Bien que l’utilisation précoce de gestes communicatifs par de jeunes enfants soit reconnue comme étant étroitement liée au développement du langage (e.g., Colonnesi et al., 2010), la nature des liens gestes–langage doit encore être clarifiée. Cette thèse a pour but d’étudier la production de gestes de pointage au cours du développement afin de déterminer si la relation prédictive et facilitatrice entre les gestes et l’acquisition du langage implique des fonctions spécifiques du pointage, en association avec des caractéristiques spécifiques en terme de forme de mains, regard et vocalisations. De plus, une attention particulière a été apportée à l’étude des préférences manuelles dans le but de mieux comprendre le développement de la spécialisation hémisphérique gauche pour les comportements communicatifs. Nos résultats ont révélé des relations complexes entre le langage, les gestes communicatifs et les activités de manipulation, qui dépendent de la fonction des gestes (i.e., pointage impératif versus déclaratif) et des étapes spécifiques de l’acquisition du langage. Les gestes déclaratifs sont plus étroitement associés au développement de la parole que les gestes impératifs, au-moins avant la période d’explosion lexicale. De plus, la comparaison des patterns de préférence manuelle chez l’enfant et l’adulte a montré une plus grande proximité pour les gestes que pour la manipulation d’objet. L’asymétrie manuelle droite pour les gestes communicatifs est ainsi établie à des stades précoces, ce qui suggère un rôle primordial des gestes dans la spécialisation hémisphérique.Finalement, nos résultats ont mis en évidence l’existence d’un système de communication dans l’hémisphère cérébral gauche contrôlant à la fois la communication gestuelle et verbale, qui pourrait avoir une origine phylogénétique ancienne (e.g., Corballis, 2010). Par conséquent, le présent travail peut améliorer notre compréhension des origines du langage, y compris des mécanismes de la spécialisation cérébrale pour les comportements communicatifs. / Even though children’s early use of communicative gestures is recognized as being closely related to language development (e.g., Colonnesi et al., 2010), the nature of speech–gestures links still needs to be clarified. This dissertation aims to investigate the production of pointing gestures during development to determine whether the predictive and facilitative relationship between gestures and language acquisition involves specific functions of pointing, in association with specific features in terms of hand shape, gaze and accompanying vocalizations. Moreover, special attention was paid to the study of hand preferences in order to better understand the development of left hemisphere specialization for communicative behaviors. Our results revealed complex relationships between language, communicative gestures and manipulative activities depending on the function of gestures (i.e., imperative versus declarative pointing) as well as on specific stages of language acquisition. Declarative gestures were found to be more closely associated with speech development than imperative gestures, at least before the lexical spurt period. In addition, the comparison of hand-preference patterns in adults and infants showed stronger similarity for gestures than for object manipulation. The right-sided asymmetry for communicative gestures is thus established in early stages, which suggests a primary role of gestures in hemispheric specialization.Finally, our findings have highlighted the existence of a left-lateralized communication system controlling both gestural and vocal communication, which has been suggested to have a deep phylogenetic origin (e.g., Corballis, 2010). Therefore, the present work may improve current understanding of the evolutionary roots of language, including the mechanisms of cerebral specialization for communicative behaviors.

Le Trouble Développemental de la Coordination (TDC) se caractérise par une altération des habiletés motrices. Si le déficit du contrôle moteur est univoque, les études testant un déficit d'apprentissage procédural moteur restent peu nombreuses et aboutissent à des résultats divergents. L'objectif principal de ce travail est de mettre en évidence les conditions dans lesquelles les enfants présentant un TDC manifestent ou non un déficit d'apprentissage procédural et de la mémoire procédurale. Quatre études ont été menées pour comparer l'apprentissage procédural moteur d'enfants présentant un TDC et d'enfants contrôles. Nous avons testé des tâches comportementales d'apprentissage variées telles que l'apprentissage d'une nouvelle coordination bimanuelle, l'apprentissage de séquences perceptivo-motrices et l'apprentissage de séquences motrices rythmiques dans différentes conditions. Nous avons investigué les corrélats cérébraux fonctionnels et structurels associés, en utilisant l'électroencéphalographie ou l'imagerie par résonance magnétique. Les résultats indiquent des différences comportementales et cérébrales lors de tâches d'apprentissage, révélées par des variables spécifiques. De plus, certaines conditions expérimentales ont amélioré l'apprentissage procédural et la mémoire procédurale des enfants présentant un TDC. Ces résultats amènent à penser que les conditions favorisant l'apprentissage et la mémoire procédurale des enfants présentant un TDC pourraient contribuer à une meilleure prise en charge. / Developmental Coordination Disorder (DCD) is characterized by impaired motor skills. While the motor control deficit is unambiguous, studies testing motor procedural learning are few and lead to contradictory results. The main objective of this work is to understand the conditions under which children with DCD demonstrate a procedural learning and procedural memory deficits. Four studies were conducted to compare the motor procedural learning of children with and without DCD. We tested various learning behavioural tasks such as learning a new bimanual coordination, learning perceptual-motor sequences and learning rhythmic motor sequences in different conditions. We investigated the associated functional and structural brain correlates, using electroencephalography and magnetic resonance imaging. The results indicate some behavioural and brain differences during learning tasks, revealed by specific variables. In addition, some experimental conditions have improved the procedural learning and procedural memory of children with DCD. These results suggest that conditions in which procedural learning and memory of children with DCD are improved could contribute to better therapeutic interventions.

L'indice foliaire (LAI) est une variable clé pour l'étude du fonctionnement des surfaces végétales car elle conditionne les échanges de carbone et d'eau avec l'atmosphère. Les méthodes de mesures indirectes fournissent des estimations de LAI à partir de mesures de la fraction de trou in situ. Les méthodes d'estimation du LAI par inversion de modèle de réflectance à partir de données satellitaires utilisent généralement des modèles unidimensionnels car ils nécessitent peu de paramètres d'entrée. Dans les deux cas, les modèles reposent sur l'hypothèse que les éléments sont distribués de façon aléatoire au sein du couvert, ce qui est rarement le cas en réalité.<br />Dans ce contexte, le travail réalisé a pour objectif principal d'évaluer l'apport de l'utilisation d'un coefficient d'agrégation dans la simulation du transfert radiatif de couverts végétaux hétérogènes, en vue d'améliorer les estimations de LAI par inversion de modèles turbides.<br />Dans la première partie du travail, nous avons évalué les estimations de LAI fournies par le logiciel de traitement de photographies hémisphériques CAN_EYE, dont l'intérêt principal est d'estimer le LAI avec ou sans prise en compte de l'agrégation des feuilles. L'évaluation a été réalisée par comparaison avec des mesures destructives effectuées sur des cultures de blé, maïs et tournesol. Les résultats montrent que l'utilisation d'un coefficient d‘agrégation permet d'améliorer sensiblement les estimations de LAI. Toutefois, l'analyse suggère que le calcul du coefficient d'agrégation dans CAN_EYE avec la méthode de Lang et Xiang (1986) doit être amélioré.<br />Dans la deuxième partie du travail, nous avons analysé si l'introduction d'un coefficient d'agrégation dans un modèle de réflectance unidimensionnel permettait d'améliorer les simulations de la réflectance bidirectionnelle (FDRB), à l'échelle de la parcelle et du paysage. Pour cela, nous avons pris comme référence des simulations de FDRB issues d'un modèle 3D, le modèle DART (Gastellu et al., 1996). A l'échelle de la parcelle, nous avons montré l'intérêt du coefficient d'agrégation pour simuler la FDRB d'une parcelle de maïs dans la bande spectrale du rouge. Dans le PIR, l'utilisation d'un modèle unidimensionnel donne de meilleurs résultats. A l'échelle d'un paysage agricole, l'hétérogénéité sub-parcellaire semble être le facteur primordial et sa prise en compte avec un coefficient d'agrégation dans le rouge permet d'améliorer les simulations de la FDRB avec un modèle unidimensionnel. Une étude préliminaire a permis de mettre en évidence que les estimations de LAI par inversion pourraient être sensiblement améliorées si ce coefficient est introduit pour simuler la FDRB dans le visible.

Cette étude est dédiée à l'influence du fraisage de finition avec outil à extrémité hémisphérique sur l'intégrité de surface et la durée de vie en fatigue de pièces en acier bainitique à haute limite d'élasticité. L'intégrité de surface - microgéométrie, contraintes résiduelles et écrouissage - est caractérisée expérimentalement pour différentes valeurs des paramètres d'usinage, dont l'angle d'inclinaison de l'outil. L'hétérogénéité du champ de contraintes résiduelles perpendiculairement aux sillons générés par l'outil est mise en évidence à différentes profondeurs. Des essais de fatigue en flexion sur éprouvettes brutes d'usinage ou polies, avec ou sans traitement thermique de relaxation des contraintes résiduelles, mettent en évidence l'influence de l'intégrité de surface sur la tenue en fatigue. Des essais de fatigue en traction avec mesures d'auto-échauffement mettent en évidence une compétition entre mécanismes de micro-plasticité et de micro-fissuration. Une approche hybride est proposée pour prévoir l'état mécanique de la pièce usinée après fraisage. L'effet sur la surface usinée d'un chargement thermo-mécanique équivalent à l'opération de coupe et déduit d'essais d'usinage instrumentés est alors simulé numériquement sans modéliser l'enlèvement de matière. Une approche probabiliste est proposée pour prévoir l'influence de l'intégrité de surface sur la tenue en fatigue. Cette approche, restreinte au cas où le mécanisme de microfissuration est prédominant est validée grâce à la prise en compte de la microgéométrie. Le modèle est alors de type mécanique de la rupture et basée sur une mesure de la population de tailles d'entaille au fond des creux générés par l'outil.

Il apparaît, suite aux résultats de plusieurs études comportementales et d’imagerie cérébrale, que les hormones gonadiques peuvent moduler le fonctionnement cérébral chez la femme. Les asymétries cérébrales fonctionnelles (ACFs), en particulier, changeraient en fonction du niveau de progestérone et d’œstrogène. On a également observé que lorsque le taux d’œstrogène est bas, les performances aux tâches impliquant l’hémisphère droit sont améliorées. Par contre, les preuves de l’action physiologique de ces deux hormones sur le cerveau ne sont pas très nombreuses. Le peu d’études d’électrophysiologie cognitive qui ont porté sur les effets du cycle menstruel ont rapporté que la composante P300 y serait sensible. Aucune n’a cependant utilisé une tâche d’habileté spatiale ou de rotation mentale qui sont connues pour impliquer davantage l’hémisphère droit. Le but de la présente étude est de documenter les changements électrocorticaux reliés aux variations hormonales lors d’une tâche de rotation mentale. Notre hypothèse de départ est que le taux d’œstrogène influencera l’activité électrocorticale et la latéralisation. Les potentiels évoqués cognitifs ont été comparés chez les mêmes femmes (n=12) lors d’une tâche de rotation mentale, répétée à deux périodes du cycle menstruel. Nos résultats démontrent que la condition de rotation induit une latéralisation de l’activité pariétale, vers l’hémisphère gauche, quand le niveau d’œstrogène est bas. Par contre, lorsque le niveau d’œstrogène est élevé, il n’y a aucune latéralisation. Par ailleurs, nous avons observé une augmentation de l’amplitude de la P300 lors du niveau oestrogénique élevé. En conclusion, les fluctuations oestrogéniques du cycle menstruel ont un impact sur la latéralisation de l’activité électrocorticale, lors d’un effort de rotation mentale. / After many behavioral and some neuroimaging studies, it appears that the gonadic hormones can modulate the neuronal function of women's brain. In particular, the functional cerebral asymmetries can be affected by the level of progesterone and estrogens. It has been observed that when the level of estrogen is low, the performance at task that engages more the right hemisphere is enhanced. However, there is a lack of evidence for the physiological actions of these two hormones on the brain. The few event-related potential studies taking into account the menstrual cycle effects, had noticed that the component P300 can be affected. No electrophysiological study has used a mental rotation task or spatial ability tests which are known for their right hemisphere dominance. The aim of the present research is to document the effect of hormonal variations on the electrocortical activity, using a mental rotation task. Our hypothesis is that estrogen levels affect electrocortical activity and lateralization. The ERPs were compared in the same women (n = 12) during a mental rotation task, repeated over two periods of the menstrual cycle. Our results show a lateralization of the left parietal activity when estrogen levels are low and during the rotation. Whereas when the estrogen level is high, there is no lateralization. In addition, we observed an increase in the amplitude of P300 for this same high level. In conclusion, estrogens fluctuations associated with the menstrual cycle have an impact on the lateralization of electrocortical activity, when a mental rotation is needed.

Les objectifs de ce programme de recherche étaient, d’une part, d’apporter une compréhension critique des techniques non-invasives utilisées dans la localisation et/ou la latéralisation des aires langagières et mnésiques en tenant compte de leurs avantages, de leurs limites propres ainsi que de leur pertinence dans un contexte clinique. D’autre part, d’approfondir notre compréhension de l’organisation cérébrale langagière auprès d’une population de sujets ayant une agénésie du corps calleux en utilisant un protocole de neuroimagerie. Afin de répondre à notre premier objectif, une revue critique de la littérature des méthodes de neuroimagerie utilisées pour la latéralisation et la localisation des aires cérébrales sous-tendant le traitement langagier et mnésique dans le contexte du bilan préchirurgical des patients épileptiques a été effectuée. Ce travail a permis d’identifier que certaines de ces nouvelles techniques et plus spécialement leur combinaison, montrent un potentiel réel dans ce contexte clinique. Cette recherche a également permis de mettre en lumière que ces méthodes ont encore un grand besoin d’être raffinées et standardisées avant d’être utilisées comme remplacement au test à l’amobarbital intracarotidien dans un contexte clinique sécuritaire. Afin de répondre à notre deuxième objectif, nous avons exploré les patrons de latéralisation du langage auprès de six sujets acalleux en utilisant un protocle d’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf). Les résultats indiquent que les individus ayant une agénésie du corps calleux montrent un patron d’activation cérébrale tout aussi latéralisé que nos deux groupes contrôles (QI apparié et QI élevé) lors du traitement du langage réceptif. Les sujets ayant une agénésie du corps calleux montrent également un patron de latéralisation comparable à leur groupe contrôle apparié pour le QI pour la tâche de langage expressif. Lorsque l’on compare les sujets ayant une agénésie du corps calleux au groupe contrôle de QI élevé, ces derniers montrent une latéralisation moins marquée uniquement pour la région frontale lors de la tâche de langage expressif. En conclusion, les résultats de cette étude ne supportent pas l’affirmation que le corps calleux jouerait un rôle inhibiteur essentiel afin de permettre un développement normal de la latéralisation hémisphérique pour le langage. / The goals of this research program were, on the one end, to bring a critical understanding of the non invasive techniques used for the localisation and lateralisation of language and memory functions taking into account their respective advantages, limits and relevance in a patient care context. On the other end, we wanted to deepen our understanding of cerebral language organization in the context of the study of acallosal subjects. To meet our first objective, we performed a comprehensive review of the litterature of neuroimaging methods used in language and memory lateralisation and localisation in the context of presurgical assessment of epileptic patients. In this work, we pointed out that some of these new methodologies and moreover their combinations show an interesting potential for the use in a clinical context. We also pointed out that these methods still need to be refined and standardised before replacing the intracarotid amobarbital test in a safe clinical setting. To meet our second objective, we explored patterns of language lateralization in six individuals with callosal agenesis using a functional magnetic resonance imaging (fMRI) protocol. No differences were found between language lateralization of subjects with agenesis of the corpus callosum and the control groups (High-IQ and IQ-matched) in the receptive speech task. However, for expressive speech, the groups differed with respect to frontal activations, with the acallosal participants showing a more bilateral pattern of activation than the high-IQ participants only. No differences were found in themporal regions. Overall, these results indicate that the corpus callosum is not essential for the establishment of lateralized language functions.

L’objectif de ces travaux de thèse est l’optimisation par une approche expérimentale d’un modèle de micro-fraise hémisphérique en carbure de tungstène revêtu, de diamètre 0,5 mm, destiné à l’usinage des aciers durs. Les données expérimentales obtenues résultent donc de l’usinage d’un acier 40NiCrMo16 à l’état trempé (54 HRC). Les résultats permettent de mettre en évidence certains phénomènes de coupe, d’usure et de comportement dynamique de l’outil liés au procédé, et leur évolution en fonction du type de fraise considéré et des conditions de coupe choisies. La géométrie de l’outil et son comportement dynamique sont ici principalement commentés. Dans un premier temps, l’étude de différentes nuances de carbure, préparation de surface ainsi que l’optimisation des géométries globale et locale des micro-fraises a permis de proposer un modèle optimisé pour notre partenaire outilleur Magafor. Dans un second temps, une approche numérique du micro-fraisage a été utilisée. Un premier modèle de calcul analytique des efforts de coupe a été testé et il a été mis en évidence les limites d’identification des coefficients spécifiques de coupe dans notre cas. Ensuite, une modélisation numérique par éléments finis du micro-fraisage a été réalisée afin d’appréhender l’étude du comportement dynamique des micro-fraises en fonction de la géométrie globale de l’outil développé. / The aim of this PhD work is optimized by experimental approach with 0.5 mm diameter micro-ball-end mills made from micro-grain tungsten carbide and PVD coated for hardened tool steels machining. The experimental data are obtained on machining of hardened steel (54/55HRC), typically used for the production of plastic injection molds. Results permit to highlight some cutting phenomena of wear and dynamic behavior of the process related tool, and changes depending on the type of milling considered and selected cutting conditions. The geometry of the tool and dynamic behavior are primarily discussed here. As a first step, the study of different carbide grades, surface preparation and optimization of global and local geometries of micro-cutters helped provide an efficient model for our partner Magafor toolmaker. In a second step, the modelling of micro-milling is discussed and an analytical model for cutting forces calculation is introduced. It was demonstrated the identifying limits of the specific cutting coefficients in our case. Then, a test of finite element modelling of micro-milling is made in order to estimate the potential of such a method for the study of the dynamic behaviour of micro-mills.

Un aspect fondamental du contrôle attentionnel réside dans la capacité du sujet à anticiper l’apparition d’un stimulus afin de rendre son traitement plus rapide et plus efficace. L'attention préparatoire (AP) est la capacité de moduler (rehausser) l’intensité de l’attention dirigée vers un stimulus sélectionné avant son apparition, en empêchant que le sujet soit distrait par une information non pertinente. Certaines études soutiennent que l’AP est latéralisée dans l’hémisphère droit (HD) alors que d’autres suggèrent que les deux hémisphères, l’hémisphère gauche (HG) et l’HD, sont impliqués dans la modulation de l’AP. L’objectif de cette thèse est d’analyser le rôle joué par chaque hémisphère cérébral dans la modulation de l’AP dirigée vers une localisation de l’espace. Nous avons développé une version latéralisée du test APT (pour Attentional Preparatory Test, proposé par LaBerge, Auclair & Siéroff, 2000), le LAPT (Lateralized Attentional Preparatory Test). L’APT permet de mesurer la capacité des sujets à moduler leur AP vers la localisation d’une cible lorsque la probabilité d'un distracteur varie selon plusieurs blocs d’essais. Dans l’APT, le temps de réponse augmentait lorsque la probabilité d’apparition d’un distracteur dans la phase préparatoire antérieure à la présentation de la cible augmentait, ce qui montre que l’AP est modulée par des évènements antérieurs au traitement de la cible. Nous avons créé le LAPT en utilisant la méthode de présentation en champ visuel divisé dans laquelle les stimuli peuvent apparaître dans le champ visuel gauche (CVG) ou dans le champ visuel droit (CVD). Les différences de performances entre champs visuels nous donnent des indications sur les stratégies de traitement des deux hémisphères (CVD/HG vs CVG/HD). Dans une série d’études, nous avons montré que la modulation de l’AP en fonction de la probabilité attendue d’un événement diffère dans chaque champ visuel/hémisphère en fonction de la configuration de la tâche. Dans le CVD/HG, l’AP est modulée par la probabilité des événements distracteurs, surtout quand cette probabilité est explicite. De plus, l’HG semble tenir un rôle crucial dans la modulation de l’AP quand la cible et le distracteur sont difficiles à discriminer. Dans le CVG/HD, l’AP est modulée par la probabilité temporelle des événements et dépendrait du délai le plus probable dans lequel la cible est attendue, mais seulement lorsque la discrimination entre la cible et le distracteur est plus facile. Enfin, nos résultats suggèrent que les différences entre le CVD/LH et le CVG/RH lors de cette modulation attentionnelle se mettent en place à un niveau perceptif du traitement de l’information car ils sont indépendants de la main utilisée pour répondre et donc des processus requis au niveau de la programmation motrice. L’ensemble de ces résultats suggère que chaque hémisphère utilise une stratégie différente pour moduler l’AP lorsqu’elle est dirigée vers une localisation de l’espace. / A crucial aspect of attentional control is the capacity of anticipating a stimulus appearance in order to improve the speed and effectiveness of its subsequent processing. Preparatory attention (PA) is the ability to modulate (enhance) the intensity of attention directed to a selected stimulus prior to its occurrence, preventing subjects from being distracted by interfering stimuli. Some studies propose that PA is lateralized to the right hemisphere (RH) while others suggest that both the left hemisphere (LH) and the RH participate in the modulation of PA. The aim of the present thesis was to examine the role of each brain hemisphere in the modulation of PA directed to a spatial location. We developed a lateralized version of the Attentional Preparatory Test, (APT, proposed par LaBerge, Auclair & Siéroff, 2000), named the Lateralized APT or LAPT. The APT measures the ability of subjects to modulate PA directed to a target location when the probability of a distractor occurrence varies across several blocks of trials. In the APT, the response times increased as the probability of a distractor appearing in the preparatory phase preceding the target presentation increased, showing that PA is modulated by the events occurring prior to the target appearance. We developed the LAPT using the divided visual field paradigm in which stimuli can occur in the left (LVF) or the right (RVF) visual fields. The visual field differences in subjects’ performance are assumed to reflect differences in the processing strategies of both hemispheres (RVF/LH vs LVF/RH). In a series of studies we showed that the modulation of PA by the expected probability of events was different in each visual field/hemisphere, depending on task configuration. In the RVF/LH, PA is modulated by the expected probability of distractor events, especially when this probability is explicit. In addition, the LH seems to play a crucial role in modulating PA when the target and the distractor are hard to discriminate. In the LVF/RH, PA is modulated by the temporal probability of events and may depend on the most probable delay in which the target is expected, but only when the discrimination between the target and the distractor is easy. Most importantly, our findings suggest that the differences between RVF/LH and LVF/RH in the modulation of PA take place at the perceptual level of processing because they are independent of the hand use in executing the response, thus also independent of the processes taking place at the motor programming level. Taken together our results, they suggest that each hemisphere uses a different strategy to modulate PA when directed to a spatial location.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

L’objectif de la thèse est d'évaluer l’apport des données satellites dans le suivi saisonnier de la végétation forestière (sous-bois et strate arborée). L'étude a été conduite sur la forêt landaise. Elle est basée sur une série de sept ans d'observations satellitaires décadaires d’un indice de végétation (PVI) et de mesures in situ de la surface foliaire (LAI) du sous-bois et des arbres. Tout d’abord, les observations in-situ ont été analysées. Elles montrent que le sous-bois est le déterminant majeur de la trajectoire saisonnière du LAI de l’ensemble du couvert végétal. Puis, ces informations ont été comparées aux données satellitaires. Il apparaît que la phénologie printanière du PVI renseigne sur celle du LAI du sous-bois. Enfin, ces résultats été exploités à l’échelle régionale et une carte régionale des types de landes a pu être produite. Cette étude ouvre des perspectives en matière d'intégration et de spatialisation des bilans d'eau et de carbone des écosystèmes forestiers à l'échelle régionale. / The aim of this thesis is to assess the potential of the remote sensing data to monitor the seasonal dynamic of the forest vegetation (understory and tree canopy). The study has been carried out on the maritime pine forest in the Southwest of France. It is based on a 7-year time-series of the 10-day vegetation index PVI composite derived from satellite and on in situ leaf area measurements (LAI) of understory and tree story.At first, the in situ observations have been analysed. It shows that the understory vegetation is the main driver of the seasonal dynamic of the whole forest LAI (understory+tree story). Then, these informations have been compared with the time-series of remote sensed PVI . It appears that the spring phenology of the PVI informs directly about the LAI understory one.Finally, these results have been used at the regional scale and a regional map of the lande types has been produced. This study opens some new prospects about integration and spatialisation of water and carbon balance of forest ecosystems at regional scale.