utilisées. La comparaison entre des travailleurs expérimentés et des débutants permettrait d'établir des principes de manutention sécuritaires basés sur les techniques des travailleurs. L'hypothèse de cette recherche est que les modes opératoires utilisés par les experts seront plus sécuritaires et plus performants que ceux des novices lors d'une tâche de palettisation. Quinze sujets experts et 15 novices ont participé à cette expérimentation. Des tests de capacité physique ont été fait lors de la première séance. Lors d'une deuxième séance, les sujets devaient faire cinq allers-retours de 24 caisses de 15 kg, deux à cadence libre et trois à cadence imposée de 9 caisses/min. Avant et immédiatement après chacune des cadences, ils devaient faire un test de contraction musculaire sous maximal des muscles du dos pour documenter l'état de fatigue de ces muscles. Il n'y a pas eu de différences au niveau des tests de capacité physique à l'exception du VO2max. Les moments résultants maximaux et asymétriques sont semblables pour les deux groupes. La différence majeure se situe au niveau de la posture, plus particulièrement du tronc et de la région lombaire. Les experts sont généralement plus droits que les novices, à la prise comme au dépôt. Les experts tiennent aussi la caisse plus près de L5/S1 que les novices. Les temps de manutention pré et post transport sont réduits avec une augmentation de la fréquence. L'analyse des déplacements des caisses est aussi intéressante. En effet, les experts soulèvent celle-ci en moyenne 3 cm de moins que les novices. Cet effort supplémentaire chez les novices pourrait à long terme amené à des blessures d'usure. Les résultats laissent planer des hypothèses sur la manière dont les caisses sont déposées. Les experts semblent incliner les caisses lors du dépôt ou encore les lâcher plus haut que les novices. Ces hypothèses restent par contre à être confirmées. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Manutention, Palettisation, Expert / Novice, Fatigue, Technique.

La capacité de canaux mono et multi-utilisateur dépendant d'états avec connaissance imparfaite du canal aux récepteurs et émetteurs est étudiée. Nous abordons les cas de canaux désadaptés en introduisant deux nouvelles notions de communications fiables avec erreurs d'estimation du canal, pour lesquelles nous proposons le théorème de codage associé et sa réciproque, en supposant des canaux discrets sans mémoire. Ces resultats exploitent les caractéristiques des canaux estimés à l'aide de séquences d'apprentissage. <br /><br />Dans cette thèse, nous introduisons d'abord la notion de "estimation-induced outage capacity" pour des canaux mono-utilisateur, où lémetteur et le récepteur \oe uvrent dans le but de construire des codes assurant une communication fiable avec une certaine qualité de service (QoS), quel que soit le degré d'exactitude de l'estimation qui apparaît au cours de la transmission. Dans notre cas, la contrainte sur la qualité de service permet d'atteindre les taux souhaités avec une probabilité d'erreur faible (le service de communication visé), même dans le cas où les estimations du canal sont mauvaises. Nos résultats fournissent une notion intuitive de l'impact des estimations et des caractéristiques du canal (e.g. SNR, taille des séquences d'apprentissage, voies de retour) sur le taux de coupure.<br /><br />Ensuite, le décodeur optimal atteignant cette capacité est étudié. Nous nous focalisons sur les familles de décodeurs qui peuvent être implémentées sur la plupart des systèmes pratiques de modulation codée. Nous nous basons sur le décodeur théorique qui atteint la capacité, pour obtenir une métrique practique de décodage pour des canaux sans mémoire arbitraires qui minimise la probabilité d'erreur de transmission moyennée sur toutes les erreurs d'estimation du canal. Cette métrique est ensuite appliquée au cas des canaux MIMO à évanouissements. D'après notre notion du taux de coupure, nous déterminons le taux maximal d'information atteignable associé au décodeur proposé. Les résultats numériques montrent que, sans introduire de complexité additionnelle dans le décodage, la métrique proposée fournit des gains significatifs, en termes de taux d'information atteignables et de taux d'erreur binaire (BER), dans le cas de modulation codée à bits entrelacés (BICM).<br /><br />Nous considérons ensuite les effets d'une estimation imparfaite connue par les récepteurs avec (ou sans) connaissance imparfaite à lémetteur sur la capacité de canaux dépendant d'états avec information adjacente non-causale à lémetteur. Ceci est abordé via la notion de communication fiable basée sur la probabilité d'erreur moyennée sur toutes les erreurs d'estimation du canal. Cette notion nous permet de considérer la capacité d'un canal composé (plus bruité) de type Gelfand et Pinsker. Nous obtenons le schéma de codage optimal de type "Dirty-paper coding (DPC)" qui atteint la capacité (sous l'hypothèse d'entrées Gaussiennes) du canal à évanouissements de type Costa. Les résultats illustrent le compromis pratique entre la quantité d'apprentissage du canal et son impact sur les performances de l'annulation d'interférences du schéma DPC. Cette approche nous permet d'étudier la région de capacité de canaux MIMO multi-utilisateur de diffusion à évanouissements (MIMO-BC), où les mobiles (les récepteurs) disposent uniquement d'une estimation bruitée des paramètres du canal, et ces estimations sont (ou non) disponibles à la station de base (l'émetteur). Nous observons en particulier, le résultat surprenant que pour ce canal de diffusion avec une antenne unique à l'émetteur et aux récepteurs et des estimées imparfaites du canal connues aux récepteurs, une connaissance de ses estimées à l'émetteur n'est pas nécessaire pour atteindre des taux élevés.<br /><br />Finalement, nous présentons plusieurs schémas réalisables de type DPC pour l'insertion de l'information multi-utilisateur en soulignant leur relation étroite avec la théorie de l'information multi-utilisateur. Nous montrons d'abord qu'en fonction de l'application visée et des conditions requises sur les différents messages en termes de robustesse et de transparence, il y a un parallèle entre l'insertion de l'information multi-utilisateur et les canaux multi-utilisateur avec information adjacente à l'émetteur. Nous nous focalisons sur les canaux de diffusion Gaussiens (GBC) et sur les canaux Gaussiens à accès multiples (MAC). Ceci consiste en une conception commune de schémas de codage pratiques de type DPC basés sur les solutions théoriques correspondant à ces canaux. Ces résultats étendent les implémentations pratiques de type QIM, DC-QIM et SCS initialement conçues pour un utilisateur au cas de plusieurs utilisateurs. Nous montrons que l'écart avec les performances optimales (les régions de capacités) peut être minimisé en utilisant des mots de code basés sur un réseau maillé de dimension finie.