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

Cette thèse prend pour point de départ l'exploration de quelques pratiques chimiques contemporaines en vue d'identifier certains réquisits que devrait satisfaire un concept d'émergence pour être mis en relation avec la chimie. Cette épistémologie distribuée prend appui sur l'histoire de la chimie. Dans cette perspective seront mis en évidence : la dépendance mutuelle des niveaux d'organisation ainsi que celle des relations et des relata, et le rôle constitutif des modes d'intervention dans la définition, toujours ouverte et provisoire, de ce à quoi les chimistes disent avoir affaire. Un détour par l'histoire de la philosophie est alors envisagé pour étudier comment les émergentistes britanniques ont mis en relation la chimie avec l'émergence. L'étude attentive de ces textes est l'occasion d'une mise au banc d'essai de mon étude préliminaire. Nous revenons ensuite aux définitions formelles de l'émergence, et en particulier aux analyses de Kim, en montrant que la clause ceteris paribus sur laquelle elles s'appuient prend un autre sens en métrologie chimique. Cette étude nous permet d'insister sur le rôle et l'importance de deux types de méréologie pour penser l'émergence d'un point de vue formel en tenant compte de la spécificité du travail des chimistes. La thèse envisage enfin de prolonger son enquête en explorant les travaux en chimie quantique et la façon très particulière avec laquelle ils entre-définissent un tout, ses parties et le milieu qui leur est associé. Une mise en relation est alors tentée et ouvre plusieurs pistes : une approche ontologique et pragmatique adaptant à la chimie le concept d'habitude de Peirce repris par Claudine Tiercelin ou celui d' " affordance " proposé par Rom Harré ; une approche pragmatique et transcendantale inspirée des travaux menés par Michel Bitbol en philosophie de la physique quantique ; et, enfin, une approche qui prend en charge les conséquences des transformations chimiques sur les humains et les non-humains, en réintégrant les conditions pragmatiques, socio-politiques, institutionnelles et technologiques de la chimie dans le débat à propos de l'émergence.

Les travaux présentés dans ce mémoire concernent l'étude du diagnostic de défauts simples et multiples pour des systèmes dynamiques continus et consistent à développer une stratégie de diagnostic globale pour la gestion des modes de fonctionnement en situations normale et anormale. Nous avons d'abord développé un nouveau formalisme graphique de modélisation des systèmes dynamiques émanant des BG et que nous avons appelé le BGS. Ce formalisme est très aisément interprétable grâce à un certain nombre de propriétés et de définitions que nous avons établies. L'élaboration d'un tel formalisme permet de faire appel aux propriétés structurelles et causales du BG et d'élargir leur champ d'étude pour inclure le raisonnement qualitatif. Nous avons ensuite proposé un modèle générique permettant d'intégrer les modèles Génériques de Composants (MGC) fonctionnels et les modèles BGS pour la gestion, par un automate ni, des modes de fonctionnement et des conditions de reconfiguration d'un système autonome. En fin, nous avons proposé une méthode de diagnostic des défauts simples et multiples en utilisant une approche par abduction basée sur l'étude de la propagation de défauts sur le BGS à partir des observations. La méthodologie proposée est validée par deux systèmes de complexités différentes et en l'occurrence une pile à combustible à membrane échangeuse de protons et un système électromécanique d'un véhicule électrique.

Dans ce mémoire, nous présentons d'une part la réalisation expérimentale d'une mesure quantique non destructive (qnd) en optique et, d'autre part, la contribution apportée a des expériences futures de piège dipolaire optique et d'électrodynamique quantique en cavité en régime de couplage fort. L'objectif d'un dispositif de mesure qnd est de contrôler l'action en retour imposée par la mécanique quantique, qui se produit sur un système soumis a une mesure. Il est en effet possible de rejeter cette perturbation entièrement sur l'observable conjuguée de celle mesurée, laissant celle-ci inchangée. Dans le domaine de l'optique, il s'agit de l'amplitude et de la phase du champ electromagnetique. L'expérience réalisée utilise le couplage par effet kerr croise de deux faisceaux lasers dans un milieu non-lineaire. Ce milieu est compose d'un piège magneto-optique de rubidium place dans une cavité optique doublement résonnante. La structure a trois niveaux en lambda que nous avons retenue permet de coupler l'intensité du faisceau signal a la phase du faisceau mesure. Nous présentons également une comparaison entre les résultats expérimentaux obtenus et les prédictions théoriques d'un modèle d'atomes a trois niveaux. L'accord est très satisfaisant et cette expérience détient, a ce jour, le record mondial d'efficacité qnd. En dernier lieu, nous envisageons une nouvelle série d'expérience qui a pour but, dans un premier temps, de piéger des atomes grâce a la force dipolaire optique résultant d'un fort gradient d'intensité laser ; et, dans un second temps, d'observer des phénomènes spécifiques au régime d'électrodynamique quantique en cavité en régime de couplage fort. Les travaux préliminaires présentés ici, concerne la conception optique d'un objectif et d'une cavite de tres grande ouverture numérique, qui ont été montes, règles et caractérisés. La réalisation de ce système optique laisse présager des perspectives d'expériences originales et non réalisées a ce jour, dans le domaine des longueurs d'ondes optiques.

Cette thèse doctorale poursuit l’objectif de mieux comprendre le rôle joué par la profession réglementée en tant que déterminant de la détresse psychologique de la population en emploi au Québec et au Canada. Ceci, dans un contexte où plusieurs ordres professionnels représentant des professions réglementées, s’inquiètent de la santé mentale de leurs membres et de la pression considérable exercée sur eux dans une économie caractérisée par des pénuries de main-d’oeuvre importantes. Cette thèse fut également inspirée par les nombreuses limites constatées à la suite d’une revue de la littérature sur la santé mentale au travail, alors que les risques différenciés auxquels seraient soumis ces professionnels, comparativement à l’ensemble de la population en emploi, demeurent largement à documenter. La profession réglementée s’associe-t-elle directement à l’expérience de détresse psychologique? Quelles sont les conditions de travail susceptibles de conduire au développement ou à l’aggravation de la détresse psychologique pour ces professions? Dans le but de mieux comprendre le rôle joué par la profession réglementée en matière de détresse psychologique, nous avons eu recours à un modèle théorique multidimensionnel qui postule que les contraintes et les ressources découlent d’un ensemble de structures sociales incluant la profession, le travail, la famille, le réseau social hors-travail et les caractéristiques personnelles. Ce modèle découle des théories micro et macro en sociologie (Alexander et al., 1987; Ritzer, 1996), de l’approche agent-structure(Archer, 1995; Giddens, 1987) ainsi que de la théorie du stress social (Pearlin,1999). Trois hypothèses sont soumises à l’étude à travers ce modèle. La première hypothèse, est à l’effet que la profession réglementée, les conditions de travail, la famille ainsi que le réseau social hors-travail et les caractéristiques individuelles, contribuent directement et conjointement à l’explication du niveau de détresse psychologique. La seconde hypothèse induite par le modèle proposé, pose que le milieu de travail médiatise la relation entre la profession réglementée et le niveau de détresse psychologique. La troisième et dernière hypothèse de recherche, postule enfin que la relation entre le milieu de travail et le niveau de détresse psychologique est modérée par les caractéristiques individuelles ainsi que par la famille et le réseau social hors-travail. Ces hypothèses de recherche furent testées à partir des données longitudinales de l’Enquête nationale sur la santé de la population (ENSP) (cycles 1 à 7). Les résultats obtenus sont présentés sous forme de 3 articles, soumis pour publication, lesquels constituent les chapitres 5 à 7 de cette thèse. Dans l’ensemble, le modèle théorique proposé obtient un soutien empirique important et tend à démontrer que la profession réglementée influence directement les chances de vivre de la détresse psychologique au fil du temps, ainsi que le niveau de détresse psychologique lui-même. Les résultats indiquent que les professions réglementées sont soumises à des risques différenciés en termes de conditions de travail susceptibles de susciter de la détresse psychologique. Notons également que la contribution du milieu de travail et de la profession réglementée s’exerce indépendamment des autres dimensions du modèle (famille, réseau social hors-travail, caractéristiques personnelles). Les résultats corroborent l’importance de considérer plusieurs dimensions de la vie d’un individu dans l’étude de la détresse psychologique et mettent à l’ordre du jour l’importance de développer de nouveaux modèles théoriques, mieux adaptés aux contextes de travail au sein desquels oeuvrent les travailleurs du savoir. Cette thèse conclue sur les implications de ces résultats pour la recherche, et sur les retombées qui en découlent pour le marché du travail ainsi que pour le développement futur du système professionnel québécois et canadien. / This doctoral thesis aims to understand the role played by the regulated occupations as a determinant of psychological distress of the working population in Quebec and Canada. This, in a context where several professional organizations, representing regulated occupations, are concerned about the mental health of their members and the pressure exerted on them in an economy characterized by important shortages of labor. This thesis was also inspired by the many limitations observed after a literature review on work and mental health, whereas the differentiated risks which would be subjected to these professionals, compared to the total working population, remains largely undocumented. Is there a direct link between the regulated occupation and the experience of psychological distress? What working conditions contribute to the development or accentuate psychological distress for these regulated occupations? In order to better understand the role played by the regulated occupations in psychological distress, this thesis proposes a multidimensional theoretical model which postulates that the constraints and resources are generated by a set of social structures including the regulated occupation, the working conditions, family, social network outside of work and personal characteristics. This model stems from the micro and macro theories in sociology (Alexander et al., 1987; Ritzer, 1996), the agent-structure approach (Archer, 1995; Giddens, 1987) as well as the social stress theory (Pearlin, 1999). Three hypotheses are subject to analysis through the model. The first hypothesis assumes that regulated occupations, work conditions, family, social network outside the workplace, and individual characteristics contribute directly and jointly to explaining the level of psychological distress. The second hypothesis induced by the proposed model postulates that the workplace mediates the relationship between regulated occupations and psychological distress levels. The third and final research hypothesis postulates that the relationship between the workplace and psychological distress levels is moderated by individual characteristics, as well as by family and the social network outside the workplace.These hypotheses have been validated using longitudinal data from the National population health survey (NPHS) (cycles 1 to 7). The results of these analyses are presented in three articles submitted for publication, which are the chapters 5-7 of this thesis. Overall, the theoretical model gets an important empirical support and suggests that the regulated occupations directly influence the chances of living psychological distress over time as well as the level of psychological distress itself. The results also suggest that the regulated occupations are exposed to differentiated risks in terms of working conditions likely to generate psychological distress. The contribution of the workplace and regulated occupations is exercised independently of other dimensions of the model (family, social network outside of work, personal characteristics). The results also corroborate the importance in considering many dimensions of the life of an individual in the psychological distress and to put on the agenda the importance of developing new theoretical models, better suited to the realities characterizing today’s working environments in which knowledge workers work. This thesis concludes on the implications of these findings for research, and the benefits it brings to the labor market and for the future development of the professional system in Quebec and Canada.

Le caribou forestier est une espèce menacée au Canada, la principale hypothèse au déclin des populations étant l’intensification de la prédation provoquée par les perturbations anthropiques du paysage. Afin de faire face à cette situation, il est nécessaire d’étudier et comprendre l’impact de l’environnement sur les interactions prédateur-proies entre le caribou et le loup, ainsi qu’avec l’orignal, qui est sa principale proie alternative. Pour cela, cette thèse présente la conception d’un modèle centré sur l’individu des déplacements de ces trois espèces en fonction de leur environnement, dont résulteront les interactions prédateur-proies. Afin de permettre l’application de ce modèle sur de longues périodes, et donc pour un environnement changeant, une méthodologie a été développée, qui s’articule atour de deux aspects principaux. Tout d’abord, la notion de niveaux d’émergence est introduite, permettant d’ordonner les comportements observables du système selon leurs interdépendances, afin de choisir comme trait du modèle un com- portement correspondant au domaine d’applicabilité visé. Ordonner les comportements selon leurs niveaux d’émergence permet également d’identifier la redondance entre les patrons, qui peut être à l’origine d’un phénomène de sur-apprentissage lorsqu’ils sont utilisés lors de la calibration. Dans un second temps, un nouveau protocole pour la calibration et la validation du ou des traits choisis à l’aide des niveaux d’émergence, nommé réplication de système basé sur l’individu (Individual Based System Replication - IBSRtion) est également présenté. Ce protocole met l’emphase sur la modélisation directe, contrairement au principal protocole existant, la modélisation orientée patrons (Pattern Oriented Modelling - POM), et permet une approche empirique en générant artificiellement des données non disponibles ou ne pouvant être récoltées par des études de terrains. IBSRtion a également l’avantage de pouvoir être intégrée dans POM, afin de contribuer à la création d’une méthodologie universelle pour la conception de modèles centrés sur l’individu. Le processus de conception de ce modèle aura entre autre permis de faire une synthèse des connaissances et d’identifier certaines lacunes. Une étude visant à palier le manque de connaissances satisfaisantes sur les réponses comportementales à court-terme des proies face au risque de prédation a notamment permis d’observer que celles-ci sont une combinaison de comportements chroniques et éphémères, et que les mécanismes qui en sont à l’origine sont complexes et non-linéaires. Le résultat de ce travail est un modèle complexe utilisant de nombreux sous-modèles, et calibré de façon empirique, applicable à une grande variété d’environnements. Ce modèle a permis de tester l’impact de l’enfeuillement sur les relations prédateur-proies. Des simulations ont été effectuées pour différentes quantités d’enfeuillement, suivant deux configurations spatiales différentes. Les résultats de simulation suggèrent que des plans d’aménagement considérant également l’habitat de l’orignal pourraient être bénéfiques pour le caribou forestier, car ils permettraient d’améliorer la ségrégation spatiale entre les deux espèces, et donc entre le caribou et le loup. En le couplant avec un module de naissances et de morts naturelles ainsi qu’un modèle d’évolution du paysage, ce modèle permettra par la suite d’évaluer l’impact de plans d’aménagement forestier sur la viabilité des populations de caribou forestier. / Forest-dwelling woodland caribou are considered threatened in Canada. The main hypothesis to the decrease of populations is the intensification of predation provoked by anthropogenic perturbations in the landscape. To deal with this situation, it is necessary to study and to understand the impact of the environment on the predator-prey interactions between the caribou and the wolf, and with the moose, its main alternative prey. In this perspective, this thesis presents the design of an individual-based model of displacements of these three species with respect to their environment, from which the predator-prey interactions will result. To allow for the application of this model for long periods of time, i.e. for changing environments, a methodology has been developed, which is based on two key points. First, the notion of levels of emergence is introduced, allowing to order the different observable comportments of the system according to their inter-dependencies, to help with choosing a trait of the model corresponding to the intended domain of applicability. Ordering the comportments according to their levels of emergence also permits to identify redundancy between patterns, which can lead to over-fitting when they are used for calibration. Second, a new methodology for calibration and validation of the trait(s) chosen by means of the levels of emergence framework is also presented, named Individual Based System Replication (IBSRtion). This protocol emphasizes forward modelling, contrary to the main existing methodology, Pattern Oriented Modelling (POM), and allows to use an empirical approach by artificially generating data that are unavailable or that cannot be obtained by means of field studies. IBSRtion can also be integrated into POM, to contribute to the establish- ment of a universal methodology for the design of individual based models. The design process of this model allowed for a synthesis of existing knowledge and to point out some gaps. More specifically, a study conducted to deal with the lack of sufficient information on the short-term response of prey to predation risk allowed to observe that their behavioural responses to prior presence of predators are a combination of chronic and ephemeral behaviours, and that the mechanisms that produce them are complex and non-linear. The outcome of this work is a complex model, using many sub-models, and calibrated in an empirical fashion, that can be applied to a wide variety of environments. This model allowed to test the impact of the encroachment of deciduous trees on predator-prey relations. Simulations have been run for different quantities of encroachment, according to two different spatial configurations. Simulation results suggest that management plans taking into account the moose’s habitat might benefit woodland caribou, because they could increase spatial segregation between the two species, and thus between caribou and wolf. Coupling this model with a module of birth and natural death, along with a model of landscape transformation, would allow the assessment of the impact of different forest management plans on the viability of woodland caribou populations.

Nous proposons dans cette thèse, différents outils de réglage de tension et de gestion de la puissance réactive en fonction des conditions de raccordement des éoliennes au réseau électrique. Trois cas figure sont étudiés : raccordement direct sur un poste source de distribution, raccordement des éoliennes réparties dans un réseau de distribution et raccordement d’un ensemble de parcs éoliens au réseau de transport.Un algorithme de réglage basé sur l’asservissement de la puissance réactive est proposé pour le raccordement direct d'un parc sur un poste source. Un réglage coordonné de tension en présence de régleur en charge est proposé (D-RCT) pour le raccordement des éoliennes reparties dans un réseau de distribution. On propose aussi une version plus décentralisée du réglage coordonné (D2-RCT) qui pourrait être implantée sous forme de système multi-agents intelligents (SMA). Un system de control multi-niveaux est proposé pour le raccordement d’un ensemble de parcs éoliens au réseau de transport. Il permet de répondre de manière optimale à une demande puissance réactive envoyée par le gestionnaire du réseau de transport. Les différents types de réglages proposés sont basés sur des algorithmes d’optimisation multi-objectifs. Afin de valider en temps réel le bon fonctionnement des stratégies de réglages développées ainsi que leurs modes de communication, une implantation expérimentale sous simulateur temps réel RT-Lab a été effectuée. Enfin, les résultats des simulations montrent l’amélioration de l’intégration de la production décentralisée dans les réseaux électriques / In this PhD dissertation, we propose various voltage and reactive power regulation algorithms for different connection types of the wind farm to the power network. Three connection types are considered here: a wind farm connected directly to the distribution network, dispersed wind turbines connected to the distribution network and a set of wind farms connected to the transmission system.A closed loop controller (Wind Farm Controller) is proposed in case of a directly connected wind farm to the distribution network.A coordinated voltage control in the presence of on load tap changer (D-CVC) is proposed in case of dispersed wind turbines connected to the distribution network. We also propose a more decentralized version of D-CVC named D2-CVC; this version can be also implemented under multi-agent system (MAS).A multi-level control system is proposed in case of a set of wind farms connected to the transmission system. It allows the wind farms to optimally participate at reactive power balancing in transmission network. All the proposed voltage algorithms are based on a multi-objective optimization function. The experimental implementation of these regulation algorithms is run under RT-Lab real-time simulator. It allows validating their real-time operation and their communication modes before the implementation on a real site.The results of the current thesis show the improvement of distributed generation integration in the power system network

Les systèmes embarqués mobiles font partis intégrante de notre quotidien. Afin de les rendre plus adaptésaux usages, ils ont été miniaturisés et leur autonomie a été augmentée, parfois de façon très considérable.Toutefois, les propositions d’amélioration butent désormais sur les possibilités de la technologie des circuitsintégrés. Pour aller plus loin, il faut donc envisager de repenser la chaîne de traitement du signal afin deréduire la consommation de ces dispositifs. Cette thèse développe une approche originale pour exploiterefficacement l’échantillonnage par traversée de niveaux d’une part et, d’autre part, associe cet échantillonnageà une logique évènementielle afin de réduire drastiquement la consommation d’énergie des systèmesintégrés autonomes. Une méthode de discrétisation adaptée à une application de reconnaissance de signauxphysiologiques, utilisée comme exemple dans cette thèse, y est présentée. Un premier prototype en logiqueévènementielle (asynchrone) sur circuit FPGA a permis de valider cette stratégie et de démontrer les bénéficesde cet échantillonnage dédié en termes de réduction de l’activité par rapport à un échantillonnage uniforme.Un second prototype en logique asynchrone et conçu en technologie CMOS AMS 0.35 μm a permis de validerpar simulation électrique un gain extrêmement important sur la consommation électrique du dispositif. / Our everyday life is highly dependent on mobile embedded systems. In order to make them suitable to differentapplications, they have underwent size reduction and lifetime extension. However, these improvementsare currently limited by the possibilities of the integrated circuits technologies. In order to push back theboundaries, it is necessary to reconsider the whole digital signal processing chain from scratch to sustain thepower consumption reduction in this kind of system. This work develops on the first hand a strategy thatsmartly uses the level-crossing sampling scheme and on the other combines this sampling method with eventlogicto highly reduce the power consumption in mobile embedded systems. A discretisation method adaptedto the recognition of physiological patterns application is described. A first event-logic (asynchronous) prototypeimplemented on FPGA proved the potential benefits that an adapted sampling scheme could offersto reduce activity compared to a uniform sampling scheme. Electrical simulations performed on a secondprototype, also designed in asynchronous logic, with CMOS AMS 0.35 μm technology, validated a high gainin power consumption.

Ces travaux de thèse consistent en la conception et la réalisation d’une chaîne de tractionintégrée pour véhicule hybride plug-in. L’étude s’oriente vers une solution de convertisseur mutualisé,dans l’objectif de partager la traction et les modes chargeurs de batteries, la structure en NPC à 3niveaux est retenue. Le chargeur monophasé se base une topologie de redresseur à MLI monophaséavec trois bras entrelacés, avec l’utilisation des enroulements du moteur pour le filtrage. En chargeurtriphasé nous adaptons la topologie pour réaliser un montage en double boost triphasé. Pour chaqueconfiguration, les passifs sont dimensionnés pour répondre aux contraintes en courant BF et HF. Lecontrôle adopté se base sur les correcteurs résonants. Enfin, un prototype de 5 kW a été réalisé pourvalider les différents modes de l’application.Dans une seconde partie, nous proposons une solution de chargeur isolé sans étage continu auprimaire à double ponts actifs (DAB). La topologie est modélisée au premier harmonique et unecommande assurant l’absorption sinusoïdale est étudiée. Une configuration isolée triphasée permetl’accès aux puissances plus élevées ainsi que la réduction des ondulations de courant BF en sortie. / This thesis consists on the design and realization of a plug-in hybrid vehicle integrated tractiondrive supply. The work turns to a solution of a mutualized converter, in the objective to imagine asolution which shared drive and battery chargers modes, the three-level NPC topology has beenretained. The single phase charger is based on an interleaved PWM rectifier, and motor windings areused as smoothing inductors. A double-boost PFC configuration is introduced to ensure the threephasecharger. Passives are sized in each configuration in order to take in account the whole currentconstraints (LF and HF). The PFC behavior is based on the resonant controllers. Then, a 5 kWprototype has been realized to validate the different application modes.In a second part, a single-stage isolated charger based on a Dual-Active-Bridge (DAB) isproposed. The topology is modeled to the fundamental and the PFC control law is studied. A threephaseconfiguration is simulated in order to achieve higher charging powers and to reduce batterycurrent low-frequency ripple.

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