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

L’innovation pédagogique pour elle-même s’avère parfois discutable, mais elle se justifie quand les enseignants se heurtent aux difficultés d’apprentissage de leurs étudiants. En particulier, certaines notions de physique sont réputées difficiles à appréhender par les étudiants, comme c’est le cas pour l’effet photoélectrique qui n’est pas souvent compris par les étudiants au niveau collégial. Cette recherche tente de déterminer si, dans le cadre d’un cours de physique, la simulation de l’effet photoélectrique et l’utilisation des dispositifs mobiles et en situation de collaboration favorisent une évolution des conceptions des étudiants au sujet de la lumière. Nous avons ainsi procédé à l’élaboration d’un scénario d’apprentissage collaboratif intégrant une simulation de l’effet photoélectrique sur un ordinateur de poche. La conception du scénario a d’abord été influencée par notre vision socioconstructiviste de l’apprentissage. Nous avons effectué deux études préliminaires afin de compléter notre scénario d’apprentissage et valider la plateforme MobileSim et l’interface du simulateur, que nous avons utilisées dans notre expérimentation : la première avec des ordinateurs de bureau et la seconde avec des ordinateurs de poche. Nous avons fait suivre à deux groupes d’étudiants deux cours différents, l’un portant sur une approche traditionnelle d’enseignement, l’autre basé sur le scénario d’apprentissage collaboratif élaboré. Nous leur avons fait passer un test évaluant l’évolution conceptuelle sur la nature de la lumière et sur le phénomène de l’effet photoélectrique et concepts connexes, à deux reprises : la première avant que les étudiants ne s’investissent dans le cours et la seconde après la réalisation des expérimentations. Nos résultats aux prétest et post-test sont complétés par des entrevues individuelles semi-dirigées avec tous les étudiants, par des enregistrements vidéo et par des traces récupérées des fichiers logs ou sur papier. Les étudiants du groupe expérimental ont obtenu de très bons résultats au post-test par rapport à ceux du groupe contrôle. Nous avons enregistré un gain moyen d’apprentissage qualifié de niveau modéré selon Hake (1998). Les résultats des entrevues ont permis de repérer quelques difficultés conceptuelles d’apprentissage chez les étudiants. L’analyse des données recueillies des enregistrements des séquences vidéo, des questionnaires et des traces récupérées nous a permis de mieux comprendre le processus d’apprentissage collaboratif et nous a dévoilé que le nombre et la durée des interactions entre les étudiants sont fortement corrélés avec le gain d’apprentissage. Ce projet de recherche est d’abord une réussite sur le plan de la conception d’un scénario d’apprentissage relatif à un phénomène aussi complexe que l’effet photoélectrique, tout en respectant de nombreux critères (collaboration, simulation, dispositifs mobiles) qui nous paraissaient extrêmement utopiques de réunir dans une situation d’apprentissage en classe. Ce scénario pourra être adapté pour l’apprentissage d’autres notions de la physique et pourra être considéré pour la conception des environnements collaboratifs d’apprentissage mobile innovants, centrés sur les besoins des apprenants et intégrant les technologies au bon moment et pour la bonne activité. / The educational innovation itself is sometimes debatable but it is justified when the teachers confront the learning difficulties of their students. In particular, some notions of physics are notoriously hard for students to understand, as is the case for the photoelectric effect which is not often comprehended by the students at the college level. This research tries to determine if, as part of a physics course, the simulation of the photoelectric effect and the use of mobile devices in collaborative situations facilitate an evolution of the student’s conceptions about the concept of light. We have proceeded to develop a scenario of collaborative learning by integrating a simulation of the photoelectric effect on handheld devices (Pocket PC). The design of scenario was first influenced by our socioconstructivist vision of learning. We conducted two preliminary studies to complete our scenario of learning and to validate the platform « MobileSim » and the interface of the simulator used in our experiment. The first studies were completed with a simulation on computers and the second with a simulation on Pocket PC. After that, we carried out the experimentation with two groups of students. The control group was assigned to the traditional approach of teaching and the experimental group was assigned to the approach based on the developed scenario of collaborative learning. We have conducted a test twice to assess a conceptual change about the nature of light and about the phenomenon of the photoelectric effect and related concepts. The first test (pre-test) before the students are involved in the course and the second (post-test) after completion of experiments. Our results in the pre-test and post-test were completed by conducting semi-structured individual interviews with all students, by video recordings and recovered traces (on log files or on paper). Students in the experimental group obtained good results in the test compared to those of the control group. We noted an average gain of learning qualified at a moderate level according to Hake (1998). Interview results were used to identify some conceptual difficulties of student learning. Analysis of collected data from video sequences, questionnaires and recovered tracks allowed us to better understand the process of collaborative learning and has revealed that the number and the time of interactions between students are strongly correlated with the gain of learning. At first, this research project is a success in the designing of a learning scenario of a phenomenon as complex as the photoelectric effect and respects many criteria (collaboration, simulation, mobile devices, etc.) that it seemed for us extremely utopian to combine them in an effective learning situation in the classroom. For instance, this scenario could be adapted to the learning of other concepts in physics. It could also be considered for the design of collaborative environments for innovative mobile learning focused on the needs of learners that integrate the technologies at the right time and for the right activity.

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Cette thèse pose la question de la place du livre dans l’expérience de la lecture dans le musée quand dans la seconde moitié des années 1960 tout l’art, tel qu’il est redéfini par les artistes conceptuels, est à lire. Dans les années 1960 et 1970, puis de nouveau au tournant des années 1990-2000, les espaces de lecture se multiplientAlors que l’emploi du livre par les artistes conceptuels s’inscrit dans une quête de démocratisation de l’art, qui serait désormais diffusé hors du musée, le livre dans le musée semble poser le problème d’une relation apparemment contradictoire entre la nature reproductible d’un médium et son ancrage in situ. Force est de se demander si cela ne produirait pas une réification du livre et une interdiction de la lecture pour reprendre les mots de Marcel Broodthaers. A moins qu’il ne s’agisse d’interroger les usages du livre et la place de la lecture dans la constitution de communautés éphémères. La première partie est consacrée principalement à la spatialisation de la lecture à l’ère de l’information aux Etats-Unis entre le milieu des années 1960 et le début des années 1980. Les espaces de lecture sont alors aussi des espaces à lire. Dans une seconde partie, nous verrons que l’institutionnalisation de l’installation est contemporaine de celle de la lecture dans le musée. Enfin nous étudierons l’émergence de modèles originaux d’exposition du livre d’artiste et du livre, créés par des artistes et commissaires qui ont participé à la rédéfinition de l’exposition comme médium et/ou en réinterprétant Le Club des Travailleurs de Rodchenko (1925). / This dissertion investigates the position of book in reading experiences which take place in the museum context when in the mid-nineteen sixties, all art, as redifined by conceptual artists, is to be read. In the 1960s and in the 1970s, then again in 1990s and 2000s, reading space have been increasing. Those could be apparatuses produced for exhibition as well as art environments and installations. In contrast with artists books which deal with democratizing art by circulating outside the control of museums, books in museums leds to questions about an apparent opposition between a reproducible medium and its in situ anchorage. It begs the essential question of whether it might end up in the reification of the book as well as in the prohibition of reading, the Marcel Broodthaers’s Interdiction de lire as stated for Pense-Bête (1964). Unless it provides the opportunity to focuse on the uses of books . The installations we are analyzing contribute to the building up of temporary communities. That is to say that we have also to consider the reader position in social sphere. There are three crucial trends, for it is in exploring them that we can begin to explore as the book as a reference for the environment which is itself to be read at the time of Information Turn which influenced theory on architecture. In the mid-1990s, artists produced what we call in situ books that are produced for reading in the museum. This dissertation dealss also with the wide range of interpretations of the same historic source, The Working Club by Alexandre Rodchenko (1925), by curators and artists from the New York art Scene as well as other American and European Artists.

L’ingénierie tissulaire est une stratégie médicale qui repose sur la régénération de tissu par les cellules avec ou sans matériaux. Pour maîtriser cette synthèse, il faut comprendre la cellule comme une part intégrante du tissu. Hormis ses interactions biochimiques avec son support, la cellule interagit également mécaniquement avec son environnement. Elle s’accroche à ce dernier et évalue sa dureté pour adapter sa réponse biologique. Dans cette étude, j’ai développé des modèles numériques pour analyser l’influence de la rigidité du substrat sur le comportement mécanique de la cellule, sur sa structure contractile interne et les efforts qu’elle génère. En d’autres termes, j’ai essayé de comprendre comment la cellule ressent la rigidité de son environnement. De plus, au lieu de me focaliser sur les propriétés mécaniques quantitatives, j’ai cherché à développer un modèle conceptuel simplifié plus proche de la structure cellulaire. / Tissue engineering is a medical strategy based on utilizing cells and materials to regenerate a new tissue. Yet, it involves intertwined interactions that allow cells to act as integrated parts of an organ. In addition to chemical reactions, the cell interacts mechanically with its environment by sensing its rigidity. Here, we used several computational models to understand how substrate rigidity affects a cell’s structure as it adheres and spreads on it. In other words we tried to understand the way a cell feels how soft or hard it surrounding is, how it affects its internal structure and the forces that transit within it. In addition, instead of focusing on mechanical properties, we developed a simplified, yet coherent conceptual understanding of the cellular structure.

Ce projet de thèse vise à explorer les réalisations artistiques ainsi que les approches critiques et théoriques du concept complexe de « système » en lien avec les transformations du dessin entre 1965 et 1975. Le discours autour de la notion de « système » prévaut dans le monde de l’après-guerre, notamment dans les années 1960 et 1970. L’ « esthétique des systèmes » telle que théorisée par le critique d’art Jack Burnham dans son article « Systems Aesthetics » publié dans Artforum en 1968, qui signale la transition radicale d’une culture orientée vers les objets vers une culture orientée vers les systèmes, constitue notre point de départ. Nous examinons la notion du système en essayant de mettre en lumière les interconnexions entre les théories de l'information et des systèmes, le modèle cybernétique, le « tournant linguistique » dans la période 1965-1975. Au cours de cette période, le dessin devient un champ privilégié pour le développement des méthodologies systémiques. A travers les cas de onze artistes, Sol LeWitt, Mel Bochner, Hanne Darboven, Dorothea Rockburne, Robert Morris, Alighiero Boetti, John Latham, Bernar Venet, Lee Lozano, Stanley Brouwn et William Anastasi, nous examinons les expérimentations artistiques autour de « systèmes de dessins » : des systèmes linguistiques et arithmétiques, des systèmes auto-poïétiques, ainsi que des stratégies systémiques se déroulant dans le contexte spatiotemporel. En se focalisant sur l’hétérogénéité et la diversification de ces pratiques, nous analysons les traductions formelles et conceptuelles du dessin qui manifestent l’autonomisation et la reconceptualisation de ce medium durant la période examinée. / This thesis aims at exploring the artistic realizations as well as the critical and theoretical approaches of the complex and multidimensional concept of "system" in relation to the transformation of drawing between 1965 and 1975. The discourse around the notion of “system” prevails the post-war world, especially in the 1960s and 1970s. The aesthetics of systems, as theorized by art critic Jack Burnham in his article “Systems Aesthetics” published at the Artforum in 1968- which signals the radical transition from an object-oriented culture to a systems-oriented culture - is the starting point of this thesis. We examine the notion of the system by attempting to highlight the interconnections between information and systems theories, the cybernetic model, the “linguistic turn” and its implications for the development of conceptual artistic practices in the period 1965-1975. In this period, drawing became a privileged field for the development of systemic methodologies. Through the cases of eleven artists, Sol LeWitt, Mel Bochner, Hanne Darboven, Dorothea Rockburne, Robert Morris, Alighiero Boetti, John Latham, Bernar Venet, Lee Lozano, Stanley Brouwn and William Anastasi, this thesis examines the artistic experimentation on “systems of drawings”: linguistic and arithmetic systems of diagrammatic order, autopoietic systems, as well as systemic strategies that take place in the spatiotemporal context. By focusing on the heterogeneity, the diversification and the hybridization of these practices, the thesis analyzes the formal and conceptual translations of the drawing which demand the autonomisation and the reconceptualisation of this medium in the period that we examine

Notre travail vise à étudier les Max-Phil, textes inédits de Kurt Gödel, dans lesquels il développe sa pensée philosophique. Nous nous intéressons plus spécifiquement à la question du réalisme conceptuel, position déjà défendue dans ses écrits publiés selon laquelle les concepts existent indépendamment de nos définitions et constructions. L’objectif est de montrer qu’une interprétation cohérente de ces textes encore peu connus est possible. Pour ce faire, nous proposons une interprétation de certains passages, interprétation hypothétique mais susceptible d’apporter de nouveaux éléments à des questions laissées sans réponse par les textes publiés, telles celles relatives au réalisme conceptuel. Cette dernière position ne peut être comprise que par un éclairage de la notion de concept chez Gödel. Les concepts sont des entités logiques objectives, au cœur du projet d’une théorie des concepts conçue comme une logique intentionnelle et inspirée de la scientia generalis de Leibniz. L’analyse des Max-Phil souligne que la notion de concept et la primauté du réalisme conceptuel sur le réalisme mathématique ne peuvent se comprendre qu’à la lumière du cadre métaphysique que se donne Gödel, à savoir d’une monadologie d’inspiration leibnizienne. Les Max-Phil offrent ainsi des indices sur la façon dont Gödel reprend et modifie la monadologie de Leibniz, afin, notamment, d’y inscrire les concepts. L’examen de ce cadre métaphysique tend également à éclaircir les rapports entre les concepts objectifs, les concepts subjectifs (tels que nous les connaissons), et les symboles (par lesquels nous exprimons les concepts), mais aussi les rapports entre logique et mathématiques. / Our work aims at studying the unpublished texts of Kurt Gödel, known as the Max-Phil, in which the author develops his philosophical thought. This study follows the specific issue of conceptual realism which is adopted by Gödel in his published texts (during his lifetime or posthumously), and according to which concepts are independent of our definitions and constructions. We want to show that a consistent interpretation of the Max-Phil is possible. To do so, we propose an interpretation of some excerpts, which, even if it is only hypothetical, can give new elements in order to answer open questions of the published texts, e.g. questions about conceptual realism. This last position is not understandable without explaining Gödel’s notion of concept. For him, concepts are logical and objective entities, and they are at the core of a theory of concepts, which is conceived as an intensional logic, following Leibniz’s scientia generalis. The analysis of the Max-Phil underlines that we can understand the notion of concept and the primacy of conceptual realism over mathematical realism only in the light of Gödel’s metaphysical frame, i.e. of a monadology inspired by Leibniz. Thus the Max-Phil shows how Gödel reinvestigates Leibnizian monadology, and offers some clues on the modifications he makes on it in order to include concepts. The examination of this metaphysical frame tends to elucidate the relationships between objective concepts, subjective concepts (as we know them) and symbols (through which we express concepts), and also the relationship between logic and mathematics.

Le BIM est actuellement en pleine explosion. Il s'appuie sur la progression des outils informatiques. Toutefois, la gestion de l'information au sein d'un projet d'infrastructure nécessite également l'utilisation de méthodologies et de concepts spécifiques comme les notions de « niveau de détail », de « niveau de développement » ou de « niveau d'abstraction ». Ils servent à décrire l'information pertinente à échanger entre acteurs, selon des objectifs de modélisation, en vue de répondre à des exigences identifiées. Dans le contexte spécifique des projets d'infrastructures, ces outils ne sont mal définis, insuffisants et amènent parfois à des modélisations contradictoires.Dans une optique de progression vers une conception en ingénierie concourante, notre travail de recherche apporte une contribution en deux parties. En se basant sur les principes de l'ingénierie système, la première partie consiste en une méthodologie d'identification des exigences à satisfaire et de l'information pertinente pour y répondre et contrôler cette réponse. La seconde partie décrit le modèle conceptuel de données. Il traite de la structuration des objets qui modélisent le projet en lien avec la structuration des exigences. Cette proposition s'accompagne d'une redéfinition de plusieurs types de niveaux existants (de détail, de développement, d'information, d'abstraction, etc.). Ces éléments sont éprouvés sur un projet d'autoroute en milieu urbain.Les échanges d'informations sont au cœur du BIM. Leur précision ainsi que la qualité des informations échangées participent à la réussite tant technique que managériale du projet.Notre proposition méthodologique permet de faire évoluer les pratiques et le regard que le secteur de la construction porte sur l'information qu'il crée. Elle participe également à la numérisation du secteur de la construction / However, the information management within an infrastructure project (road, rail, airport and other civil engineering works) also requires the use of specific methodologies and concepts like the concepts of ”level of detail” , ”level of development” or ”level of abstraction”. They are used to describe the relevant information that have to be exchanged between stakeholders, according to the modeling objectives in order to meet the project requirements. In the specific context of infrastructure projects, these tools are poorly defined, insufficient and sometimes bring to contradictory models.With a view to progress towards concurrent engineering design, our research is a contribution in two parts. Based on the principles of systems engineering, the first part is about to provide a methodology for requirements and relevant information identification to respond and control this response. The second part describes the project conceptual data model : it deals with the structure of the objects that model in connection with the requirements identification. This proposal is accompanied by a redefinition of several types of existing levels (detail, development, information, abstraction, etc.). These inputs are tested on a project of urban freeway in an industrial context.The exchange of information is at the center of BIM. The accuracy and quality of exchanged information participate in both technical and managerial project success. Our proposed methodology allows to change practices and the vision that the construction sector looks forward to the information it creates. It also participates in the digitalization of the construction sector

L'objectif de cette thèse est de proposer une étude exhaustive de l’œuvre de l'artiste allemand contemporain Franz Erhard Walther (1939, Fulda - ), accompagnant l'élaboration du catalogue raisonné de l'ensemble de son travail. En effet, pour cet artiste à l’œuvre colossale, la nécessité de la réalisation d'un catalogue raisonné se pose depuis plusieurs années. Bien que son œuvre ait une place fondamentale dans l'histoire de l'art de la deuxième moitié du XXème siècle, le travail de Walther reste encore très mal connu et souvent sujet à confusion. Cette œuvre, caractérisée en grande partie par l'utilisation de la couture comme technique et du tissu comme matériau, et dont la monumentalité n'a été rendue possible que grâce à la collaboration de l'artiste avec sa première femme, Johanna Frieß, trouve sa spécificité à travers l'évolution du concept de Handlung, propre à l'artiste. Cette étude propose donc le premier véritable catalogue raisonné de Franz Erhard Walther, de ses premières œuvres en 1954 à ce jour, accompagné d'une étude précise de chaque groupe d’œuvres, replaçant ainsi l'ensemble dans le contexte de l'histoire de l'art. / The objective of this thesis is to propose an exhaustive study of the work of the german contemporary artist Franz Erhard Walther (1939, Fulda - ), as well as the catalogue raisonné of his work. There is indeed since many years an imperative need for such a comprehensive catalogue, given the colossal production of Walther. Although his work plays a prominent role in the Art History of the second half of the XXth century, it remains little-known and is still subject of some confusion. This body of work, mainly characterized by the use of sewing as technique and tissue as material, and whose enormity wouldn't have been possible without the collaboration of the artist's first wife, Johanna Frieß, finds its specificity in the concept of Handlung that Walther developed. This study includes thus the first actual catalogue raisonné of Franz Erhard Walter, from his first-ever works of 1954 until now, as well as a specific study of every group of works, putting it in the context of Art History.

Face à la complexité significative du domaine mammographique ainsi que l'évolution massive de ses données, le besoin de contextualiser les connaissances au sein d'une modélisation formelle et exhaustive devient de plus en plus impératif pour les experts. C'est dans ce cadre que s'inscrivent nos travaux de recherche qui s'intéressent à unifier différentes sources de connaissances liées au domaine au sein d'une modélisation ontologique cible. D'une part, plusieurs modélisations ontologiques mammographiques ont été proposées dans la littérature, où chaque ressource présente une perspective distincte du domaine d'intérêt. D'autre part, l'implémentation des systèmes d'acquisition des mammographies rend disponible un grand volume d'informations issues des faits passés, dont la réutilisation devient un enjeu majeur. Toutefois, ces fragments de connaissances, présentant de différentes évidences utiles à la compréhension de domaine, ne sont pas interopérables et nécessitent des méthodologies de gestion de connaissances afin de les unifier. C'est dans ce cadre que se situe notre travail de thèse qui s'intéresse à l'enrichissement d'une ontologie de domaine existante à travers l'extraction et la gestion de nouvelles connaissances (concepts et relations) provenant de deux courants scientifiques à savoir: des ressources ontologiques et des bases de données comportant des expériences passées. Notre approche présente un processus de couplage entre l'enrichissement conceptuel et l'enrichissement relationnel d'une ontologie mammographique existante. Le premier volet comporte trois étapes. La première étape dite de pré-alignement d'ontologies consiste à construire pour chaque ontologie en entrée une hiérarchie des clusters conceptuels flous. Le but étant de réduire l'étape d'alignement de deux ontologies entières en un alignement de deux groupements de concepts de tailles réduits. La deuxième étape consiste à aligner les deux structures des clusters relatives aux ontologies cible et source. Les alignements validés permettent d'enrichir l'ontologie de référence par de nouveaux concepts permettant d'augmenter le niveau de granularité de la base de connaissances. Le deuxième processus s'intéresse à l'enrichissement relationnel de l'ontologie mammographique cible par des relations déduites de la base de données de domaine. Cette dernière comporte des données textuelles des mammographies recueillies dans les services de radiologies. Ce volet comporte ces étapes : i) Le prétraitement des données textuelles ii) l'application de techniques relatives à la fouille de données (ou extraction de connaissances) afin d'extraire des expériences de nouvelles associations sous la forme de règles, iii) Le post-traitement des règles générées. Cette dernière consiste à filtrer et classer les règles afin de faciliter leur interprétation et validation par l'expert vi) L'enrichissement de l'ontologie par de nouvelles associations entre les concepts. Cette approche a été mise en 'uvre et validée sur des ontologies mammographiques réelles et des données des patients fournies par les hôpitaux Taher Sfar et Ben Arous. / Facing the significant complexity of the mammography area and the massive changes in its data, the need to contextualize knowledge in a formal and comprehensive modeling is becoming increasingly urgent for experts. It is within this framework that our thesis work focuses on unifying different sources of knowledge related to the domain within a target ontological modeling. On the one hand, there is, nowadays, several mammographic ontological modeling, where each resource has a distinct perspective area of interest. On the other hand, the implementation of mammography acquisition systems makes available a large volume of information providing a decisive competitive knowledge. However, these fragments of knowledge are not interoperable and they require knowledge management methodologies for being comprehensive. In this context, we are interested on the enrichment of an existing domain ontology through the extraction and the management of new knowledge (concepts and relations) derived from two scientific currents: ontological resources and databases holding with past experiences. Our approach integrates two knowledge mining levels: The first module is the conceptual target mammographic ontology enrichment with new concepts extracting from source ontologies. This step includes three main stages: First, the stage of pre-alignment. The latter consists on building for each input ontology a hierarchy of fuzzy conceptual clusters. The goal is to reduce the alignment task from two full ontologies to two reduced conceptual clusters. The second stage consists on aligning the two hierarchical structures of both source and target ontologies. Thirdly, the validated alignments are used to enrich the reference ontology with new concepts in order to increase the granularity of the knowledge base. The second level of management is interested in the target mammographic ontology relational enrichment by novel relations deducted from domain database. The latter includes medical records of mammograms collected from radiology services. This section includes four main steps: i) the preprocessing of textual data ii) the application of techniques for data mining (or knowledge extraction) to extract new associations from past experience in the form of rules, iii) the post-processing of the generated rules. The latter is to filter and classify the rules in order to facilitate their interpretation and validation by expert, vi) The enrichment of the ontology by new associations between concepts. This approach has been implemented and validated on real mammographic ontologies and patient data provided by Taher Sfar and Ben Arous hospitals. The research work presented in this manuscript relates to knowledge using and merging from heterogeneous sources in order to improve the knowledge management process.