Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdorales, 2016-2017 / Cette thèse synthétise la conception d'une plateforme de marche destinée à la réadaptation des membres inférieurs pour le mouvement de la marche. L'automatisation du travail des thérapeutes, la réduction de leur charge de travail et la diversification des exercices pour les patients est un atout par rapport aux outils existants sur le marché tels que les tapis roulants ou les allées instrumentées pour la réadaptation. La conception d'une interface de locomotion pour la simulation de la marche présente des défis en terme de performance et de stabilité du mécanisme, de même que pour assurer la sécurité de l'utilisateur. L'équilibre de l'utilisateur doit être préservé grâce à une interaction humain-robot souple durant la phase d'élancement du pied et une sensation de rigidité lors de la phase d'appui. Dans un premier temps, la thèse présente le mouvement de la marche humaine pour trois types de milieux, c'est-à-dire la marche au sol, la marche d'escalier ascendante et la marche d'escalier descendante. Entre autres, le chapitre 1 cible les points essentiels de la cinématique et de la dynamique des membres inférieurs afin d'établir les exigences physiques pour la conception de la plateforme de marche. Le chapitre 2 introduit l'architecture mécanique de l'interface de locomotion basé sur deux systèmes indépendants de courroies déplaçant les deux effecteurs dans les translations horizontale et verticale, correspondant au plan sagittal dans lequel la majeure partie du mouvement de marche s'effectue. L'architecture du routage de courroies découple les degrés de liberté et simplifie ainsi la commande de la plateforme en séparant chaque degré de liberté en système indépendant. Cette architecture augmente également le rendement des efforts articulaires transmis aux effecteurs comparativement à un système dont les degrés de liberté sont co-dépendants. La thèse introduit ensuite la commande mise en place pour l'interaction entre le mécanisme et l'opérateur. Les exigences cinématiques et dynamiques diffèrent selon la phase d'élancement et la phase d'appui de la marche. Ainsi, le chapitre 3 présente la stratégie mise en place dans la direction horizontale pour minimiser les forces d'interaction entre l'utilisateur et l'effecteur. La commande en force permet, dans un premier temps, de diminuer l'inertie apparente de l'effecteur ressentie par l'utilisateur. Par la suite, un mécanisme passif à câbles est utilisé en tant qu'interface pour réduire davantage l'impédance ressentie du système. Le chapitre 4, quant à lui, décrit la stratégie mise en place pour gérer la phase d'appui de la marche afin de générer la contrainte rigide nécessaire à la simulation du sol virtuel. Le chapitre introduit la commande pour générer la limite virtuelle ainsi que la mise en place du système d'équilibrage statique à ressort à gaz pour diminuer le travail des moteurs et supporter le poids de la personne. Finalement, le chapitre 5 introduit la commande haut niveau pour générer le mouvement infini sur l'interface de locomotion avec un algorithme de recul, ramenant l'utilisateur dans la direction opposée à son mouvement pour générer l'espace nécessaire aux prochaines phases de marche, dans la direction horizontale comme pour le fonctionnement d'un tapis de course et dans la direction verticale, comme pour le fonctionnement d'un escalier mécanique inversé. / This thesis summarizes the design of a locomotion interface for gait rehabilitation. The aim of the mechanism is to alleviate the workload of therapists by automating the repetitive movements involved in the rehabilitation exercises. Moreover, by offering a larger panel of exercises, the locomotion interface should be an asset compared to standard treadmills or rehabilitation walkways. Walking simulation is a challenge in terms of performance, power and safety since the mechanism includes the user in the workspace of the effectors. The balance of the user should be ensured during the swing phase with a reduced human-robot interaction and reliable during the stance phase. First, Chapter 1 describes the walking motion, the stair climbing up and down movement and highlights their main kinematic and dynamic features. Chapter 2 then introduces the architecture of the locomotion interface based on independent belt routings which transmit the movement to two end-effectors that carry the user. Each foot platform has two degrees of freedom (dofs) corresponding to the horizontal and vertical translations in the sagittal plane. Decoupling the dofs simplifies the control of the locomotion interface and increases the efficiency of the torque of the motor sent to the end-effectors compared to systems with co-dependent degrees-of-freedom. Then, the thesis presents the strategies used to supervise the human-robot interaction. The kinematic and dynamic requirements are different during the swing phase and the stance phase of the human gait. Therefore, Chapter 3 introduces the force controllers that lighten the apparent inertia of the mechanism as well as the additional mechanism based on passive cables in order to further alleviate the impedance of the effector. Chapter 4 presents the controller that generates the vertical virtual constraint in order to produce the required reliable floor during the stance phase. The rendering of the virtual environment is improved with the implementation of a static balancing system based on gas springs that alleviates the workload of the motors that handle the weight of the user. Finally, Chapter 5 introduces the cancellation algorithm that generates the infinite environment. Horizontally, the user is brought backward such as on a treadmill. Vertically, the user is moved in the opposite direction of his/her movement such as in a reversed escalator.

Dans les 45 dernières années, j’ ai passé plusieurs milliers d’heures à pratiquer sans jamais vraiment me demander si ce que je faisais était adéquat et/ou optimal . Je pratiquais presqu’à tous les jours, du matin au soir, souvent jusqu’à l’épuisement ... et je recommençais le lendemain! C’est ce que je faisais parce que c’était comme cela qu’on devait faire pour s’améliorer. La Vie a été bonne pour moi; ces heures de travail (de labeurs!) m’ont permis d’atteindre un certain niveau musical me permettant de vivre par et pour la Musique. Parallèlement, courir un marathon a longtemps été, pour moi, un projet inaccessible. Malgré mon assiduité à l’entraînement, malgré une discipline spartiate, malgré une condition physique et médicale plus qu’adéquate, je n’arrivais jamais à augmenter mon rythme d’entraînement pour espérer pouvoir courir 42.2 kilomètres. Tout cela a changé le jour où je me suis procuré un programme d’entraînement à l’intention du coureur débutant qui désirait courir un marathon. J’ai scrupuleusement suivi ledit programme et, 16 semaines plus tard, je courais mon premier marathon en un peu plus de 4 heures. De ces deux pôles de ma vie émergent certains traits de caractère que d’aucun s'associeraient à la détermination, la discipline et le désir de réussir. Mais qu’aurait pu être ma carrière si ces qualités avaient été exploitées dans un cadre aussi strict et formel qu’un programme d’entraînement? À la différence des musiciens, et pour des raisons tant sociologiques qu’économiques, les athlètes de tous niveaux bénéficient généralement d’un solide encadrement, d’un soutien financier bien établi, d’une préparation globale plus méthodique et de l’apport significatif d’avancées scientifiques, permettant ainsi de mieux canaliser le talent brut en vue de la performance ultime menant à la victoire. Les musiciens, quant à eux, progressent surtout par méthode empirique, où essais et erreurs constituent la norme. Est-ce que le milieu de la musique peut s’inspirer des méthodes et/ou principes d’entraînement utilisés dans le milieu du sport? Ce document de recherche constitue le résultat de plusieurs années de réflexion visant à optimiser la performance musicale dans un contexte éminemment exigeant : les attentes élevées que chaque musicien porte en lui!

La théorie piagétienne permet d'évaluer les structures cognitives sollicitées lors de la présentation de situations à résolution de problèmes comme celles de mise en relation du temps, de l'espace et de la vitesse (les notions cinématiques). On observe, en cours de développement de ces notions, l'application d'algorithmes de raisonnement associés à des réponses caractéristiques. Le modèle de Crépault identifie certains de ces algorithmes. Des réponses conformes aux prédictions du modèle ont été observées lors de l'administration de problèmes de physique cinématique à des sujets adultes. Deux variantes d'une méthode métacognitive, introduites pour maximiser les performances des sujets expérimentaux, en facilitant leur représentation des problèmes, ont été testées. Contrairement à ce qui était attendu, elles ont été associées à une chute des performances et semblent avoir généré de la confusion.

L'objectif de l'étude était d'évaluer le lien entre la variabilité de la fréquence cardiaque (VFC) et le fonctionnement cognitif en tant que mécanisme sous-tendant l'effet bénéfique de l'activité physique (AP) sur la cognition. Les données de sept personnes âgées (65-81 ans) présentant un trouble cognitif léger (TCL) et des symptômes neuropsychiatriques, issues d'un plus vaste projet d'intervention en AP, ont été utilisées. Les mesures de la VFC, du fonctionnement cognitif (attention, mémoire et fonctions exécutives), des symptômes neuropsychiatriques et de la capacité cardiorespiratoire ont été réalisées avant et après un programme d'entraînement aérobie d'intensité élevée d'une durée de 12 semaines. Des analyses corrélationnelles ont été utilisées au prétest afin de valider la présence d'un lien entre la cognition et la VFC, ainsi que certaines variables confondantes (symptômes neuropsychiatriques et capacité cardiorespiratoire). Les changements bruts survenus entre le prétest et le posttest ont ensuite été décrits de manière exploratoire à l'aide de trois participants pour qui les données étaient disponibles. Les résultats des analyses corrélationnelles indiquent qu'une plus faible VFC et une plus grande capacité cardiorespiratoire sont associées de manière significative à de meilleures performances cognitives. Ces résultats sont appuyés par les changements bruts survenus entre le prétest et le posttest malgré l'hétérogénéité, possiblement liée à la présence des variables confondantes. La capacité cardiorespiratoire est améliorée chez tous les participants, alors que la VFC est diminuée chez un participant qui a pourtant des performances améliorées dans les différents domaines cognitifs évalués. En somme, les résultats suggèrent qu'une plus grande capacité cardiorespiratoire est associée à de meilleures capacités cognitives, indépendamment de l'activité du système parasympathique, et l'amélioration de la capacité cardiorespiratoire à la suite d'un programme d'entraînement serait davantage liée à l'amélioration des performances cognitives chez des aînés sédentaires présentant un TCL.

Les crises sont omniprésentes dans le monde organisationnel. Pour faire face à ces situations, les organisations se fient à leurs équipes de gestion de crise, composées habituellement de membres provenant de différents domaines et possédant divers types d’expertise, pour bien gérer ces situations. Comment les membres de ces équipes réussissent-ils ou ne réussissent-il pas à s’entendre et à cadrer collectivement une situation de crise, étant donné leurs antécédents variés? La présente étude propose de répondre à cette question à partir d’une perspective interactionnelle en analysant une sélection d’extraits audio-visuels tirés de trois exercices de gestion de crise réalisés dans la province de l’Ontario. Cinq extraits pertinents ont été retenus pour l’analyse interactionnelle qui a permis de décrire le rôle important de certaines figures dans le cadrage d’une gestion de crise. Les figures correspondent à ce qui compte dans la situation, c’est-à-dire aux préoccupations, aux intérêts et aux attentes des représentants autour de la table. Ces figures sont placées au premier plan dans le cadrage des individus et sont ensuite animées ou non par les membres du groupe de coordination communautaire. C’est seulement lorsque ces différentes préoccupations sont articulées, prises en compte et négociées que le cadrage de la situation de crise peut évoluer collectivement. / Crises are omnipresent in the organizational world. To face these situations, organizations rely on their crisis management teams, mainly made up of members from different fields and with different types of expertise, to better manage these situations. How do members of crisis management teams succeed or fail to succeed in understanding each other and in collectively framing the crisis situation, when each and everyone’s background differs? From an interactional perspective, the current study proposes to respond to this question by analyzing a selection of audiovisual excerpts taken from three crisis management exercises conducted in the province of Ontario. Five relevant excerpts were chosen for the interactional analysis, which helped describe the role certain figures play in the framing of crisis management. Figures refer to what count in a situation, in other words, the representatives’ preoccupations, interests and expectations. These figures are placed in the foreground of the individuals’ framing and are thereafter either animated or not by members of the community control group. Only when these different preoccupations are articulated, taken into account and negotiated can the framing of the crisis situation evolve collectively.

La thématique générale des travaux de la thèse porte sur l’utilisation des Technologies de l’information et de la communication afin de promouvoir l’activité physique et limiter les troubles dus à la sédentarité. Ils s’inscrivent dans le cadre d’un projet qui vise à développer une solution d’évaluation de la motricité des sujets humains à faible coût, en utilisant des capteurs inertiels embarqués. L’objectif du présent travail de thèse est d’évaluer les capacités posturales au travers deux exercices de Yoga. En premier lieu, nous avons validé l’utilisation des dispositifs BodyTrack, par rapport à un système de référence (Plateforme de force), dans le cadre de l’évaluation des oscillations posturales. Ensuite, une méthodologie est proposée afin d’évaluer la performance motrice selon 3 facteurs. Le premier considère le maintien de l’équilibre postural lors des phases statique des deux exercices. Le deuxième facteur évalue la durée de ces phases statiques et le troisième permet de vérifier la bonne exécution de la posture. L’ensemble des facteurs mesurés permet de construire une vue d’ensemble de l’exercice effectué et rend compte de la performance motrice. / Balance is a key element for daily activities, that’s making balance training, is important for ev eryone. In the aim of promoting physical activity and changing exercise behaviour, BodyScoring’s balance application, using an inexpensive mobile device provided with accelerometers, gyroscope and magnetometer, proposes tow Yoga exercises (‘Tadasana and Vrksasana’), for balance improvement, an d calculates a score to determine the level skills and share it with friends. First, this thesis examines th e validity, reliability and the sensitivity of accelerometer data by comparing them to force platform data. Second, a postural scoring system is developed. Based on three key factors, it allows evaluating the postural performance, the duration and the appropriate execution of the exercise. The graphical re presentation of the score has allowed a straightforward and simple interpretation of results.

Les objectifs de ce travail étaient d'analyser les réponses physiologiques au cours d'exercices intermittents en course à pied et de déterminer i) un test d'évaluation de la vitesse maximale aérobie (VMA) adapté aux exercices intermittents ; ii) les exercices intermittents permettant une sollicitation maximale de la consommation d'oxygène (VO2max) ; iii) les facteurs physiologiques et neuromusculaires limitant la durée des exercices intermittents.La première étude a permis de montrer que la réalisation d'un exercice intermittent alternant des périodes d'effort de 30 s avec des périodes de récupération de 30 s (30s-30s), à la VMA atteinte à la fin du test intermittent incrémental 45-15FIT, permettait à la fois de réaliser un grand nombre de répétitions et de solliciter un fort pourcentage de la VO2max pendant la durée de l'exercice. Lors de la seconde étude nous avons montré que les exercices intermittents de type 5s-15s, 30s-30s et 60s-60s, courus à la VMA permettaient de solliciter un fort pourcentage de la VO2max. L'exercice intermittent de type 30s-30s est celui qui permet néanmoins de réaliser le plus grand nombre de répétitions. Une part plus importante de la glycolyse dans la production d'énergie réduit le nombre de répétitions lors de l'exercice de type 60s-60s par rapport à l'exercice de type 30s-30s ; une fatigue musculaire causée par un plus grand nombre d'accélérations et de décélérations réduit quant à elle le nombre de répétitions lors de l'exercice de type 15s-15s, par rapport à l'exercice de type 30s-30s. Les résultats de la troisième étude ont confirmé que les exercices intermittents de type 5s-15s, courus à la VMA, induisaient une fatigue musculaire plus importante, due essentiellement aux nombreuses accélérations et décélérations. Il a également été montré qu'à la suite d'un exercice pré-fatigant des muscles extenseurs du genou (contractions musculaires évoquées par électromyostimulation vs contractions volontaires isométriques), le nombre de répétitions lors de l'exercice intermittent 30s-30s était réduit, mais que le pourcentage de temps passé à plus de 90% de la VO2max n'était pas diminué par rapport à la réalisation sans pré-fatigue.L'ensemble de nos travaux permettent de définir un ensemble d'exercices intermittents qui, lorsqu'ils sont courus à la VMA évaluée lors du test 45-15FIT, permettent d'atteindre un niveau élevé de sollicitation du système aérobie, dont l'exercice de type 30s-30s pourrait constituer un exercice "standard"

Les crises sont omniprésentes dans le monde organisationnel. Pour faire face à ces situations, les organisations se fient à leurs équipes de gestion de crise, composées habituellement de membres provenant de différents domaines et possédant divers types d’expertise, pour bien gérer ces situations. Comment les membres de ces équipes réussissent-ils ou ne réussissent-il pas à s’entendre et à cadrer collectivement une situation de crise, étant donné leurs antécédents variés? La présente étude propose de répondre à cette question à partir d’une perspective interactionnelle en analysant une sélection d’extraits audio-visuels tirés de trois exercices de gestion de crise réalisés dans la province de l’Ontario. Cinq extraits pertinents ont été retenus pour l’analyse interactionnelle qui a permis de décrire le rôle important de certaines figures dans le cadrage d’une gestion de crise. Les figures correspondent à ce qui compte dans la situation, c’est-à-dire aux préoccupations, aux intérêts et aux attentes des représentants autour de la table. Ces figures sont placées au premier plan dans le cadrage des individus et sont ensuite animées ou non par les membres du groupe de coordination communautaire. C’est seulement lorsque ces différentes préoccupations sont articulées, prises en compte et négociées que le cadrage de la situation de crise peut évoluer collectivement. / Crises are omnipresent in the organizational world. To face these situations, organizations rely on their crisis management teams, mainly made up of members from different fields and with different types of expertise, to better manage these situations. How do members of crisis management teams succeed or fail to succeed in understanding each other and in collectively framing the crisis situation, when each and everyone’s background differs? From an interactional perspective, the current study proposes to respond to this question by analyzing a selection of audiovisual excerpts taken from three crisis management exercises conducted in the province of Ontario. Five relevant excerpts were chosen for the interactional analysis, which helped describe the role certain figures play in the framing of crisis management. Figures refer to what count in a situation, in other words, the representatives’ preoccupations, interests and expectations. These figures are placed in the foreground of the individuals’ framing and are thereafter either animated or not by members of the community control group. Only when these different preoccupations are articulated, taken into account and negotiated can the framing of the crisis situation evolve collectively.

Le POCIS (Polar Organic Chemical Integrative Sampler) est un outil d'échantillonnage intégratif alternatif aux techniques d'échantillonnages classiques (ponctuelle ou automatisée) dédié à la mesure de micropolluants organiques relativement hydrophiles dans les eaux. Cet outil permet d'intégrer les concentrations dans le temps (CTWA, Time-Weighted Average Concentration) et, dans certains cas, d'abaisser les limites de quantification. Une revue bibliographique détaillée a montré la forte variabilité des données de performances du POCIS mesurées en laboratoire (notamment les taux d'échantillonnage ou Rs). Cette variabilité résulte en majeure partie de systèmes expérimentaux d'étalonnage différents selon les études et pas toujours renseignés. Dans la littérature, les CTWA obtenues in situ sont comparées aux concentrations obtenues après échantillonnage classique, tel que mis en œuvre actuellement dans les programmes de surveillance européens ; ces concentrations sont dans la plupart des cas du même ordre de grandeur, même si elles ne représentent pas tout à fait la même information. Avec comme objectif d'obtenir des CTWA les plus justes et robustes possibles, nous avons étudié le comportement du POCIS « pharmaceutique » en laboratoire vis-à-vis de 56 micropolluants (hormones, pharmaceutiques, alkylphénols, pesticides, filtre UV), dans un système expérimental d'étalonnage conçu spécifiquement pour contrôler l'ensemble des conditions expérimentales ayant une influence sur les Rs. Nous avons ainsi déterminé 43 Rs robustes et démontré que le POCIS est bien adapté à l'échantillonnage de la plupart des molécules étudiées. De plus, l'allure des cinétiques d'accumulation est expliquée à l'aide des propriétés physico-chimiques des molécules (log D , surface polaire). Cinq homologues deutérés ont été identifiés en tant que PRC (Performance Reference Compounds), c'est-à-dire qu'ils peuvent être utilisés pour corriger les différences de conditions entre le laboratoire et le terrain. Nous avons également comparé le POCIS au Chemcatcher « polaire » en laboratoire et montré qu'en terme de domaine d'application et de performances, le POCIS est mieux adapté pour les micropolluants étudiés. Enfin, nous avons testé la justesse et la robustesse du POCIS lors de deux essais inter-laboratoires (EIL). Le premier EIL, portant sur l'étalonnage de l'outil en laboratoire, a démontré la robustesse de ses performances pour 3 pesticides. Le deuxième EIL in situ a démontré la pertinence du POCIS pour échantillonner des hormones, des pharmaceutiques et des pesticides dans un effluent de station d'épuration. Cette thèse permet d'avancer dans le domaine des connaissances sur l'outil POCIS et de favoriser son application dans le cadre de la directive sur l'eau / The POCIS (Polar Organic Chemical Integrative Sampler) is an alternative integrative sampling tool to conventional sampling methods (grab or automated) for measuring hydrophilic organic micropollutants in water. This tool permits to supply time-weighted average concentrations (TWAC) and, sometimes, to decrease limits of quantification. A detailed bibliographic review showed the important variability of POCIS performance data measured in laboratory (notably the sampling rates or Rs). This variability is in majority due to different experimental calibration systems, not always well detailed, among studies. In the literature, in situ TWAC are compared to concentrations from conventional sampling, actually used in European monitoring programs ; these concentrations are generally of the same order of magnitude, even if they do not represent the same information. In order to obtain accurate and robust TWAC, we studied in laboratory the “pharmaceutical” POCIS behavior for 56 micropollutants (hormones, pharmaceuticals, alkylphenols, pesticides, UV filter), in a calibration system specifically made for controlling the whole experimental conditions having an influence on Rs. We determined 43 robust RS and demonstrated that POCIS is well adapted for sampling most of studied molecules. Moreover, the pattern of kinetic accumulations is explained using molecule physical-chemical properties (log D, polar surface). Five deuterated homologues were identified as PRCs, meaning that they can be used for correcting differences in conditions between the laboratory and the field. We also compared the POCIS with the “polar” Chemcatcher and we showed that in term of application field and performances, the POCIS is better adapted for studied micropollutants. At last, we tested the accuracy and the robustness of the POCIS during two inter-laboratory studies (ILSs). The first ILS, dealing with the laboratory calibration of the tool, demonstrated performance robustness for 3 pesticides. The second in situ ILS demonstrated the relevance of the POCIS for sampling hormones, pharmaceuticals and pesticides from a waste water treatment plant effluent. This thesis permits to improve knowledge on the POCIS and to promote its application for the water framework directive

L’insuffisance cardiaque chronique est une maladie systémique où des dysfonctions périphériques viennent s’ajouter à l’incapacité du cœur à assurer un débit cardiaque adéquat aux tissus métabolisants. Parmi des dysfonctions périphériques, l’atrophie ainsi que la perte de force et d’endurance musculaire jouent un rôle primordial et contribuent largement à la genèse des symptômes majeurs de l’insuffisance cardiaque chronique, c’est à dire la fatigue, la dyspnée et l’intolérance à l’effort.<p>Ce n’est que depuis le début des années 1990 que des études ont montré que le réentraînement à l’effort pouvait être bénéfique pour le patient insuffisant cardiaque chronique; auparavant, il était considéré comme contre-indiqué.<p>La méthodologie d’entraînement proposée à cette époque aux patients était un entraînement de l’endurance cardio-vasculaire, le renforcement musculaire n’y avait pas sa place car on craignait que l’impact hémodynamique de ce type d’entraînement risquerait de détériorer la fonction cardiaque encore plus. Des études menées sur des contractions musculaires de type isométrique montraient en effet une diminution de la fonction cardiaque pendant l’entraînement. Cependant, les contraintes imposées pendant les exercices de renforcement musculaire dynamique (encore appelés « résistifs ») ne correspondent nullement à celles du renforcement isométrique. Des études sur des personnes saines ont montré que le renforcement musculaire est plus adapté à induire des améliorations du volume et de la force musculaire que l’entraînement de l’endurance cardio-vasculaire.<p>Le but de nos travaux a donc été de vérifier si l’introduction du renforcement musculaire, en complément de l’entraînement cardio-vasculaire ou bien comme entraînement à part entière, pouvait apporter un bénéfice supplémentaire chez l’insuffisant cardiaque chronique par son aptitude, du moins théorique, à mieux corriger certains aspects des dysfonctions musculaires.<p><p><p>Il s’agissait, dans les différentes études que nous avons menées, de vérifier qu’un entraînement composé de renforcement musculaire (au moins partiellement) chez le patient insuffisant cardiaque chronique:<p>-\ / Doctorat en Sciences de la motricité / info:eu-repo/semantics/nonPublished