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

Le cortex moteur est responsable de la plupart des mouvements volontaires. Cependant, cette appellation de cortex moteur couvre en réalité plusieurs aires corticales chez l'humain, comme le cortex moteur primaire, le cortex prémoteur ou encore le cortex somatosensoriel, interagissant tous les uns avec les autres. Les zones des cortex sont reliées à des régions spécifiques du corps ; comme le CFA (Caudal Forlimb area) situé dans le cortex moteur primaire chez le rat, qui est la zone responsable des mouvements de la patte avant. Le CFA n'est pas la seule zone responsable des mouvements de la patte avant. Des travaux ont montré qu'une seconde zone existe dans le cortex prémoteur chez le primate, et dans le cortex moteur secondaire chez le rongeur. L'apprentissage tout au long de notre vie est possible grâce à la réorganisation des connexions neuronales dans les différents cortex. Ces changements ne sont pas spontanés et semblent être possibles suite au relâchement de la dopamine dans le cortex par les neurones dopaminergiques. Mon mémoire de maitrise porte sur l'exploration de l'origine de ces projections dopaminergiques vers les zones permettant le mouvement des pattes avant chez le rat, ainsi que sur la comparaison entre les projections dopaminergiques visant chacune de ces zones. Dans un premier temps, une brève présentation des différents cortex chez le rat et le primate, ainsi que de leurs fonctions connues sera effectuée, suivie d'une présentation de la dopamine et de ses implications dans la plasticité et le mouvement. Dans un second temps, les résultats obtenus lors de l'injection de différents marqueurs rétrogrades (Virus rétrograde, CTB et retrobeads) seront exposés, et conduiront à la conclusion que les neurones dopaminergiques projetant vers ces cortex se situent dans le mésencéphale, plus précisément dans l'aire ventrale tegmentale (VTA) et dans la substance noire.

La stimulation associative-pairée (PAS) est utilisée pour induire de manière non invasive des changements plastiques dans le cortex moteur primaire (M1). Les paradigmes de PAS classiques impliquent la combinaison d'une stimulation électrique sur un nerf périphérique et d'une stimulation magnétique transcrânienne (TMS) du M1. La PAS permet d'augmenter ou de réduire l'excitabilité de M1 selon l'intervalle de temps entre les deux stimuli et présente un intérêt pour la neuroréhabilitation. Toutefois, la stimulation électrique périphérique peut être inconfortable pour certaines personnes. Ainsi, nous proposons un nouveau paradigme de PAS excitateur non invasif et indolore qui consiste en la répétition à basse fréquence d'une stimulation magnétique périphérique simple sur le nerf médian suivie 25 ms plus tard d'une TMS du M1 controlatéral. Ce projet visait à tester et comparer, chez des sujets sains, l'influence de ce nouveau paradigme de PAS (PAS25-magnétique) à un paradigme de PAS classique (PAS25) sur M1 et l'excitabilité corticospinale, l'excitabilité des motoneurones spinaux, ainsi que la fonction manuelle. Nos résultats ont révélé une augmentation significative de l'excitabilité corticospinale en temps réel durant la PAS25-magnétique et la PAS25. De plus, nous avons observé une augmentation plus forte et soutenue de l'excitabilité corticospinale ainsi qu'une diminution importante de l'inhibition GABAergique dans M1 chez les répondants à la PAS25-magnétique par rapport aux répondants à la PAS25. Dans tous les cas, aucun changement de la fonction manuelle n'a été détecté, possiblement en raison d'un effet plafond chez les participants sains. Il s'agit de la première étude à tester et à démontrer l'efficacité de ce nouveau paradigme pour moduler l'excitabilité de M1. Par ailleurs, les participants ont perçu la PAS25-magnétique comme plus confortable par rapport au PAS25. Toutefois, des études à plus large échelle seront nécessaires afin d'évaluer plus précisément les effets de la PAS25-magnétique et ses mécanismes sous-jacents. / Paired associative stimulation (PAS) is used to non-invasively induce plastic changes in the primary motor cortex (M1). Conventional PAS paradigms involve the combination of an electrical peripheral nerve stimulation and transcranial magnetic stimulation (TMS) delivered over the primary motor cortex (M1). PAS can either enhance or reduce M1 excitability depending on the paired stimuli timing and is of interest in neurorehabilitation. However, the use of electrical peripheral nerve stimulation may be unpleasant to some people. Thus, in this project, we proposed a new noninvasive and painless excitatory PAS paradigm which consists of delivering low-frequency repetitive pairing of a single peripheral magnetic stimulus over the median nerve 25 ms before a TMS pulse to the contralateral M1. This thesis aimed to assess and compare, in healthy individuals, the influence of this new PAS paradigm (magnetic-PAS25) to the conventional PAS (PAS25) on M1 and corticospinal excitability, spinal motoneuron excitability, as well as hand motor function. Our findings revealed a significant real-time increase of corticospinal excitability during both magnetic-PAS25 and PAS25. Moreover, we observed a stronger and sustained increase of corticospinal excitability along with a prominent decrease of M1 GABAergic inhibition in the responders to magnetic-PAS25 as compared to responders to PAS25. Hand motor function remained unchanged in all cases likely due to a ceiling effect in healthy participants. This is the first study to test and provide evidence that magnetic-PAS25 has the capacity to promote changes in M1 excitability. Importantly, participants reported that magnetic-PAS25 was comfortable and not with the unpleasantness experienced during PAS25. These findings encourage future larger-sampled studies to further evaluate the effects of magnetic-PAS25 and its underlying mechanisms.

Nous étudions la production de couple et de polluants de moteurs à combustion interne à distribution variable d'un type fréquemment répandu dans l'industrie automobile (moteurs Diesel ou essence). Les systèmes de distribution variable (VVA pour Variable Valve Actuation) ont été introduits dans les moteurs pour optimiser l'efficacité du fonctionnement global sur des plages très larges de points de fonctionnement, considérés à l'équilibre. A tout instant, les résultats de la combustion dépendent du remplissage en air/gaz brûlés du cylindre, qui lui même dépend de la position des actionneurs VVA et des conditions dans le collecteur d'admission. Ces deux sous-systèmes ont des temps de réponse différents, ce qui conduit, pendant les transitoires, à des pertes d'efficacit ́e du moteur. Dans cette thèse, nous proposons une solution a ce problème, qui prend la forme de boucle de coordination entre les sous-systèmes de contrôle de bas-niveau. Cette coordination s'effectue par l'intermédiaire d'un modèle de remplissage développé dans ce manuscrit. Des résultats expérimentaux établissent qu'il est possible d'améliorer la production de couple et de réduire les polluants.

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

Les milieux dans lesquels les enfants évoluent ont une très grande influence sur leur développement physique et moteur, plus particulièrement lorsqu'il est question de l'acquisition des habiletés motrices fondamentales. Leur développement est séquentiel, toutefois, la quantité et la qualité des expériences motrices vécues par l'enfant vont influencer leur rythme de développement. La maîtrise des habiletés motrices fondamentales est importante puisqu'elle contribue au développement physique, cognitif et social des enfants et procure une fondation solide quant à l'adoption d'un mode de vie physiquement actif. La pratique d'activités physiques est un élément clé du développement des habiletés motrices chez les jeunes enfants, cependant les niveaux d'activités physiques observés en centre de la petite enfance sont habituellement très bas et les niveaux d'activités sédentaires sont habituellement élevés. Une des principales raisons est que le Canada, jusqu'à tout récemment, n'accordait que peu ou pas d'attention aux directives en matière d'activités physiques pour les enfants de moins de cinq ans. Heureusement, diverses initiatives sont mises en oeuvre pour développer des directives concernant la pratique d'activités physiques au cours de la petite enfance et ainsi développer les habiletés motrices fondamentales des enfants de moins de cinq ans. Néanmoins, nous avons actuellement peu d'indications sur la quantité d'activités physiques nécessaire au cours de la petite enfance et sur les types d'activités les plus appropriés. L'activité physique au cours de la petite enfance et son importance à l'égard de la santé représente une brèche dans la littérature scientifique, autant au Canada que dans le monde entier. Des recherches complémentaires sont donc nécessaires afin de décrire les pratiques actuelles et d'identifier quels sont les facteurs qui influencent la pratique d'activités physiques des jeunes de trois à cinq ans. En lien avec cette problématique, le but de la présente recherche était de dresser un portrait de la pratique d'activités physiques d'enfants de trois à cinq ans qui fréquentent des centres de la petite enfance (CPE) de la région de Sherbrooke. Puis, il était aussi question d'identifier les différents facteurs qui favorisent cette pratique chez les enfants d'âge préscolaire. L'intensité et la durée des périodes d'activités physiques ont été mesurées avec un accéléromètre. Les croyances et les perceptions des parents ont été documentées à l'aide d'un questionnaire. Des observations directes qualitatives ont été réalisées pour investiguer sur le lieu de la pratique d'activités physiques des enfants, et ce, afin de connaître la proportion d'activités pratiquées à l'extérieur et à l'intérieur du CPE. Au final, le projet a permis de recueillir des données d'accélérométrie chez 160 enfants, dans six CPE de la région sherbrookoise. Les résultats d'observations ont quant à eux été recueillis chez 95 enfants. Les réponses de sondages de 106 parents ont également été évaluées. Les résultats de notre étude montrent que les enfants sherbrookois de trois à cinq ans font en moyenne 84,9 minutes d'activités physiques d'intensité modérée à élevée, ce qui est supérieur à que ce qui est rapporté dans la littérature (Bornstein et al., 2011). Les résultats de notre recherche montrent que les filles font moins d'activités physiques, toutes intensités confondues, que les garçons. Plus précisément, les filles font 28,7 minutes d'activités physiques d'intensité modérée à vigoureuse de moins que les garçons. Les résultats de l'étude de Bornstein et al. (2011) suggèrent que les garçons en réalisent 9 minutes de plus que les filles. L'âge a aussi un effet sur la pratique d'activités physiques des enfants de trois à cinq ans de notre étude. Tout comme la recherche de Reilly et al. (2004) le montre, les enfants de cinq ans de notre étude sont plus actifs que ceux âgés de trois ans. Nos résultats indiquent que le temps extérieur représente 58,9 % du temps à réaliser des activités physiques d'intensité modérée à élevée. Le jeu extérieur contribue donc le plus à la pratique d'activités physiques d'intensité modérée à vigoureuse (Brown et al., 2009). Malgré le fait que la littérature scientifique établit des liens entre la pratique d'activités physiques des jeunes de trois à cinq ans et l'indice de masse corporelle du père (Finn et al., 2002), le revenu du ménage (Dolinsky et al., 2011), la scolarité de la mère (Rossem et al., 2012) et le niveau d'activités physiques des parents (Hinkley et al., 2008), les résultats de notre étude sont non significatifs pour ces facteurs. En conclusion, le projet de recherche présenté dans ce mémoire représente bien un portrait de la pratique d'activités physiques des enfants de trois à cinq ans fréquentant les centres de la petite enfance sherbrookois. L'étude permet aussi d'identifier certains facteurs qui ont des effets sur la pratique d'activités physiques des enfants. Ces facteurs sont l'environnement ainsi que l'âge et le sexe des enfants. Enfin, suite aux résultats, il est possible de conclure qu'il serait pertinent de travailler en collaboration avec les parents pour les sensibiliser au niveau des recommandations en matière d'activités physiques des enfants d'âge préscolaire et sur les pratiques réelles en centre de la petite enfance.

Les actionneurs à film diélectriques (DEA) sont une classe d'actionneurs prometteurs. Fabriqués de polymères, ces actionneurs électromécaniques offrent un ratio force-poids élevé et une grande plage de déplacements potentiels. Alors que leurs caractéristiques de minceur et de légèreté les destinent principalement des applications portatives ou mobiles, où l'efficacité énergétique est un facteur clé de l'intégration technologique, très peu d'information est disponible quant à leurs performances énergétiques. L'objectif de ce travail vise donc la compréhension des phénomènes qui régissent l'efficacité des DEA par la caractérisation expérimentale de leurs performances énergétiques sous différentes conditions de fonctionnement. L'avenue proposée pour l'analyse combine un modèle thermodynamique simple, basé sur la variation de capacitance des DEA, une caractérisation expérimentale des performances d'un DEA standard (conique). De nombreux graphiques d'efficacité sont obtenus et analysés en fonction d'une description énergétique combinant des processus thermodynamique, électromécanique et mécanique. Le processus thermodynamique est la base théorique de la description énergétique. Il est fonction de la capacitance d'un DEA et de son mode de fonctionnement. Le processus mécanique représente quant à lui la viscoélasticité des matériaux et réduit l'efficacité du modèle en fonction des conditions de fonctionnement, tout comme le processus électromécanique qui combine les pertes électriques et les déformations non désirées. L'analyse préliminaire des performances d'un moteur en DEA permet d'approfondir la compréhension des pertes électromécaniques en fonction des conditions aux frontières. À la lumière des résultats, des règles stratégiques de conception sont présentées en fonction de la tension imposée, de la vitesse d'actionnement, du déplacement imposé, des matériaux, des modes d'opération et des conditions aux frontières.

La production et l'utilisation du biogaz, énergie renouvelable issue principalement de déchets, constituent une alternative aux énergies fossiles et contribuent à la baisse des émissions de gaz à effet de serre. Cependant, le biogaz contient des éléments sulfureux, dont le sulfure d'hydrogène. Ces éléments sulfureux sont responsables de la sulfidation et de la corrosion par l'acide sulfurique. Ces phénomènes de dégradation sont les causes principales de la détérioration anticipée de chauffe-eaux, génératrices et moteurs. L'utilisation du biogaz est donc synonyme de traitement afin d'enlever toute trace de soufre et permettre une utilisation sécuritaire pour les équipements. Par contre, ce traitement est très onéreux et n'est donc qu'à la portée des grosses firmes ou exploitations agricoles. Le but de ce projet est de populariser l'utilisation du biogaz en permettant son utilisation à prix minime et sans négliger la durée de vie des installations. Ainsi l'objectif est de limiter la dégradation d'un moteur ayant subi des modifications mineures d'un point de vue économique. De précédentes recherches ont montré que l'étendue des dégâts causés par les phénomènes de sulfidation et de corrosion par l'acide sulfurique pouvait être amoindrie avec une augmentation de la température. Les modifications effectuées sur le moteur de ce projet consistent donc en un système de préchauffage/séparateur de phase du biogaz avec l'échappement du moteur. De plus, un changement d'huile moteur avec un indice de basicité plus important, contrant les effets de la formation d'acide sulfurique dans le moteur, est effectué. Des tests expérimentaux sur 550 heures ont été effectués avec du biogaz avec et sans préchauffage sur un moteur diesel Yanmar L48V (3.1 kW).La dégradation du moteur a été suivie par des observations visuelles, prises de masses et mesures des pièces essentielles du moteur. Des analyses d'huile moteur ainsi que des mesures de pression dans le cylindre ont aussi été effectuées. Les résultats montrent que le moteur a subi moins de dégradation provenant du test avec du biogaz préchauffé et ouvrent la porte à pousser les recherches dans cette direction avec d'autres paramètres, sur une plus longue période de tests et avec de plus grosses génératrices.

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