Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

L’effet du vieillissement sur les fonctions cognitives de haut niveau demeure encore relativement incompris. Cette recherche vise à mieux comprendre les différences interindividuelles de performances entre les individus jeunes et âgés par l’étude des processus de contrôle attentionnel mis en jeu dans les tâches de commutation attentionnelle. Dans unpremier temps, deux tâches d’alternance de type séries alternées ont été administrées à des adultes jeunes et âgés. Les résultats n’indiquent pas d’effet de l’âge sur les coûts d’alternance mesurés mais en revanche un coût d’alternance symétrique (étude 1) et des coûts d’alternance locaux et globaux différents selon les individus (étude 1 et 2). Dans un second temps, un travail de modélisation du fonctionnement cognitif à l’aide de l’architecture cognitive ACT-R a été réalisé. Il permet de tester la plausibilité des hypothèses de diminution de la vitesse de traitement (VT) et de diminution de la capacité de la mémoire de travail (CMT), à pouvoir reproduire les différences de performances entre jeunes et âgés. Lesrésultats des tests d’hypothèse pour les deux études réalisées indiquent que ces hypothèses ne reproduisent pas assez les effets empiriquement observés ce qui suppose que les hypothèses de diminution de la VT ou de la CMT sont insuffisantes pour expliquer les différences de performances individuelles observées. Cette étude met en évidence l’intérêt de la modélisation cognitive computationnelle dans la compréhension des processus sous-jacent le fonctionnement cognitif humain / The effect of aging on high level cognitive functions is still relatively misunderstood. The aim of this research is to better understand individual performance differences between young and elderly individuals, by studying the attentional control processes involved in task switching. Initially, two switching tasks were administered to young and elderly adults. The results indicate no age effect on the switching cost but show an asymmetric switching cost (Study 1) and differentlocal and global switching costs between individuals (study 1 and 2). In a second step, a computational cognitive modeling of cognitive functioning is built using the ACT-R architecture. It enables to test the veracity of the assumptions of reduced processing speed (VT) and reduced capacity of working memory (WCL), to reproduce the observed performance differences between young and old individuals. The results of the hypothesis tests for both studies indicate that these assumptions do not reproduce adequately the empirically observed effects, which implies that the assumptions of decreased VT or CMT are insufficient to explain the individual performance differences observed. This study highlights the interest of computational cognitive modeling in the understanding of the processes underlying human cognitive functioning

L'acoustique a un intérêt certain pour des applications de sécurité et de défense puisqu'elle permet une surveillance passive, omnidirectionnelle et sans ligne de vue directe. Dans le contexte militaire, des antennes de microphones sont par exemple utilisées pour détecter, localiser et classifier des explosions, des tirs d'artillerie ou des tirs d'armes de poing. Les signatures temporelles enregistrées à quelques centaines de mètres de la source peuvent cependant présenter une grande sensibilité aux conditions environnementales, et notamment, en milieu ouvert, au sol et à la micrométéorologie. Des effets de propagation importants liés à la stratification moyenne de l'atmosphère, la turbulence, la topographie ou l'impédance du sol sont en effet attendus. L'influence combinée de ces effets reste peu documentée, et peut se traduire par une dégradation des performances des systèmes militaires. La simulation numérique est une alternative intéressante et complémentaire à l'approche expérimentale pour mieux comprendre ces interactions, puisqu'elle permet le contrôle des paramètres d'entrée. L'acoustique du champ de bataille fait cependant intervenir des sons à caractère impulsionnel et de grande amplitude, qui se propagent sur de relativement longues distances et présentent de petites échelles spatiales ; la prise en compte des effets de turbulence ou de topologie imposent de plus une modélisation volumique tridimensionnelle. Ces aspects sont très contraignants en terme de coûts de calcul, même avec les capacités de calcul modernes. Un premier objectif de cette thèse consiste à développer une nouvelle version du modèle de différences finies dans le domaine temporel (FDTD) initialement disponible pour permettre de répondre à ces spécifications. Les simulations temporelles en trois dimensions étant relativement peu répandues, un certain nombre d'avancées scientifiques ont été requises par rapport aux travaux antérieurs, concernant la prise en compte des sources, la modélisation des sols ou l'efficacité des conditions denon-réflexion (PML).La confrontation avec l'expérience s'avère toutefois indispensable pour s'assurer de la qualité des prédictions numériques en conditions réalistes. Des mesures acoustiques originales ont ainsi été réalisées en Allemagne pendant plusieurs jours et pour différentes conditions atmosphériques afin de documenter la variabilité des sons impulsionnels, pour des distances de propagation de plusieurs centaines de mètres. Un excellent accord est obtenu avec des simulations numériques déterministes pour toutes les configurations considérées. Ces résultats ouvrent la voie vers l'étude des pertes de cohérences spatiales et temporelles et leur influence sur les performances des antennes microphoniques. / Acoustics is of interest for applications pertaining to defence and security since it can provide a passive, omnidirectional and non-line-of-sight survey. In a military context, microphone arrays are for instance used to detect, localize and classify explosions, artillery fire or gunshots. However, time signatures recorded a few hundred meters from the source may be very sensitive to the environmental conditions since significant propagation effects related to the mean stratification of the atmosphere, turbulence, topography or ground impedance are expected. The combined impact of these effects is as yet little documented, and this lack of knowledge can degrade the performance of military systems.Numerical simulations are an interesting and complementary alternative to experiments to better understand these interactions since the input parameters can be controlled. Battlefield acoustics, however, typically involves very loud, impulse sounds, which propagate with short wavelengths over relatively long distances. Combined with the three-dimensional volume modeling required for turbulence or topology effects, such numerical predictions are very challenging in terms of computational cost even with currently available computing capabilities. One of the purposes of this work is to develop a new version of the in-house finite-difference time-domain solver (FDTD) in order to match these specifications. Time-domain 3D simulations being relatively new, a number of scientific advances were achieved regarding ground and source modeling in the time domain or the effectiveness of non-reflecting boundary conditions (PML).Still, comparison with measurements is necessary to ensure the accuracy of numerical predictions in realistic conditions. Acoustic measurements were thus carried out in Germany for several days in various meteorological conditions. The formed database provides original insights into the propagation effects on impulse sounds over up to several hundreds of meters. An excellent agreement is obtained with deterministic simulations for all considered configurations. These results pave the way for further assessment of spatial and temporal coherence losses, and their influence on the performance of microphone arrays.

Le score de propension s'est progressivement imposé comme l’une des méthodes de référence dans l'analyse des données observationnelles afin de prendre en compte le biais potentiel lié à l’existence de facteurs de confusion dans l'estimation de l'effet du traitement sur le critère de jugement. Parmi les recommandations de bonnes pratiques d'utilisation, le processus de sélection des variables à inclure dans le score final utilisé est essentiel, ainsi que l'évaluation de l'équilibre obtenu sur les covariables après appariement ou pondération sur ce score. Dans l'objectif de prioriser l'inclusion et l'équilibre des variables ayant une relation avec le critère de jugement une nouvelle mesure d'équilibre est proposée dans ce travail de thèse. Une première partie de ce travail a eu pour objectif de développer une mesure globale pondérée permettant d'évaluer l'équilibre global des covariables obtenu après appariement et ainsi d'aider à la sélection d’un modèle de propension le plus parcimonieux possible, en éliminant notamment les variables instrumentales. En effet ces variables ne doivent pas être introduites dans le modèle de score de propension au risque de majorer le biais final d'estimation. Lors des étapes d'évaluation de l'équilibre final obtenu, les différentes mesures d'équilibres disponibles ne prennent le plus souvent pas en compte cette information et concluent souvent à l'intérêt d'inclure une telle variable afin de réduire au maximum le déséquilibre entre les groupes. L'évaluation des performances de cette mesure a dans un premier temps fait appel à des simulations de type Monte Carlo. Dans une seconde partie, une mise en application sur des données réelles issues de la médecine d'urgence a permis de préciser la pratique d'utilisation d'une telle mesure / Propensity score (PS) methods have become increasingly used to analyze observational data and take into account confusion bias in final estimate of treatment effects. The goal of the PS is to balance the distribution of potential confounders across treatment groups. The performance of the PS strongly relies on variable selection in PS construction and balance assessment in PS analysis. Specifically, the choice of the variables to be included in the PS model is of paramount importance. In order to priorize inclusion and balance of variables related to the outcome, a new balance measure was proposed in this thesis. First, a new weighted balance measure was studied to help in construction of PS model and to obtain the most parsimonious model, by excluding instrumental variables known to be related with increasing bias in final treatment estimate. Several balances measures are proposed to assess final balance, but none of them help researchers to not include instrumental variables. We propose a new weighted balance measure that takes into account, for each covariate, its strength of association with the outcome. This measure was evaluated using a simulation study to assess whether minimization of the measure coincided with minimally biased estimates. Secondly, we propose to apply this measure to a real data set from an observational cohort study.

Ce travail porte sur l'attention chez le cheval domestique. Il vise, dans un premier temps, à évaluer les capacités d'attention des chevaux grâce au développement d'outils de mesure. Nous avons ainsi développé deux tests comportementaux permettant d'évaluer respectivement l'attention visuelle (e.g. test d'attention visuelle, VAT) et auditive (e.g. test de diffusion de sons inhabituels, AAT). Les résultats montrent que ces tests comportementaux permettent la mesure de caractéristiques attentionnelles stables au cours du temps et prédictives de l'attention (i.e. VAT) et de la distractibilité (i.e. AAT) du cheval dans d'autres contextes, à savoir lors d'un test d'attention communément utilisé chez d'autres espèces (the ''5-choice serial reaction time task''), mais aussi en contexte non expérimental comme lors du travail (e.g. exercice à la longe, en reprise). Nos résultats montrent, par ailleurs, des variations individuelles d'attention d'ordre qualitatif (structuration et niveau de l'attention) et quantitatif (durée d'attention). Dans un second temps, nous avons examiné certains facteurs de modulation (intrinsèques et extrinsèques) de l'attention du cheval. Les tests développés ont alors été appliqués dans différents sites équestres. Les résultats montrent que l'attention des chevaux est modulée : i) par des facteurs intrinsèques tels que la race, le sexe des individus ou encore leur état de bien-être; et ii) par des facteurs extrinsèques tels que les conditions de vie offertes aux chevaux, le travail et particulièrement la discipline d'équitation. Enfin, nous nous sommes interrogés sur la possibilité de promouvoir l'attention du cheval au travail via des actions humaines spécifiques. Nous avons ainsi montré que l'utilisation d'une récompense alimentaire augmente rapidement l'attention du cheval sur la tâche à réaliser, et en conséquence améliore ses performances d'apprentissage, tandis que de tels effets n'ont pas été obtenus avec une « récompense » tactile. L'ensemble de ce travail permet des avancées méthodologiques novatrices pour appréhender les capacités cognitives du cheval et ses facteurs de variation. Ces résultats permettront de conseiller les utilisateurs de chevaux en termes de choix d'animaux, de gestion des séances de travail et des conditions de vie. / This study investigated attention in domestic horse. It aims, firstly, to evaluate horses’ attentional abilities by developing experimental tests. To this end, we developed behavioural visual attention (VAT) and auditory attention (AAT) tests. The results show that these behavioural tests give accurate measures of horses’ attentional characteristics. These measures are stable over time and can predict an individual’s attention (VAT) and distractibility (AAT) during another attention-testing paradigm frequently used in other species (the ‘5-choice serial reaction time task’) and in a non-experimental context: work (e.g. lunge or riding lessons). Furthermore, our results show qualitative (structure and level of attention) and quantitative (duration of attention) variations of attention between individuals. Secondly, we studied both intrinsic and extrinsic factors modulating attention in horses. The tests developed have been used across several equestrian sites. Horses’ attention appears to be modulated by: i) intrinsic factors such as an individual’s breed, gender or welfare state and ii) by extrinsic factors such as an individual’s living condition, work and especially the riding discipline. We finally investigated the possibility of promoting horses’ attention while working via dedicated human actions. We showed that using food rewards rapidly increases horses’ attention on the task and, as a consequence, improves their learning performances. These effects were not found with tactile ‘reward’. In summary, this work has led to innovative methodological improvements to assess horses’ cognitive abilities and the factors influencing them. These results have useful applications to guide horse-handlers through animal selection, work session management and choosing optimised living conditions.

Cette thèse est un recueil de constructions et de résultats variés autour de problèmes de résonances et de stabilités. Premièrement, on s'intéresse à la conception et à l'analyse de méthodes numériques pour des problèmes académiques tels que le problème de Dirichlet sur un segment ou l'équation de transport associée à une rotation du plan. Ensuite, on étend l'analyse linéaire classique des équations de Vlasov-Poisson autour d'états d'équilibre homogènes pour décrire des phénomènes multidimensionnels et non linéaires. Enfin, une large partie est consacrée à l'étude d'équations de Schrödinger non linéaires en dimension 1. D'une part, on étudie l'impact d'une semi-discrétisation naturelle sur les ondes solitaires progressives et la croissance des normes de Sobolev. D'autre part, on développe une nouvelle famille de formes normales permettant de décrire la dynamique des petites solutions régulières pendant des temps très longs. / This manuscript deals with many problems about resonance and stability. First, we design and analyse numerical methods for academic problems like the Dirichlet problem on a segment line or the transport equation associated with a two dimensional rotation. Then, we extend the classical linear analysis of Vlasov-Poisson equations near homogeneous equilibria to describe nonlinear and multidimensional phenomena. Finally, a large part of this thesis is devoted to nonlinear Schrödinger equations in dimension 1. On the one hand, we study the impact of a natural semi-discretisation on the solitary traveling waves and on the growth of the high order Sobolev norms. On the other hand, we develop a new family of normal forms to describe the dynamic of small and smooth solutions for very long times.

La mortalité due à la MPOC chez les femmes a grandement augmenté ces dernières années alors qu'elle est restée stable chez les hommes. L'investigation sur l'existence d'une susceptibilité accrue au développement de la MPOC est donc d'une importance vitale. Nos résultats illustrent que les femmes sont aux prises avec une MPOC d'une sévérité similaire malgré une histoire tabagique très inférieure, un âge moins avancé et un patron d'atteinte respiratoire différent. Les femmes n'arborent pas les même prédicteurs de survie que les hommes, ce qui soutient l'hypothèse d'une réponse différente à la MPOC. Il semble que la MPOC chez les femmes se développe suite à une exposition inférieure au tabac, qu'elle n'engendre pas les mêmes conséquences sur la physiologie respiratoire, mais qu'elle menace autant la capacité fonctionnelle et la survie que chez les hommes. Davantage d'études seront nécessaires afin d'élucider les mécanismes différentiels menant à la MPOC chez les femmes.

Avoir un enfant et devenir une famille est une étape inoubliable dans la vie des individus. Bien que cette expérience soit positive pour la plupart des mères et des pères, il n’en demeure pas moins que ce rôle est accompagné d’une multitude de défis (Lacharité, Pierce, Calille, Baker & Pronovost, 2015). Plusieurs sources de soutien, telles que les programmes de soutien à la parentalité, sont ainsi disponibles afin d’accompagner les parents selon leurs besoins. Ces programmes sont présentés principalement sous deux formes, soit par des programmes de visites à domicile ou de groupes (Chen & Chan, 2016). Bien que plusieurs d’entre eux soutiennent des effets positifs chez les parents participants, certains programmes montrent des effets moindres chez les pères comparativement aux mères (p.ex., Fletcher, Freeman & Matthey, 2011; Lundahl, Tollefson, Risser & Lovejoy, 2008). Selon la littérature scientifique, plusieurs facteurs peuvent expliquer cet effet différentiel, notamment une représentation inégale des pères et des mères dans les études évaluatives, une plus faible participation des pères en nombre de séances ainsi que le type de participation, soit une participation conjointe de la mère et du père ou une participation seule (Niec, Barnett, Gering, Triemstra & Solomon, 2015; Stemmler, Beelmann, Jaursch & Losel, 2007). Ce mémoire par articles s’inscrit dans une recherche de plus grande envergure visant à évaluer l’implantation et les effets du programme de soutien à la parentalité Triple P - Pratiques Parentales Positives, au Québec. Il aborde l’effet modérateur du sexe du parent sur les effets auto-rapportés de Triple P. Ce mémoire a également pour objectif de vérifier si cette apparente différence père-mère au niveau des bénéfices retirés d’un programme de soutien à la parentalité ne camoufle pas le rôle modérateur d’une troisième variable, soit la participation du parent dans le programme, notamment sous l’angle de la dose d’intervention reçue et le fait de participer avec son ou sa conjoint(e).

Le trouble majeur de la dépression est un des troubles de santé mentale les plus fréquents dans la société d’aujourd’hui avec plus de 350 millions de personnes atteintes dans le monde. Malgré la présence de différents types de traitement, comme les antidépresseurs ou les thérapies comportementales, les causes de ce trouble ne sont pas encore complètement élucidées. Les lacunes concernant la compréhension de cette pathologie se trouve plus particulièrement au niveau de ses fondements génétiques. A partir d’un grand échantillon de 267 sujets atteints de la dépression, de 286 sujets témoins ainsi que de trois modèles animaux, la présente étude a pour objectif de mettre en évidence différents gènes et fonctions associés de façon significative à cette maladie et de caractériser les différences transcriptionnelles spécifiques au sexe. Pour ce faire, deux grandes étapes composent ce projet. Une analyse de gènes différentiellement exprimés ainsi qu’une de modules de gènes Eigengenes, toutes deux effectuées sur l’humain et sur les modèles animaux. Les résultats ont mis en exergue plusieurs gènes associés à la dépression et partagés entre l’humain et les modèles animaux. Il semblerait que le modèle animal qui reproduit le plus les observations chez l’humain soit celui de l’isolation sociale. De plus, plusieurs fonctions biologiques pertinentes avec la caractérisation du trouble étudié ont été identifiées. Par surcroît, les modules de gènes associés à la dépression chez les femelles étaient en plus grand nombre que chez les mâles et cette observation est bien reproduite dans le modèle du stress variable chronique de l’animal. Cette étude a donc permis une amélioration des connaissances concernant la génétique de la dépression. Il en ressort que les modèles animaux utilisés dans cette étude permettent de bien de reproduire un état dépressif chez l’animal. / Major depressive disorder is one of the most common mental health disorder in modern society affecting more than 350 million people worldwide. While different types of treatment are available, such as antidepressants or behavioural therapies, causes of this disorder are not yet fully understood. A better comprehension of its genetic basis could fulfil the gaps. From a large sample of 267 subjects with depression, 286 control subjects and three animal models, this study aims to identify different genes and functions significantly associated with this disorder and to characterize sex-specific transcriptional differences. This project splits in two major steps: a differentially expressed genes analysis and a gene modules analysis using Eigengenes, both performed on humans and animal models. Results highlight several genes shared between humans and animal models. The animal model that seems to better reproduce the effects observed in humans is that of social isolation. In addition, several biological functions appear to be relevant to major depressive disorder characterization. Furthermore, gene modules associated with depression are more numerous in females than in males and this observation is reproduced in the animal’s chronic variable stress model. This study therefore enhanced knowledge about depression’s genetics and shows that animal models can be effectively used to reproduce a depressive state in animals.

Contexte : En moyenne, les garçons consomment du cannabis à un plus jeune âge et plus fréquemment que les filles. Ces écarts entre les sexes pourraient être influencés par le contexte scolaire et le sentiment d’appartenance à l’école puisque l’environnement social affecterait différemment la consommation des garçons et les filles. Cette recherche étudie la présence d’une potentielle variation entre écoles et d’un potentiel effet du sentiment d’appartenance sur l’écart dans la consommation de cannabis des garçons et des filles. Méthodes : Des régressions multiniveaux ont été réalisées à l’aide des données issues du questionnaire COMPASS-Québec de 2017 complété par 6 185 adolescents de 11 écoles secondaires. Résultats : Globalement, bien que les garçons consommaient plus fréquemment du cannabis que les filles, un sentiment d’appartenance plus élevé était associé à une initiation à la consommation à un âge plus tardif et une consommation moins fréquente. La différence de consommation mensuelle de cannabis entre les sexes variait selon l’école et selon le sentiment d’appartenance à l’école. Chez les élèves les moins connectés à leur école (quartile 1), les filles avaient un risque de consommation mensuelle similaire aux garçons, alors que les filles avaient un risque plus faible de 75 % par rapport aux garçons chez les élèves les plus connectés (quartile 4). Aucune différence entre les garçons et les filles n’a été observée avec la consommation précoce de cannabis, et ce, peu importe le niveau du sentiment d’appartenance. Conclusion : Les programmes en milieu scolaire ont avantage à développer le sentiment d’appartenance à l’école pour réduire la consommation de cannabis des élèves. En complémentarité, des interventions visant spécifiquement la consommation des garçons sont à envisager puisque le sentiment d’appartenance à l’école semble être un facteur protecteur plus fort chez les filles que chez les garçons. / Texte en français, comprend un article en anglais