Thèse de doctorat présenté en vue de l'obtention du doctorat en psychologie - recherche intervention, option neuropsychologie clinique (Ph.D) / Les traumatismes craniocérébraux (TCC) peuvent entraîner de lourdes conséquences physiques, cognitives, émotionnelles et comportementales. Parmi celles-ci, l’agitation est très fréquente et se caractérise par une hyperactivité motrice, une désorientation, des problèmes d'attention, une labilité émotionnelle, une désinhibition et de l’agressivité. Elle interfère avec le rétablissement et les processus de réadaptation, mais il n'existe pas à ce jour de consensus sur son traitement, outre la contention physique ou la prise de médicaments, qui peuvent respectivement causer des blessures ou entraver la récupération. De récentes données suggèrent que les interventions musicales peuvent réduire l’agitation chez les patients TCC mais la capacité des patients TCC à percevoir et traiter la musique pendant la phase aiguë post-blessure n'a pas été établie. Le premier article de cette thèse visait à évaluer la perception musicale chez les patients TCC hospitalisés en phase aiguë. Dans la présente étude, 42 patients ayant subi un TCC ont été comparés à un groupe témoin. Tous les participants ont complété les tests de Scale et Rhythm de la Montreal Battery of Evaluation of Amusia pour mesurer la perception musicale, et le test d’empan numérique pour mesurer la mémoire verbale à court terme. Comparativement au groupe témoin, les patients TCC ont obtenu des performances significativement inférieures; 43% d'entre eux présentaient des déficits de traitement de la hauteur et 40% des déficits de traitement du rythme. Les patients présentant des lésions à l'hémisphère droit ont obtenu des résultats plus faibles que ceux présentant des lésions à l'hémisphère gauche. Les déficits de traitement de la hauteur et du rythme coexistaient dans 31% des cas, ce qui suggère l'existence de réseaux neuronaux partiellement dissociables. Le deuxième article est une revue non systématique dont l’objectif était de caractériser l'agitation et son traitement. Plusieurs types d’interventions comportementales, dont les interventions musicales, ont été explorées dans cette revue. Les limites méthodologiques ont été discutées et des recommandations ont été faites pour une approche plus systématique de la recherche utilisant des études de cas et de séries de cas chez les patients agités. Le troisième article est une étude pilote de phase II dans laquelle sont inclus des patients ayant subi un TCC modéré à sévère (n = 3) ou un accident vasculaire cérébral de l'artère cérébrale moyenne (n = 1). Ils ont été exposés à leurs musiques préférées, de la musique classique relaxante et un extrait sonore non musical (cascade) pendant la phase aiguë de récupération. Les comportements d’agitation ont été évalués à l'aide de l'Échelle d’Agitation (Agitated Behaviour Scale), de mesures actigraphiques et d’une observation qualitative. Les résultats indiquent que l’agitation a diminué lors de l’écoute de la musique classique relaxante et la cascade. L’agitation est restée stable lors de la musique préférée, mais certains patients ont exprimé des émotions positives ou présenté un comportement plus organisé, comme taper du pied ou chanter. Compte tenu des importantes limites méthodologiques dans ce champ d’études, la présente étude a permis d’explorer la faisabilité et l’effet d’une intervention musicale, ce qui permettra de guider les études futures. / Traumatic brain injury (TBI) has serious physical, cognitive, emotional, and behavioural consequences. Agitation is highly prevalent among patients with TBI, and is characterized by motor hyperactivity, disorientation, attention problems, emotional lability, disinhibition, and aggression. It often results in decreased engagement in rehabilitative treatment, and poorer functional outcomes. There is no consensus on the treatment for agitation. Most often, it is managed with medication and physical restraints, which may cause injury or impede cognitive recovery. Few studies examine novel non-pharmacological interventions for agitation in TBI patients. However, recent evidence suggests that music interventions may decrease agitated behavior in TBI patients. The ability of TBI patients to perceive and process music during the acute phase has not been established, though it may influence the efficacy of preferred music interventions. The first article of this thesis evaluated music perception in acutely hospitalized TBI patients. Music perception deficits have been identified in populations with acquired brain injury due to epilepsy, stroke, and after aneurysmal clipping. However, few studies have evaluated deficits following TBI, resulting in an underdiagnosis in this population. Forty-two patients completed the Scale and Rhythm tests of the Montreal Battery for the Evaluation of Amusia to measure music perception, and Digit Span Forward to measure verbal short-term memory. TBI patients were more often impaired than controls, with 43% demonstrating pitch processing deficits, and 40% demonstrating rhythm processing deficits. Patients with right hemisphere damage performed more poorly than those with left hemisphere damage. Pitch and rhythm deficits co-occurred 31% of the time, suggesting partly dissociable neural networks. Results are discussed in the context of current research and clinical implications. The second article was a non-systematic review in which we characterized agitation and its treatment. We explored behavioural interventions, including music interventions, occupational therapy, the Intervention Contingencies Awareness Relationship behavioural model, operant contingency management, and general therapeutic activities. The methodological limitations were discussed and recommendations made for a more systematic approach to research using case and case series studies in agitated patients. The third article was a phase-II development-of-concept pilot study in which four patients with moderate to severe TBI (n = 3), and middle cerebral artery stroke: (n = 1) were exposed to preferred music, relaxing classical music, and a nonmusical control (waterfall) during the acute phase of recovery. Agitated behaviours were assessed using the Agitated Behavior Scale, actigraphy, and qualitative observation. Agitated behaviour decreased during relaxing classical music, and waterfall. It remained stable in the preferred music condition. However, certain patients expressed positive emotions and organized behaviour such as tapping or singing along. Given important methodological limitations in current studies, a phase-II study allowed for the evaluation of outcomes and the practicality of delivering music listening interventions, which may guide future studies.

Climate change and densification of cities are two major global challenges. Inthe building and construction industry, there are great expectations that tall timberbuildings will constitute one of the most sustainable solutions. First, verticalurban growth is energy and resource-efficient. Second, forest-based productsstore carbon and have one of the highest mechanical strength to density ratios.If the structural substitution of concrete and steel with wood in high-rise buildingsawakens fears of fire safety issues, engineers and researchers are particularlyworried about the dynamic response of the trendy tall timber buildings.Indeed, due to the low density of wood, they are lighter, and for the same height,they might be more sensitive to wind-induced vibrations than traditional buildings.To satisfy people’s comfort on the top floors, the serviceability design oftall timber buildings must consider wind-induced vibrations carefully. Architectsand structural engineers need accurate and verified calculation methods,useful numerical models and good knowledge of the dynamical properties oftall timber buildings. Firstly, the research work presented hereby attempts to increase the understandingof the dynamical phenomena of wind-induced vibration in tall buildings andevaluate the accuracy of the semi-empirical models available to estimate alongwindaccelerations in buildings. Secondly, it aims at, experimentally and numerically,studying the impact of structural parameters – masses, stiffnesses anddamping – on the dynamics of timber structures. Finally, it suggests how talltimber buildings can be modeled to correctly predict modal properties and windinducedresponses. This research thesis confirms the concerns that timber buildings above 15-20stories are more sensitive to wind excitation than traditional buildings with concreteand steel structures, and solutions are proposed to mitigate this vibrationissue. Regarding the comparison of models from different standards to estimatewind-induced accelerations, the spread of the results is found to be very large.From vibration tests on a large glulam truss, the connection stiffnesses are foundto be valuable for predicting modal properties, and numerical reductions withsimple spring models yield fair results. Concerning the structural models of conceptualand real tall timber buildings, numerical case studies emphasize the importanceof accurately distributed masses and stiffnesses of structural elements,connections and non-structural building parts, and the need for accurate dampingvalues. / Klimatförändringar och förtätning av städer är två stora globala utmaningar. Inom bygg- och anläggningsbranschen finns det stora förväntningar på att höga trähus ska utgöra en av de mest hållbara lösningarna. Dels är vertikal förtätning i städer energi- och resurseffektiv, dels lagrar skogsbaserade produkter kol och har dessutom ett av de högsta förhållanden mellan mekanisk styrka och densitet. Om den strukturella ersättningen av stål och betong med trä i höghus väcker farhågor ur brandsäkerhetssynpunkt, är ingenjörer och forskare särskilt oroliga för den dynamiska responsen i de trendiga högre trähusen. På grund av träets låga densitet blir de lättare, och för samma höjd kan de vara känsligare för vindinducerade vibrationer än traditionella byggnader. För att tillfredsställa människors komfort på de översta våningarna måste projektören av höga trähus noga överväga vindinducerade vibrationer i bruksgränstillstånd. Arkitekter och byggnadsingenjörer behöver noggranna och verifierade beräkningsmetoder, användbara numeriska modeller och goda kunskaper om höga träbyggnaders dynamiska egenskaper. För det första avser detta forskningsarbete att öka förståelsen för den dynamiska effekten av vindinducerade vibrationer i höga byggnader och utvärdera noggrannheten hos de semi-empiriska modeller som finns tillgängliga för att uppskatta byggnadens accelerationer i vindriktningen. För det andra syftar det till att, experimentellt och numeriskt, studera effekterna av strukturella parametrar – massor, styvheter och dämpning – på träkonstruktioners dynamik. Slutligen undersöks hur höga träbyggnader kan modelleras för att korrekt förutsäga modala egenskaper och vindinducerade respons. Denna forskningsuppsats bekräftar farhågorna om att träbyggnader över 15-20 våningar är mer känsliga för vindexcitation än vanliga byggnader med betong- och stålstomme. Några lösningar föreslås för att mildra detta vibrationsproblem. När det gäller jämförelsen av modeller från olika standarder för att beräkna vindinducerade accelerationer visar sig spridningen av resultaten vara mycket stor. Från tester på ett stort limträfackverk visar sig förbandsstyvheterna vara viktiga för att förutsäga modala egenskaper och numeriska reduktioner med enkla fjädermodeller ger rättvisande resultat. När det gäller de strukturella modellerna av konceptuella och verkliga höga träbyggnader, betonar numeriska fallstudier vikten av exakt fördelade massor och styvheter hos byggnadselement, förband och icke-strukturella byggnadsdelar, samt behovet av exakta dämpningsvärden. / Le changement climatique et la densification des villes sont deux défis mondiaux majeurs. Dans le domaine de la construction, les bâtiments en bois de grande hauteur sont perçus comme l'une des solutions les plus durables. D'une part la croissance urbaine verticale est économe en énergie et en ressources, d'autre part les produits forestiers stockent le carbone et ont l'un des rapports résistance mécanique/densité les plus élevés. Si la substitution structurelle du bois au béton ou à l’acier dans les immeubles de grande hauteur suscite des craintes pour les problèmes de sécurité incendie, les ingénieurs et les chercheurs s'inquiètent particulièrement de la réponse dynamique des immeubles en bois de grande hauteur à la mode. En effet, du fait de la faible densité du bois, ils sont plus légers, et à hauteur égale, ils pourraient être plus sensibles aux vibrations induites par le vent que les immeubles traditionnels. Pour satisfaire le confort des personnes aux étages supérieurs, la conception des bâtiments en bois de grande hauteur doit tenir compte judicieusement des vibrations induites par le vent. Les architectes et les ingénieurs en structure ont besoin de méthodes de calcul précises et vérifiées, de modèles numériques utiles et d'une bonne connaissance des propriétés dynamiques des bâtiments en bois de grande hauteur. Premièrement, les travaux de recherche présentés ici tentent d’approfondir la compréhension des phénomènes dynamiques des vibrations induites par le vent dans les immeubles de grande hauteur et d'évaluer la précision des modèles semi-empiriques disponibles pour calculer les accélérations dans la direction du vent. Deuxièmement, ils visent à étudier expérimentalement et numériquement les impacts des paramètres structuraux – masses, rigidités et amortissements – sur la dynamique des structures bois. Finalement, ils suggèrent comment modéliser les bâtiments en bois de grande hauteur pour prédire correctement les propriétés modales et les réponses induites par le vent. Cette thèse de recherche confirme les inquiétudes selon lesquelles les bâtiments en bois de plus de 15-20 étages sont plus sensibles à l'excitation du vent que les bâtiments traditionnels en béton armé ou en acier, et des solutions sont proposés pour atténuer ce problème vibratoire. Concernant la comparaison de différentes méthodes normalisées pour estimer les accélérations induites par le vent, la grande dispersion des résultats n'est pas négligeable. À partir d'essais expérimentaux sur un grand poteau-treillis en lamellé-collé, les rigidités de connexion s’avèrent importantes pour prédire les propriétés modales et les réductions numériques avec de simples modèles à ressort donnent des résultats acceptables. Concernant la précision des modèles structuraux de bâtiments en bois de grande hauteur conceptuels ou réels, des études de cas numériques soulignent l'importance des répartitions exactes des masses et des rigidités des éléments structuraux, des connexions et des éléments de construction non structuraux, ainsi que la nécessité de valeurs d'amortissement précises.