De nos jours, la plupart des assistances électriques pour vélos sont principalement basées sur des mesures de variables mécaniques. Cette thèse se concentre sur l'analyse du cycliste et du vélo dans son ensemble, afin de concevoir une loi de commande qui prenne en compte des contraintes physiologiques. En ce sens, la relation entre les indices physiologiques et les variables mécaniques est abordée. En particulier, dynamique d'échange de gaz pendant le pédalage est modélisée et analysée. Le modèle obtenu est linéaire à paramètres variables en temps discret. Les données mesurées de différents tests de cyclisme efectués au sein du GIPSA-Lab sont utilisées pour son calibration. La méthodologie d'identification paramétrique est développée comme solution à une séquence de problèmes d'optimisation non linéaire et non contraints. Le modèle dynamique d'échange de gaz fait référence à la détermination de la production excessive de dioxyde de carbone, qui est considérée comme un état physiologique indésirable du cycliste. En outre, un observateur de la production de dioxyde de carbone est mis en oeuvre en utilisant des mesures de la consommation d'oxygène et de la puissance de pédalage, ce qui fournit un intervalle déterministe contenant l'état réel. Enfin, une méthode est présentée pour trouver les conditions suffisantes sur la puissance de pédalage qui garantissent des niveaux admissibles de production de dioxyde de carbone. / Nowadays, most of the electrical assistances for bicycles are mainly based onmeasurements of mechanical variables. In this dissertation, cyclist and bicycle are considered as a whole energetic system in order to conceive physiology-aware control strategies. In this sense, the relationships between physiological indices and mechanical variables are studied. In particular, the gas exchange dynamics during cycling is modeled and analysed. The obtained model is discrete-time and linear parameter varying. Measured data of different cycling tests performed in GIPSA-Lab are used for its calibration. A methodology for parametric identification is developed as a solution of a sequence of non-linear unconstrained optimization problems. The gas exchange dynamical model allows the determination of excess carbon dioxide production, which is considered as an unsuitable physiological-state of the cyclist. Furthermore, a set-membership observer of carbon dioxide production is implemented using measurements of oxygen consumption and pedal power. It provides a deterministic interval which contains the real state. Finally, this thesis presents a method for finding the suficient conditions on the pedal power that guarantee admissible levels of carbon dioxide production.

L’environnement climatique est l’un des facteurs pouvant influencer la performance aérobie. Il existe des températures idéales avec lesquelles les athlètes réalisent de meilleures performances : entre 10 et 12°C en course à pied (Maughan et coll. 2010) ou inférieures à 32°C en cyclisme (Peiffer & Abbiss 2011). Davies et coll. (2016) condensent dans une métaanalyse différentes études portant sur le contre la montre (CLM) en cyclisme en environnement chaud et relèvent que la performance est altérée en climat chaud à partir du milieu de l’épreuve (P < 0,02) et jusqu’à la fin (P = 0,01) par rapport à une condition contrôle.Ce résultat laisse donc apparaitre qu’outre la température environnementale, la durée de l’effort peut également être déterminante dans l’impact du climat sur la performance. L’élévation de la température n’est pas le seul facteur environnemental pouvant influencer la performance. Maughan et coll. (2012) mettent en évidence qu’au plus le taux d’humidité est élevé au plus la performance aérobie est détériorée. Dans cette étude, des athlètes non acclimatés, réalisent une épreuve à vélo à 70% de VO2max jusqu’à épuisement lors de quatre sessions à 24, 40, 60 et 80% d’HR (T: 30°C). Les résultats, montrent que le temps d’exercice diminue significativement avec l’augmentation du taux d’humidité (P < 0,05).A travers ce travail de recherche nous avons donc investigué la question : comment faire pour limiter cet impact du climat sur la performance ?Pour ce faire 3 axes sont développés à travers nos études :a. Etudier l’efficacité de protocoles de refroidissement à plusieurs moments de la performance : avant, pendant et entre deux efforts consécutif.b. Déterminer si les combinaisons de froid peuvent se combiner.c. Déterminer si l’utilisation du menthol peut permettre une optimisation des protocoles de cooling.Les principaux résultats de cette thèse mettent en évidence que l’utilisation de méthodes de cooling est efficace mais que cette efficacité dépend du protocole utilisé. Nous avons ainsi mis en évidence (1) Qu’en pré-cooling il est nécessaire de débuter 1h avant l’effort pour avoir une efficacité de la méthode ; (2) Qu’une immersion avec du menthol est plus efficace qu’une immersion seule entre deux efforts de 20’ mais qu’utilisé sur des vêtements son efficacité n’est pas prouvée; (3) Que le port d’un gilet froid cumulé à une ingestion d’une boisson froide à l’échauffement n’est pas plus efficace qu’un refroidissement interne seul (4) Que le menthol peut influencer les performances en jouant un rôle sur le SNC.L’action du menthol va permettre au SNC de percevoir l’environnement comme étant « plus favorable » et par conséquent entrainer une modification de la rétroaction thermorégulatrice, et ainsi permettre une meilleure performance. Cela sans que le menthol ne joue un rôle délétère à la thermorégulation. / The climatic environment is one of the factors that can influence the aerobic performance. There are an ideal temperatures with which athletes realize better performance: between 10 and 12°C in running (Maughan et al. 2010) below 32°C in cycling (Peiffer & Abbiss 2011). Davies et al. (2016) condense in a meta-analysis different studies on time trial (TT) in cycling and note that the performance is impaired in hot weather from middle of the test (P <0.02) and until the end (P = 0.01) compared to a condition control. This result therefore shows that in addition to the environmental temperature, the duration of the effort can also be decisive in the impact of climate on the performance.Rising temperature is not the only environmental factor that can influence the performance. Maughan et al. (2012) highlight that at the highest level of humidity is high at most aerobic performance is deteriorated. In this study, non-athletes acclimatized, perform a 70% VO2max bike test until exhaustion four sessions at 24, 40, 60 and 80% RH (T: 30 ° C). The results show that time exercise decreased significantly with increasing humidity (P <0.05). Through this research work we therefore investigated the question: how to do to limit this impact of climate on performance?To do this, 3 axes are developed through our studies: a. Study the effectiveness of cooling protocols at several points in the performance: before, during and between two consecutive efforts.b. Determine if cold combinations can combine.c. To determine if the use of menthol can allow optimization of the protocols of cooling.The main results of this thesis highlight that the use of cooling is effective but this efficiency depends on the protocol used. We havehighlighted (1) That in pre-cooling it is necessary to start 1 hour before the effort to have an efficiency of the method;(2) Immersion with menthol is more effective only a single immersion between two efforts of 20 'but that used on clothes its effectiveness is not proven; (3) That wearing a cold vest combined with ingestion from a cold drink to warm up is no more effective than an internal cooling only (4) That menthol can influence performance by playing a role on the CNS. The action of menthol will allow the CNS to perceive the environment as being "More favorable" and therefore result in a change in the feedback thermoregulatory, allow higher performance. This without the menthol isplayed a deleterious role to thermoregulation.

Les études conduites au cours de ce travail de thèse ont montré que l’optimisation de la position du cycliste sur son vélo était un élément déterminant de la performance. Nos recherches ont porté sur quatre axes principaux : la conception et la validation d’outils de mesure, l’étude de la position aérodynamique, l’étude de la position assise et enfin l’étude de la position danseuse.L’ensemble des résultats obtenus montrent que la capacité de performance du cycliste peut être améliorée en position aérodynamique en augmentant le ratio entre la puissance mécanique (Pméca) et la surface frontale effective (SCx). Le confort représente également un des principaux facteurs de la performance en contre‑la‑montre (CLM) puisqu’il détermine l’aptitude du cycliste à maintenir sa position au cours du temps. Nos travaux montrent une amélioration du confort avec des semelles orthopédiques, chez les cyclistes affectés par une inégalité de longueur des membres inférieurs (ILMI), liée à une réduction des mouvements du bassin. Une correction orthopédique induit également une augmentation du rendement énergétique (+5,7 %). Ainsi, les cyclistes affectés par une ILMI sont recommandés de la compenser avec des semelles orthopédiques individualisées de façon à améliorer leur performance en CLM. Lors d’une étude préliminaire, nous avons également montré la relation entre les mouvements de la tête et le SCx, c’est pourquoi les cyclistes doivent réduire au maximum ces mouvements afin de minimiser leur SCx et ainsi maximiser leur performance. L’évaluation de la position aérodynamique doit être réalisée en conditions réelles de locomotion, que ce soit pour l’évaluation de S ou de SCx. Le développement de nos deux applications est donc un réel atout pour l’évaluation de la traînée aérodynamique (Ra) de manière individualisée dans les prochaines années puisqu’elles rendent le traitement plus accessible aux entraîneurs. Enfin, bien que nous ayons initié une nouvelle méthodologie d’évaluation de la position aérodynamique en associant numérisation 3D et modélisation numérique de la mécanique des fluides, cette méthode serait plutôt recommandée pour l’individualisation de l’équipement.La position assise peut également être optimisée en augmentant l’indice d’efficacité mécanique (IEM) du cycliste, quel que soit le niveau et le sexe. Cette augmentation de l’IEM passe principalement par une diminution de la force résistante (Fres) dans la phase de montée de la pédale. Malgré tout, le cycliste ne doit pas tirer sur la pédale pour générer un couple propulsif car cette stratégie est contre-productive d’un point de vue énergétique. Il serait intéressant d’étendre notre première étude, établie en laboratoire, sur le terrain pour analyser les adaptations biomécaniques du pédalage des cyclistes aux conditions rencontrées sur le terrain. Les différences observées en laboratoire, sur terrain plat et en montée laissent penser que les cyclistes adaptent leur pédalage selon les conditions dans lesquelles ils évoluent.Enfin, les travaux menés sur la position danseuse montrent que les cyclistes augmentent leur coût mécanique (CM) (+4,3 % en laboratoire vs. +19 % sur le terrain) par rapport à la position assise alors que la consommation d’oxygène reste stable entre les deux positions. Ces pertes mécaniques en position danseuse sont principalement dues à l’augmentation du coefficient de roulement (Cr) due aux oscillations latérales du vélo et donc à la torsion des pneus. Puisque les pertes mécaniques sont plus élevées sur le terrain que sur tapis roulant, d’autres facteurs semblent contribuer à cette différence comme la Ra (~10 W), le matériel utilisé par les cyclistes, le Cr de la route et la technique adoptée. Aussi, la position danseuse induit une augmentation du CM pour maintenir la vitesse de déplacement face aux variations de pente en montée. Les cyclistes sont donc fortement recommandés de réduire l’augmentation du CM en position danseuse comparée à la position assise. / The studies conducted during this PhD research showed that optimizing the position of the cyclist on the bicycle is a key factor influencing cycling performance. Our research focused on four main axes: the design and validation of measurement tools, the study of the aerodynamic position, the study of the seated position and the study of the standing position.All the results showed that the performance capacity of cyclists can be improved in aerodynamic position by increasing the ratio between the mechanical power (PO) and the drag area (ACd). Comfort is also a significant factor in time trial (TT) performance as it determines the ability of the cyclist to maintain position over time. Our works show that comfort can be improved via orthopaedic correction in cyclists affected by lower limb length inequality (LLLI) in the TT position, related to a reduction in pelvis movements. The orthopaedic correction also induces an increase in gross efficiency (+5.7%). Thus, this improvement in comfort could increase the PO and/or the amount of time the aerodynamic position can be maintained during a TT. Therefore, cyclists affected by LLLI should compensate LLLI with individualised foot orthotics to improve their TT performance. In a preliminary study, we also showed that there is a relationship between head movements and ACd. Therefore, cyclists should minimise these movements to minimise their ACd and maximise their performance. Aerodynamic position must be evaluated in real cycling locomotion, whether for the evaluation of A or ACd. We have developed two applications that are a real asset for the dynamic evaluation of aerodynamic drag (Ra) as they make the data analysis more accessible to coaches. Finally, although we have initiated a new method to assess ACd in the aerodynamic position by combining 3D scanning and computational fluid dynamics simulation, this method is also recommended for individualisation of cycling equipment.The seated cycling position can also be optimised by increasing the cyclists’ force effectiveness (FE), regardless of practice level or gender. This increase in FE is mainly due to a decrease in resistive force (Fres) during the upstroke phase of pedalling. Nevertheless, the cyclist should not pull on the pedal to generate propulsive torque because this strategy is counterproductive from an energy point of view. It would be interesting to extend our first study, which was set up in a laboratory, to the field to analyse the biomechanical adaptations of cyclists to the real conditions of locomotion. The differences observed in the laboratory, on level ground and over an uphill grade suggest that cyclists adjust their pedalling technique according to the conditions under which they are performing.Finally, studies of the standing cycling position show that cyclists increase their mechanical cost (MC) (+4.3% in the laboratory vs. +19% in the field) compared to the seated position; however, oxygen consumption was similar between the two positions. These mechanical losses (13 W in the laboratory vs. 49 W in the field) in the standing position are mainly due to increased rolling resistance coefficient (Crr), induced by the lateral sways of the bicycle and therefore torsion of the tyres. Because the observed mechanical losses are higher in the field than on the treadmill, other factors could contribute to this difference, such as Ra (~10 W), the equipment used by cyclists, the Crr of the road surface and the technique adopted. Also, the standing position induces an increase in MC to maintain constant speed when faced with uphill slope variations. Cyclists are therefore strongly recommended to reduce the increase of the MC in standing position compared to the seated position. This reduction in mechanical losses can be achieved by decreasing lateral sways and Ra.

Introduction : En cyclisme, la résistance aérodynamique est la force principale qui s’oppose à son déplacement et devient non négligeable dès 10 m/s. La surface de traînée (CDAP) constitue un facteur important de cette dernière et varie en fonction de la surface frontale (AP). Ce projet de recherche veut évaluer la fiabilité et la validité d’une méthode de mesure accessible de la surface frontale (AP). Méthode : 14 cyclistes ont été sélectionnés : 31  14 ans; 177,21  6,73 cm; 74,83  8,97 kg et divisés en deux groupes, amateurs et experts. La méthode par digitalisation est utilisée pour l’évaluation de Ap et une méthode par régression linéaire est utilisée pour CDAP en utilisant le logiciel MATLAB_R2019. Résultats : la surface frontale obtenue est AP = P1, 0,433  0,05 m2; P2, 0,413  0,04 m2; P3, 0,387  0,05 m2 avec un ICC intra ; 0,998, et un ICC inter ; 0,523 (p < 0,05). Pour CDAP = P1, 0,414  0,07 m2; P2, 0,435  0,14 m2; P3, 0,399  0,12 m2 avec une variation de R = 0,10 à 0,34. Conclusion : la mesure de AP avec une méthode simple est valide et fiable, mais la précision varie selon l’expertise de l’opérateur. La faible corrélation entre AP et CDAP montre que AP ne devrait pas être la seule variable à laquelle nous pouvons nous fier pour améliorer CDAP. L’évaluation de la surface frontale projetée par digitalisation permettrait d’améliorer la performance aérodynamique en cyclisme. D’autres recherches d’optimisation des outils d’évaluation aérodynamique permettraient d’obtenir des résultats plus précis. / Introduction : In the cycling world, aerodynamic resistance is the principal force that oppose a moving cyclist and is most important at 10 m/s. Drag area (CDAP) is an important factor of this force and depends of the frontal area (AP). This project wants to evaluate the reliability and the validity of an accessible method of measurements of the frontal area (AP). Method : 14 cyclists were selected : 31  14 years; 177,21  6,73 cm; 74,83  8, 97 kg and divided in two groupes, amateurs et experts. The digital method is used for the evaluation of Ap and a linear regression is used with MATLAB_R2019 for finding CDAP. Résults : the obtained frontal area AP = P1, 0,433  0,05 m2; P2, 0,413  0,04 m2; P3, 0,387  0,05 m2 with an ICC intra-operator; 0,998, and an ICC inter-operator; 0,523 (p < 0,05). Pour CDAP = P1, 0,414  0,07 m2; P2, 0,435  0,14 m2; P3, 0,399  0,12 m2 with a correlation variation of R = 0,10 à 0, 34. Conclusion : Measuring Ap with a simple method is reliable and present good validity, but the precision will vary with the expertise of the operator. The weak correlation between AP and CDAP show that AP shouldn’t be the only variable that we have to rely to reduce CDAP. In the end, the evaluation of frontal area with a simple digital method could increase aerodynamic performance in cyclist. Although, further research on optimising aerodynamic evaluation tools would allow to obtain results that are more precise.

La littérature sur la sécurité cycliste présente des résultats parfois contradictoires, car l’utilisation des mesures d’exposition est peu fréquente. Ce mémoire de maîtrise cherche à décrire les mesures d’exposition et la méthodologie associée dans le calcul du risque de blessures chez les cyclistes dans le contexte québécois, ainsi que montrer l’impact de leur utilisation. D’abord une revue narrative quasi-systématique sur les mesures d’exposition aidant à préciser leur utilisation dans le calcul du taux d’incidence de blessures chez les cyclistes est effectuée en incluant les concepts de sécurité, du vélo et des mesures d’exposition. Puis, des mesures d’exposition sont utilisées pour comparer les taux d’incidence de blessures à vélo obtenus dans deux régions du Québec, soit l’Outaouais et Laval, qui se distinguent considérablement au regard de la proportion de port du casque chez les cyclistes et au regard de la quantité d’infrastructures cyclables totales disponibles. Des taux d’incidence des blessures à la tête et blessures totales chez les cyclistes sont calculés pour ces deux régions en utilisant au dénominateur une mesure de fréquence populationnelle et des mesures d’exposition (distance, déplacements, nombre de cyclistes). Les régions sont comparées entre elles en calculant les ratios de taux d’incidence. Les ratios de taux d’incidence utilisant les mesures de fréquence populationnelle montrent peu de différence pour les blessures chez les cyclistes entre les deux régions, alors que les ratios calculés avec les trois mesures d’exposition montrent la région de Laval comme étant plus à risque. Ceci montre l’impact de l’utilisation des mesures d’exposition dans les études de sécurité cycliste. / Cyclists’ safety literature often presents contradictory findings. Infrequent use of exposure in those studies is one reason why. This work aims to describe how to use exposure variables to calculate cyclists’ injury incidence rate in the province of Quebec. A quasi-systematic narrative review on exposure variable in the context of safety of bicyclists was conducted to guide their use. Then, exposure variables were used to compare the incidence rates of head and total injuries between the regions of Outaouais and Laval. These two regions were chosen because they differ in helmet usage and quantity of cycling infrastructures. Incidence rates for head and total injuries were calculated for both regions by controlling population frequency and three exposure variables (distance, trips and number of cyclists). Both regions were compared with incidence rate ratios. The incidence rate ratios using population frequency showed little to no difference in safety between both regions, while those using exposure variables showed that Laval presented greater risks for cyclists. These results show the importance of using exposure in safety studies for cyclists.

Avec l'augmentation des émissions des gaz à effet de serre, du trafic et de l'obésité, l'utilisation du vélo est encouragée en j^mérique du Nord comme une solution appropriée aux problèmes contemporains et au développement durable. Afin d'encourager ce mode de transport actif, les infrastructures facilitant sa pratique et favorisant la sécurité des usagers sont aménagées, principalement dans les zones urbaines, selon des normes prédéterminées. Ces équipements contribuent-ils réellement à la sécurité des cyclistes? Comment ceux-ci perçoivent-ils les risques associés à l'utilisation d'une piste cyclable? Est-il le même pour tous les types de cyclistes? Cette recherche a pour objectif de comprendre la structure des représentations du risque chez les cyclistes de la ville de Québec en 2010-2011, à partir d'entrevues semi-dirigées effectuées avec 15 cyclistes. Elle explore les différences dans la représentation du risque entre les différents types de cyclistes (utilitaire, récréatif), et selon les caractéristiques individuelles (sexe, âge, revenus, scolarité). L'étude examine également comment les représentations actuelles sont construites et selon quels niveaux de la structure sociale (méso-social, micro). Enfin, elle compare les représentations du risque des répondants avec leurs comportements à vélo sous des angles différents: l'utilisation des équipements de protection, choix des itinéraires, etc.

Funding support for this doctoral thesis has been provided by the Canadian Institutes of Health Research-Public Health Agency of Canada, QICSS matching grant, and la Faculté des études supérieures et postdoctorales-Université de Montréal. / Contexte : Les données probantes rapportées au cours des 20 dernières années indiquent un déclin important de la pratique d’activités physiques. Les chercheurs considèrent que la diminution de l’activité physique est un facteur clé de l’augmentation du surpoids et de l’obésité chez les enfants. Les transport actifs (TA), à savoir les modes de transport non motorisés tels la marche ou le vélo pour aller à l’école ou en revenir, pourraient constituer une opportunité de pratique d’activité physique. Objective : Cette thèse vise à identifier les déterminants individuels et écologiques du TA et d’en évaluer les retombées de santé possibles. Quatre études visant les objectifs suivants ont été réalisés: (1) Parmi un échantillon d’enfants et d’adolescents québécois, décrire la proportion d’enfants qui utilisent la marche, le transport en commun, le véhicule familial, l’autobus scolaire ou une combinaison de modes de déplacement pour se déplacer vers l’école. (2) Identifier les facteurs associés au TA pour se déplacer vers l’école parmi un échantillon d’enfants et d’adolescents québécois. (3) Parmi des échantillons de jeunes québécois et canadiens, identifier les déterminants individuels et écologiques du TA pour se déplacer vers l’école. (4) Examiner l’association entre le TA pour se déplacer vers l’école et les changements d’indice de masse corporelle (IMC) entre la maternelle et la 2e année du primaire. Méthodologie : Trois bases de données avec échantillonnage de type populationnel ont été utilisées pour répondre à ces objectifs de recherche, soit l’Enquête Sociale et de Santé auprès des Enfants et Adolescents québécois (ESSEA), l’Étude Longitudinale Nationale des Enfants et des Jeunes du Canada (ELNEJ) l’Étude Longitudinale sur le Développement des Enfants du Québec (ELDEQ). Des analyses statistiques pour données longitudinales ont été appliquées. Résultats : Les analyses ont mis en lumière quatre résultats importants. 1) Les données de l’ESSEA indiquent que les enfants de 9 ans vivant en milieu urbain et provenant de familles ayant de faibles revenus avaient une probabilité significativement plus élevée d’utiliser le TA pour se déplacer vers l’école. 2) Les données de l’ELNEJ indiquent que certains facteurs sociodémographiques qui changent à travers le temps sont associés à une probabilité plus élevée d’utiliser le TA pour se déplacer vers l’école dont : le fait de vivre dans un ménage ayant un revenu insuffisant, de vivre dans un ménage avec un seul parent, d’avoir un frère ou une sœur plus âgé/e dans le ménage et de vivre dans un milieu urbain. 3) L’exploitation des données de l’ELDEQ démontre que certaines variables associées à l’utilisation de TA pour se déplacer vers l’école sont le fait d’être un enfant provenant d’un ménage aux revenus insuffisants, de résider dans des quartiers pauvres et de vivre dans des quartiers perçus comme étant moyens, mauvais ou très mauvais pour élever des enfants. Ces résultats suggèrent que les enfants qui sont les moins favorisés sont les plus exposés à des environnements défavorables au TA et donc sont exposés à une forme d’injustice environnementale. 4) Enfin, l’IMC des enfants qui adoptent systématiquement la pratique du TA pour se déplacer vers l’école entre la maternelle à la 2e année du primaire suit une trajectoire plus saine que celle des enfants qui n’ont pas maintenu ce mode de TA. Conclusion: Bien que l’utilisation du TA pour se déplacer vers l'école puisse s'avérer favorable à la santé des enfants et des jeunes tel que démontré par l’évolution favorable de l’IMC des enfants adoptant cette pratique à plus long terme, la sécurité des routes menant vers l’école doit être améliorée pour permettre aux enfants de bénéficier de retombées positives de cette habitude de vie. Afin d’approfondir les connaissances dans ce domaine, il serait opportun de reproduire ces résultats avec des données issues de mesures de la dangerosité du quartier obtenues par des moyens autres que les questionnaires auto-rapportés de même que des données provenant d’études avec des devis quasi-expérimentaux ou expérimentaux qui ont recours à de grands échantillons représentatifs dans les zones urbaines où le TA pour se rendre et revenir de l’école est le plus probable. / Rationale: Evidence from the past 20 years points to important secular declines in physical activity. Researchers point to this decline as a factor in the increase in overweight and obesity among children. Active transportation (AT), defined as non-motorized modes of transportation such as walking or cycling to/from school, is one potential opportunity for physical activity. Previous studies have conceptual and methodological shortcomings thus limiting our understanding of the phenomenon. Objective: The overarching goals of the thesis are to identify individual and ecologic determinants of AT and to evaluate the possible health benefits of AT. Four investigations address the following specific objectives: (1) To describe the proportion of children who walked, used public transit, were driven to school in a school bus or vehicle, or used multiple transportation modes to and from school in a population-based sample of children and adolescents living in Quebec, Canada. (2) To identify correlates of AT to and from school among children and youth in a population-based sample of children and adolescents living in Quebec, Canada. (3) To identify time-varying and time-invariant individual and ecologic determinants of AT to/from school across the school years in population-based samples of Quebec and Canadian children. (4) To examine the relationship between AT to and from school with change in body mass index (BMI) from kindergarten to grade 2 in a population-based sample of Quebec children. Methods: Three population-based samples of youth were used to address these objectives, including the 1999 Quebec Child and Adolescent Health and Social Survey (QCAHS), the Canadian National Longitudinal Study of Children and Youth (NLSCY), and the Quebec Longitudinal Study of Child Development (QLSCD). Longitudinal analyses techniques were applied. Results: Analyses show four sets of findings. 1) According to the QCAHS, children who were 9 years old, living in urban areas, and were from low household income families were significantly more likely to use AT to/from school. 2) Findings from the NLSCY study indicated that the time-varying predictors: living in a household with insufficient income, living in a household with only one parent, having an older sibling in the household, and living in an urban setting were associated with greater likelihood of using AT to/from school. 3) With the use of QLSCD, patterns of AT to/from school across time, were identified including children who were from insufficient income households, and residing in economically deprived neighbourhoods. These results indicate that children who are the most underprivileged and exposed to environments not conducive for AT are those most likely to use AT to/from school suggesting the presence of environmental injustice. 4) Finally, the BMI of children who use AT to/from school consistently from Kindergarten to Grade 2 espoused a more healthy trajectory in comparison to that of children who did not use sustained AT to/from school. Conclusion: Although AT to/from school may prove to be favourable to the health of children, as manifested through healthful changes in BMI across time, routes to school need to be safe in order for all children to benefit from this behaviour. Replication studies that use measures of neighbourhood dangerosity that go beyond self-report, natural experiments, and inclusion of large representative samples from urban areas are needed.

Contexte : Les données probantes rapportées au cours des 20 dernières années indiquent un déclin important de la pratique d’activités physiques. Les chercheurs considèrent que la diminution de l’activité physique est un facteur clé de l’augmentation du surpoids et de l’obésité chez les enfants. Les transport actifs (TA), à savoir les modes de transport non motorisés tels la marche ou le vélo pour aller à l’école ou en revenir, pourraient constituer une opportunité de pratique d’activité physique. Objective : Cette thèse vise à identifier les déterminants individuels et écologiques du TA et d’en évaluer les retombées de santé possibles. Quatre études visant les objectifs suivants ont été réalisés: (1) Parmi un échantillon d’enfants et d’adolescents québécois, décrire la proportion d’enfants qui utilisent la marche, le transport en commun, le véhicule familial, l’autobus scolaire ou une combinaison de modes de déplacement pour se déplacer vers l’école. (2) Identifier les facteurs associés au TA pour se déplacer vers l’école parmi un échantillon d’enfants et d’adolescents québécois. (3) Parmi des échantillons de jeunes québécois et canadiens, identifier les déterminants individuels et écologiques du TA pour se déplacer vers l’école. (4) Examiner l’association entre le TA pour se déplacer vers l’école et les changements d’indice de masse corporelle (IMC) entre la maternelle et la 2e année du primaire. Méthodologie : Trois bases de données avec échantillonnage de type populationnel ont été utilisées pour répondre à ces objectifs de recherche, soit l’Enquête Sociale et de Santé auprès des Enfants et Adolescents québécois (ESSEA), l’Étude Longitudinale Nationale des Enfants et des Jeunes du Canada (ELNEJ) l’Étude Longitudinale sur le Développement des Enfants du Québec (ELDEQ). Des analyses statistiques pour données longitudinales ont été appliquées. Résultats : Les analyses ont mis en lumière quatre résultats importants. 1) Les données de l’ESSEA indiquent que les enfants de 9 ans vivant en milieu urbain et provenant de familles ayant de faibles revenus avaient une probabilité significativement plus élevée d’utiliser le TA pour se déplacer vers l’école. 2) Les données de l’ELNEJ indiquent que certains facteurs sociodémographiques qui changent à travers le temps sont associés à une probabilité plus élevée d’utiliser le TA pour se déplacer vers l’école dont : le fait de vivre dans un ménage ayant un revenu insuffisant, de vivre dans un ménage avec un seul parent, d’avoir un frère ou une sœur plus âgé/e dans le ménage et de vivre dans un milieu urbain. 3) L’exploitation des données de l’ELDEQ démontre que certaines variables associées à l’utilisation de TA pour se déplacer vers l’école sont le fait d’être un enfant provenant d’un ménage aux revenus insuffisants, de résider dans des quartiers pauvres et de vivre dans des quartiers perçus comme étant moyens, mauvais ou très mauvais pour élever des enfants. Ces résultats suggèrent que les enfants qui sont les moins favorisés sont les plus exposés à des environnements défavorables au TA et donc sont exposés à une forme d’injustice environnementale. 4) Enfin, l’IMC des enfants qui adoptent systématiquement la pratique du TA pour se déplacer vers l’école entre la maternelle à la 2e année du primaire suit une trajectoire plus saine que celle des enfants qui n’ont pas maintenu ce mode de TA. Conclusion: Bien que l’utilisation du TA pour se déplacer vers l'école puisse s'avérer favorable à la santé des enfants et des jeunes tel que démontré par l’évolution favorable de l’IMC des enfants adoptant cette pratique à plus long terme, la sécurité des routes menant vers l’école doit être améliorée pour permettre aux enfants de bénéficier de retombées positives de cette habitude de vie. Afin d’approfondir les connaissances dans ce domaine, il serait opportun de reproduire ces résultats avec des données issues de mesures de la dangerosité du quartier obtenues par des moyens autres que les questionnaires auto-rapportés de même que des données provenant d’études avec des devis quasi-expérimentaux ou expérimentaux qui ont recours à de grands échantillons représentatifs dans les zones urbaines où le TA pour se rendre et revenir de l’école est le plus probable. / Rationale: Evidence from the past 20 years points to important secular declines in physical activity. Researchers point to this decline as a factor in the increase in overweight and obesity among children. Active transportation (AT), defined as non-motorized modes of transportation such as walking or cycling to/from school, is one potential opportunity for physical activity. Previous studies have conceptual and methodological shortcomings thus limiting our understanding of the phenomenon. Objective: The overarching goals of the thesis are to identify individual and ecologic determinants of AT and to evaluate the possible health benefits of AT. Four investigations address the following specific objectives: (1) To describe the proportion of children who walked, used public transit, were driven to school in a school bus or vehicle, or used multiple transportation modes to and from school in a population-based sample of children and adolescents living in Quebec, Canada. (2) To identify correlates of AT to and from school among children and youth in a population-based sample of children and adolescents living in Quebec, Canada. (3) To identify time-varying and time-invariant individual and ecologic determinants of AT to/from school across the school years in population-based samples of Quebec and Canadian children. (4) To examine the relationship between AT to and from school with change in body mass index (BMI) from kindergarten to grade 2 in a population-based sample of Quebec children. Methods: Three population-based samples of youth were used to address these objectives, including the 1999 Quebec Child and Adolescent Health and Social Survey (QCAHS), the Canadian National Longitudinal Study of Children and Youth (NLSCY), and the Quebec Longitudinal Study of Child Development (QLSCD). Longitudinal analyses techniques were applied. Results: Analyses show four sets of findings. 1) According to the QCAHS, children who were 9 years old, living in urban areas, and were from low household income families were significantly more likely to use AT to/from school. 2) Findings from the NLSCY study indicated that the time-varying predictors: living in a household with insufficient income, living in a household with only one parent, having an older sibling in the household, and living in an urban setting were associated with greater likelihood of using AT to/from school. 3) With the use of QLSCD, patterns of AT to/from school across time, were identified including children who were from insufficient income households, and residing in economically deprived neighbourhoods. These results indicate that children who are the most underprivileged and exposed to environments not conducive for AT are those most likely to use AT to/from school suggesting the presence of environmental injustice. 4) Finally, the BMI of children who use AT to/from school consistently from Kindergarten to Grade 2 espoused a more healthy trajectory in comparison to that of children who did not use sustained AT to/from school. Conclusion: Although AT to/from school may prove to be favourable to the health of children, as manifested through healthful changes in BMI across time, routes to school need to be safe in order for all children to benefit from this behaviour. Replication studies that use measures of neighbourhood dangerosity that go beyond self-report, natural experiments, and inclusion of large representative samples from urban areas are needed. / Funding support for this doctoral thesis has been provided by the Canadian Institutes of Health Research-Public Health Agency of Canada, QICSS matching grant, and la Faculté des études supérieures et postdoctorales-Université de Montréal.

La protection de l’environnement et les changements climatiques sont des sujets importants depuis longtemps dans la sphère politique québécoise et montréalaise. Les questions environnementales incitent les pouvoirs publics, les forces politiques civiles et la population à explorer de nouvelles façons de se déplacer. Des citoyens et des initiatives politiques font alors foi d’une vision utilitaire renouvelée du vélo à Montréal. Il est donc opportun de questionner si l’accroissement considérable des parts modales du vélo peut avoir une incidence sur le marché immobilier montréalais ou porter certaines tendances. Cette recherche vise à mettre en lumière les liens entre les mobilités cyclistes, et les choix résidentiels. Le mémoire tente d’explorer si les cyclistes ont un profil résidentiel différent de ceux utilisant d’autres moyens de transport avec des projets résidentiels bien connus. Cette recherche mobilise deux méthodes d’analyse. Tout d’abord la méthode quantitative qui est possible grâce à la base de données issue du projet de recherche de Lord et al. (2016). Ensuite, elle utilise les données qualitatives de treize entrevues semi-dirigées avec des travailleurs métropolitains pour approfondir la connaissance de leurs projets résidentiels et leurs rapports aux mobilités cyclistes. Les conclusions de ce mémoire ne permettent pas d’identifier un profil résidentiel fortement différent de ceux utilisant d’autres moyens de transport, le profil résidentiel cycliste se rapprochant trop du profil résidentiel des utilisateurs de transport en commun. Elles permettent toutefois d’établir un profil résidentiel cycliste typique qui nous informe sur les caractéristiques du quartier et du logement recherchés par les cyclistes. / Environmental protection and climate change have long been important issues in Quebec and Montreal politics. Environmental issues are prompting public authorities, civil political forces and the population to explore new ways of getting around. Citizens and political initiatives are now showing a renewed utilitarian vision of cycling in Montreal. It is therefore timely to question whether the considerable increase in the modal share of cycling can have an impact on the Montreal real estate market or carry certain trends. This research aims to shed light on the links between cycling mobility and residential choices. The research attempts to explore whether cyclists have a different residential profile than those using other means of transportation with well-known residential projects. This research mobilizes two methods of analysis. First, the quantitative method that is possible through the database, which originated from the research project of Lord et al. (2016). Second, it uses qualitative data from thirteen semi-structured interviews with metropolitan workers to gain further insight into their residential projects and their relationships to cycling mobilities. The findings of this paper do not identify a residential profile that is significantly different from those using other modes of transportation, as the residential profile of cyclists is too close to the residential profile of transit users. They do, however, provide a typical residential cycling profile that informs us about the neighborhood and housing characteristics that cyclists are looking for.

L'utilisation du vélo à des fins utilitaires est en croissance dans les villes nord-américaines depuis plusieurs années. Les avantages à faire du vélo sont nombreux pour la santé physique, mentale et pour l'environnement. Plusieurs types d'aménagements peuvent être privilégiés pour étendre le réseau cyclable, mais les types d'aménagements ne sont pas tous égaux pour ce qui est de la sécurité. Afin de mieux comprendre ce phénomène et d'identifier quels aménagements cyclables sont plus sécuritaires, nous nous penchons sur les conflits entre cyclistes et autres usager·ère·s de la route dans la Ville de Québec. L'objectif de la recherche vise à évaluer l'influence de l'aménagement urbain sur l'occurrence de conflits entre les cyclistes et les autres usager·ère·s de la route. Pour ce faire, nous proposons deux objectifs spécifiques, soit de comparer l'occurrence de l'ensemble des conflits selon leur type dans la Ville de Québec et de vérifier si l'occurrence ainsi que le type de conflit varient selon les types de rues et d'aménagements cyclables, et autres caractéristiques de l'aménagement urbain. La collecte de données a été réalisée principalement dans la Ville de Québec et Lévis, sur 1741 km parcourus à l'aide de vélos équipés d'appareils. Dix types de conflits ont été analysés, sur différents axes et types d'aménagements, afin de pouvoir donner des recommandations quant aux installations à privilégier. Le comptage des conflits a été effectué à l'aide du logiciel Vifeco, par trois experts. Les données ont ensuite été analysées avec des tests du khi-deux et un modèle généralisé additif de type logistique multinomial. Nous verrons que les aménagements cyclables ainsi que le type d'axe ont effectivement un effet sur les conflits. Les bandes cyclables ne sont pas à privilégier et il est préférable d'avoir des aménagements protégés des véhicules dans les zones plus problématiques, en plus de prévoir des trottoirs pour éviter les nombreux conflits avec les piéton·ne·s. / In recent years, there has been an increase in utilitarian cycling in North American cities. Cycling offers a lot of advantages for physical health, mental health, and the environment. Several types of infrastructure can be used to expand cycling networks, but not all types are equally secure for cyclists. For a better understanding of this phenomenon and to identify which infrastructure is safer, we will study the conflicts between cyclists and other road users in Quebec City and Levis. The overall objective of this research is to evaluate the influence of urban planning on the occurrence of such conflicts. To do so, we suggest two specific objectives: First, to compare the occurrence of all cyclists-centered conflicts in Quebec City and Levis depending on their type. Second, we propose to investigate whether the occurrence and type of conflicts vary depending on the type of road, cycling infrastructure, and other urban planning decisions. We collected data by riding 1,741 km on specially equipped bikes in Quebec City and Levis. We analyzed ten different types of conflict in order to make recommendations regarding the best cycling-specific infrastructure to put in place. Three experts tallied the conflicts using Vifeco, an open-source software. Chi-square tests and logistic regression generalized additive models (GAM) were built to predict the likelihood of traffic-related incidents. Results show that cycling infrastructure and urban planning do have an impact on conflicts. Standard bike lanes are not the safest solution and should be replaced by buffered bike lanes, especially in congested areas. Sidewalks are also essential in preventing incidents with pedestrians.