Il a été question dans ce travail, sous la direction de F. de Thélin, de l'étude de certains systèmes d'équations aux dérivées partielles faisant intervenir l'opérateur $p$-Laplacien ($ \Delta_p u = div(|\nabla u|^{p-2} \nabla u) $). Cet opérateur elliptique dégénéré apparaît dans de nombreux problèmes aussi bien en mathématiques fondamentales qu'en sciences expérimentales (écoulement de glacier de montagne, extraction pétrolière, dynamique des populations et d'autres encore). Il généralise l'opérateur Laplacien usuel $ \Delta = \Delta_2 $ dont l'étude a été largement abordée ces dernières décennies. Nous nous sommes attachés à étudier certaines propriétés des solutions de ces systèmes telles que l'existence, l'unicité et la régularité dans des domaines non bornés et en particulier $ \mathbb{R}^N $. Ces résultats ont été obtenus sous des conditions variées portant sur le comportement des termes de réactions qui interviennent dans les problèmes. Dans cette thèse, nous avons généralisé au cas non borné un outil très utilisé pour appréhender des équations aux dérivées partielles de ce type, qui est connu sous le nom d'inégalité de Díaz-Saa. Elle nous a permis d'obtenir des résultats d'existence et d'unicité de solution pour un système sous des conditions du même type que celles de H. Brézis et L. Oswald. En outre, nous avons utilisé le théorème du col et la méthode des sous,sur-solutions pour montrer une condition nécessaire et suffisante d'existence dans le cas sur-homogène et sous-critique et dans le cas sous-homogène. Une partie de cette thèse a aussi été consacrée à l'étude du comportement asymptotique des solutions de tels systèmes dépendant d'un paramètre. Le comportement de ces solutions lorsque le paramètre tend vers l'infini dépend essentiellement du comportement des termes de réactions à l'infini.

Ce rapport de thèse a pour but de résumer le travail de recherche sur la commande non linéaire de canaux à surface libre, basé sur un modèle de dimension finie, obtenu par une méthode de collocation orthogonale. Il est divisé en trois grandes parties. Une première partie présente les systèmes de distribution d'eau en général, ainsi que quelques notions d'automatisation et un état de l'art sur le sujet. La deuxième partie présente le modélisation de biefs de canaux ouverts par les équations de Saint-Venant, ainsi que trois méthodes d'intégration numérique de ces équations. Les méthodes présentées sont deux méthodes de différences finies, une explicite et une autre implicite dite de Preissmann, et une troisième est la méthode de collation orthogonale, utilisée par la suite pour la commande. La troisième partie est dédiée au développement de lois de commande non linéaires pour le modèle de canal à surface libre obtenu par la méthode de collation orthogonale. Trois méthodes sont utilisées ici pour la commande : linéarisation entrée-sortie, linéarisation entrée-sortie dynamique et backstepping. De plus afin de s'affranchir de la nécessité de mesurer tous les états, un observateur de débit et infiltration a été développé. Enfin, quelques avavcées sur la commande de briefs interconnectés sont présentés.

Un défi majeur de l’ère post-génomique est de définir l’ensemble des protéines encodées par le génome : le protéome. Un ARNm mature est en général associé à un seul cadre ouvert de lecture (ORF, open reading frame en anglais) de référence (RefORF) codant pour une protéine. Des ORFs alternatifs (AltORFs) sont cependant présents dans les régions non-traduites (UTRs), ou chevauchant le RefORF dans les cadres de lecture alternatifs +2 et +3. Les AltORFs offrnt le potentiel d’augmenter la diversité protéique, mais leur réelle contribution au protéome est peu caractérisée. Par des techniques de biologie moléculaire, de biochimie, et de biologie cellulaire, j'ai tout d’abord mis en évidence chez plusieurs mammifères supérieurs, l’expression endogène d'une protéine alternative appelée AltPrP à partir du gène PRNP. La découverte d'AltPrP devrait améliorer notre compréhension des rôles pathologiques et physiologiques de ce gène. Suite à la découverte d'AltPrP, et basé sur ce modèle d’AltORF chevauchant un RefORF, j'ai entrepris d’investiguer l’étendue de l’utilisation de ces AltORFs comme source de diversité protéique, chez l’humain en particulier. Par des méthodes computationnelles, j'ai participé à la création d'une base de données d'AltORFs prédits dans les ARNm humains (HA1tORF, pour Human Alternative ORFs). HA1tORF est consultable et interrogeable en ligne. Elle facilitera et accélérera la découverte et l’étude des AltORFs. J'ai ensuite mis au point une approche protéomique afin d'apporter des preuves expérimentales de l’utilisation à grande échelle des AltORFs. Une base de données d’AltORFs, mise à jour pour inclure ceux chevauchant en tout ou partie les UTRs, a été créée et utilisée pour déterminer par spectrométrie de masse la contribution des protéines alternatives au protéome humain. J'ai validé l’expression de 1259 protéines alternatives prédites à travers différents échantillons. J'ai aussi démontré que l’expression d'AltORFs impliquait d’importants biais dans les dessins expérimentaux (transfections ou criblage de banques d’ADNc par exemple). Enfin, un grand nombre de protéines alternatives semblent conservées à travers l’évolution, suggérant leur importance fonctionnelle. En conclusion, mes travaux de doctorat ont permis de mettre en évidence que les AltORFs conduisent à l’expression de nouvelles protéines jusqu’alors ignorées. Ces résultats redéfinissent notre vision du protéome, remettent en question notre compréhension de la structure et de la fonction des gènes eucaryotes, et ouvrent la voie vers l’étude fonctionnelle des protéines alternatives.

Un Système Multi-Agents (SMA) ouvert est un système extensible et évolutif. Son extension se traduit par la possibilité d'ajouter de nouveaux agents mais aussi de gérer leurs retraits. De plus, un SMA ouvert doit permettre l'évolution de ses agents. Nous nous sommes intéressés à la conception de SMA ouverts du point de vue de la représentation des autres maintenue par chaque agent du système. L'ouverture peut conduire la représentation qu'un agent a des autres, à devenir fausse ou incomplète. Dans les travaux existants, l'ouverture d'un SMA est gérée de manière centrale par une entité regroupant une représentation de chaque agent du système. Cette entité, qui selon les cas est un " broker ", un faciliteur ou des pages jaunes, fournit sur demande la connaissance nécessaire à un agent pour raisonner sur les autres agents de son système. Outre le coût de l'accès à ces informations, cette approche présente l'inconvénient de dépendre du bon fonctionnement de cette entité critique et indispensable à l'ouverture et à la coopération. La première étape de ce travail a été d'analyser dans quelle mesure on peut distribuer la tâche consistant à intégrer de nouveaux agents. Cette analyse nous a conduit à définir un modèle social partiel d'agent que nous appelons sa facette accueillante. Un agent accueillant est un agent ayant la faculté d'aider un nouvel agent à intégrer le système auquel il appartient. Une société composée d'agents accueillants est un SMA ouvert où l'intégration de nouveaux agents est assurée par une activité collective et coopérative faisant intervenir plusieurs agents accueillants. Le développement d'une approche distribuée de la conception de SMA ouverts nous a ensuite amené à généraliser le problème de l'ouverture. Nous avons repris notre définition des tâches associées à la gestion de l'ouverture d'un SMA pour proposer un modèle général de conception de SMA ouvert autorisant le choix d'une approche centralisée ou distribuée.

L'installation de systèmes de mesure est d'une utilisation cruciale pour la gestion des réseaux d'assainissement ou des canaux d 'irrigation. La plupart des structures gouvernementales ou privées ainsi que les agglomérations s'équipent de systèmes de mesure de débit afin de se conformer avec la législation européenne. La plupart des débitmètres fournissent des données en temps réel i.e. l'information est transmise en permanence. aux centrales d'acquisition pour une gestion de l'architecture du système de canaux. La mesure en canaux ouverts est souvent ultrasonore. L'objectif de cette thèse est de proposer une méthode en temps réel afin de corréler les vitesses locales en une vitesse moyenne dans les conditions observables par les utilisateurs en canaux ouverts. Les thématiques impliquées à cette étude sont multiples: les techniques de mesure, l'hydrodynamique en canaux ouverts représentée par la turbulence (ici plus particulièrement les courants secondaires), les lois de paroi, le nombre de Froude ... l'ensemble de ces thématiques doit être investi en canaux pleinement développés où les conditions sont stables dans l'espace mais aussi pour des conditions perturbées telles que les structures hétérogènes ou transitoires.La technique de mesure est un point clé: quelle est la technique la plus applicable aux conditions de mesure i.e. les canaux étroits? Les canaux étroits varient très rapidement en tem1es de taux de remplissage : la technique la plus adaptée est le profileur ultrasonique.La compréhension des effets hydrodynamiques est essentielle afin de développer un modèle de conversion. Les canaux droits sont influencés par l'hydrodynamique des écoulements, la géométrie mais aussi et principalement par leurs interactions. En canaux droits, les courants secondaires sont primordiaux même s'ils se traduisent par un effet le plus observable : le dip-phénomène, i.e. la présence d'un maximum de vitesse non pas à la surface d'eau mais en dessous pour les canaux étroits. Ces courants secondaires sont fortement sensibles au rapport d'aspect, la géométrie et la variabilité de la rugosité le long de la paroi, passablement sensible à la rugosité et indépendant du nombre de Froude .Les perturbations, à l'aval desquelles sont installés les débitmètres ultrasonores, sont majoritairement représentées par les coudes et les jonctions. Dans les coudes, les tourbillons sont liés aux forces centrifuges (gros tourbillon) et la turbulence (petit tourbillon). Pour les jonctions, les tourbillons diffèrent des deux précédentes configurations avec la présence à l'aval de la jonction de 3 tourbillons (due à un étirement des tourbillons par l'arrivée latérale). Les capteurs ne sont pas installés directement au niveau de la perturbation mais à l'aval. Dans la littérature, les distances requises pour retrouver des conditions proches de l'écoulement pleinement développé devraient excéder environ 50 hauteurs d'eau. En pratique, ces distances sont plus proches de5-10 fois la largeur du canal ou du tirant d'eau. L'application de modèle basée sur l'écoulement pleinement développé corrélé à un capteur n'est pas recommandable... / The installation of flow rate measurement systems is an important factor in regard to the management of sewer and irrigation networks. Most cities and infrastructure succeed in obtaining sufficient flow measurements to satisfy European Regulation rules. Most flow meters comprise real time systems; this means that the information is permanently transferred to a data base for the management and optimization of the particular network. The measurement technology deployed is typically ultrasound based. Within the number of measurement points a high percentage are often deficient and create specific difficulties (>75% of Venturi flumes are inaccurate according to Anglian Water, a UK water and wastewater company). The study presented here focuses on flow meters which calculate discharge using measurement of level, cross sectional area and the correlation of local velocity to generate a mean value. The aim of this thesis is to propose a real time method to enable determination of this “conversion” under realistic configurations which Users find in open channels. The synthesis of measurement points through an understanding of hydraulic conditions (Bonakdari, 2006) provides a method to create flow data allowing local point velocities to be converted into an overall mean value. The approach has limitations and may fail in industrial situations but can be used for very complex configurations. It also requires specialists with knowledge of the technique who are rarely available to Users. What is proposed here is an alternative method to Bonakdari for simpler configurations. The aim is to evaluate the flow rate with acceptable accuracy using these technics and to establish a relationship between local velocities and the mean velocity according to Regulatory requirements (8% are required in UK, 5 to 8% in Germany depending on area). The individual components are here: the measurement techniques; the hydrodynamics represented with the turbulence (secondary currents in open channels); the wall / roughness effects; the Froude number … for fully developed conditions where conditions become stable in space but for disturbed conditions, as well such as heterogeneous structures or transition conditions.

De nombreux phénomènes de physique quantique ne peuvent être compris que par l'analyse des systèmes ouverts. Un appareil de mesure, par exemple, est un système macroscopique en contact avec un système quantique. Ainsi, tout modèle d'expérience doit prendre en compte les dynamiques propres aux systèmes ouverts. Ces dynamiques peuvent être complexes : l'interaction du système avec son environnement peut modifier ses propriétés, l'interaction peu créer des effets de mémoire dans l'évolution du système, . . . Ces dynamiques sont particulièrement importantes dans l'étude des expériences d'optique quantique. Nous sommes aujourd'hui capables de manipuler individuellement des particules. Pour cela la compréhension et le contrôle de l'influence de l'environnement est crucial. Dans cette thèse nous étudions d'un point de vue théorique quelques procédures communément utilisées en optique quantique. Avant la présentation de nos résultats, nous introduisons et motivons l'utilisation de la description markovienne des systèmes quantiques ouverts. Nous présentons a la fois les équations maîtresses et le calcul stochastique quantique. Nous introduisons ensuite la notion de trajectoire quantique pour la description des mesures indirectes continues. C'est dans ce contexte que l'on présente les résultats obtenus au cours de cette thèse. Dans un premier temps, nous étudions la convergence des mesures non destructives. Nous montrons qu'elles reproduisent la réduction du paquet d'onde du système mesuré. Nous montrons que cette convergence est exponentielle avec un taux fixe. Nous bornons le temps moyen de convergence. Dans ce cadre, en utilisant les techniques de changement de mesure par martingale, nous obtenons la limite continue des trajectoires quantiques discrètes. Dans un second temps, nous étudions l'influence de l'enregistrement des résultats de mesure sur la préparation d'état par ingénierie de réservoir. Nous montrons que l'enregistrement des résultats de mesure n'a pas d'influence sur la convergence proprement dite. Cependant, nous trouvons que l'enregistrement des résultats de mesure modifie le comportement du système avant la convergence. Nous retrouvons une convergence exponentielle avec un taux équivalent au taux sans enregistrement. Mais nous trouvons aussi un nouveau taux de convergence correspondant a une stabilité asymptotique. Ce dernier taux est interprété comme une mesure non destructive ajoutée. Ainsi l'état du système ne converge qu'après un temps aléatoire. A partir de ce temps la convergence peut être bien plus rapide. Nous obtenons aussi une borne sur le temps moyen de convergence. / Many quantum physics phenomena can only be understood in the context of open system analysis. For example a measurement apparatus is a macroscopic system in contact with a quantum system. Therefore any experiment model needs to take into account open system behaviors. These behaviors can be complex: the interaction of the system with its environment might modify its properties, the interaction may induce memory effects in the system evolution, ... These dynamics are particularly important when studying quantum optic experiments. We are now able to manipulate individual particles. Understanding and controlling the environment influence is therefore crucial. In this thesis we investigate at a theoretical level some commonly used quantum optic procedures. Before the presentation of our results, we introduce and motivate the Markovian approach to open quantum systems. We present both the usual master equation and quantum stochastic calculus. We then introduce the notion of quantum trajectory for the description of continuous indirect measurements. It is in this context that we present the results obtained during this thesis. First, we study the convergence of non demolition measurements. We show that they reproduce the system wave function collapse. We show that this convergence is exponential with a fixed rate. We bound the mean convergence time. In this context, we obtain the continuous time limit of discrete quantum trajectories using martingale change of measure techniques. Second, we investigate the influence of measurement outcome recording on state preparation using reservoir engineering techniques. We show that measurement outcome recording does not influence the convergence itself. Nevertheless, we find that measurement outcome recording modifies the system behavior before the convergence. We recover an exponential convergence with a rate equivalent to the rate without measurement outcome recording. But we also find a new convergence rate corresponding to an asymptotic stability. This last rate is interpreted as an added non demolition measurement. Hence, the system state converges only after a random time. At this time the convergence can be much faster. We also find a bound on the mean convergence time.

Nous étudions un rideau visqueux en écoulement vertical. Un injecteur situé en haut du domaine forme un écoulement ouvert composé d'un liquide visqueux homogène qui s'écoule dans un bain et est accéléré dans son mouvement vertical par l'effet de la gravité. Des zones présentant des taux de contrainte compressifs peuvent apparaître au sein de l'écoulement. Le rideau visqueux est alors susceptible de flamber, perdant sa géométrie plane. Le flambage d'une structure fine et visqueuse a précédemment été étudié dans le contexte d'un écoulement de base présentant une direction d'invariance, ici l'état précontraint est purement bidimensionnel. La modélisation théorique de l'écoulement ouvert prend en compte les effets advectifs. Nous introduirons des outils théoriques et numériques que nous appliquons à un problème classique de la mécanique des solides. Nous utilisons ensuite ces mêmes méthodes pour le rideau tombant. Nous obtenons un modèle de plaque visqueuse dont la cinématique mélange des vitesses et un déplacement hors plan. Les termes membranaires sont inspirés de la mécanique des structures fines et obtenus par l'analogie Stokes-Rayleigh, qui transpose aux écoulements visqueux les notions d'étirement et de flexion d'une plaque. Les équations d'équilibre de flambage étant d'ordre élevé, nous aurons recours à une implémentation numérique particulière. Les effets de la capillarité peuvent être pris en compte dans le modèle et seront étudiés. Nous concluons par une approche théorique de la stabilité de l'écoulement. Nous adaptons une méthode d'analyse des écoulements ouverts instables en cisaillement à l'équilibre de flambage du rideau visqueux. / We consider a vertical sheet made up of an homogeneous viscous fluid and falling into a bath. This curtain is formed by an inlet injecting viscous fluid at the top of the domain and creating an open flow. The resulting thin structure is falling under the effect of gravity, and develops regions of compressive stress. These may lead to a mechanical instability as the sheet can buckle under compression, losing its planar geometry and deforming in the out-of-plane direction.In previous studies, buckling of a viscous sheet that leads to surface wrinkles was associated with flows having a direction of invariance. We will be considering a genuinely two-dimensional stress state.We first introduce stability methods on a simple solid mechanics problem, obtaining equations in weak form and using a finite elements solver to obtain its buckled configurations.We will then study both the modelling of the falling curtain as a viscous membrane and its numerical resolution. We will derive a model with kinematics mixing velocities and displacements and use a viscous membrane model. Inspired by the solid mechanics of thin structures it uses the Stokes-Rayleigh analogy to transpose the concepts of stretching and bending stress to viscous flows. Equations for the out-of-plane equilibrium are of high order and require a specific numerical scheme. Capillary effects can be taken into account in the model and we assess their influence.We finally present a stability analysis hoping to improve our analytical understanding of the buckling phenomenon. We adapt a framework developed for the study of open shear flows instabilities to the out-of-plane equilibrium equations.

Cette thèse étudie le comportement des investisseurs des fonds mutuels ouverts et ses implications au risque de liquidité. Ces travaux de recherche ont pour objectif d’aider les gérants de fonds à éviter le scénario de "fund run" où ils perdent leurs clients de manière soudaine. La première étape de cette étude est de collecter une nouvelle base de données qui enregistre les "micro-transactions" des investisseurs. Cela nous permet d’analyser leurs comportements au niveau individuel et d’effectuer trois articles de recherche autours de ce sujet. Dans le premier article, nous développons un modèle de comptage auto-excitant qui capture des faits stylisés des séries des flux du fonds. De là, nous montrons un risque lié au passif du fonds qui est différent de celui lié à l’actif déjà documenté par la littérature précédente. Nous identifions également une contagion des chocs de liquidité entre les différents clients dans un même fonds. Dans le chapitre suivant, nous étudions les horizons d’investissement des clients individuels. Ces horizons sont fortement liés aux caractéristiques des investisseurs et aux conditions économiques. Nous montrons également que les gérants de fonds subissent un risque de sortie pré-maturée relatif au raccourcissement des horizons d’investissement de ses clients. Nous observons ensuite une hétérogénéité entre les investisseurs: ceux de long-terme comportent différemment que ceux de court-terme. Enfin, dans le dernier chapitre, nous nous intéressons aux activités de rééquilibre. Nous trouvons que de nombreux investisseurs détiennent un portefeuille contenant plusieurs fonds et le rééquilibrent afin de garder la même allocation d’actifs / This thesis studies the behaviour of investors in open-end mutual funds and its implications to the liquidity risk. We seek to help the fund managers to avoid the "fund run" scenarios where they loss their clients in a sudden way. We begin our research by collecting a unique data set which records the micro-transactions of fund investors. It allows us to monitor investors’ behaviour at the individual level and to accomplish three research articles around this topic. In the first article, we develop a self-exciting counting process to model the stylized facts of fund flows. Therefrom, we highlight a novel risk linked to the fund liability which is different than the asset-related risk documented by the previous literature. We also identify a liquidity contagion among different investors in a same fund. In the next chapter, we study the dispersion in the investing horizons of individual fund clients. These horizons are strongly determined by investors’ characteristics and economic conditions. We show that the fund managers suffer a pre-mature redemption risk, i.e. clients shorten their investing horizons and redeem pre-maturely. Especially, we observe a heterogeneity among investors: long-term ones bring a higher pre-mature redemption risk. In the last chapter, we are interested in the rebalance behaviour. We find that numerous investors hold a multi-funds portfolio and rebalance it to keep the target asset allocation.

On etudie la contrôlabilité des systèmes quantiques dans deux contextes différents: le cadre standard fermé, dans lequel un système quantique est considéré comme isolé et le problème de contrôle est formulé sur l'équation de Schrödinger; le cadre ouvert qui décrit un système quantique en interaction avec un plus grand, dont seuls les paramètres qualitatifs sont connus, au moyen de l'équation de Lindblad sur les états.Dans le contexte des systèmes fermés on se focalise sur la classe intéressante des systèmes spin-boson, qui décrivent l'interaction entre un système quantique à deux niveaux et un nombre fini de modes distingués d'un champ bosonique. On considère deux exemples prototypiques, le modèle de Rabi et le modèle de Jaynes-Cummings qui sont encore très populaires dans plusieurs domaines de la physique quantique. Notamment, dans le contexte de la Cavity Quantum Electro Dynamics (C-QED), ils fournissent une description précise de la dynamique d'un atome à deux niveaux dans une cavité micro-onde en résonance, comme dans les expériences récentes de S. Haroche. Nous étudions les propriétés de contrôlabilité de ces modèles avec deux types différents d'opérateurs de contrôle agissant sur la partie bosonique, correspondant respectivement – dans l'application à la C-QED – à un champ électrique et magnétique externe. On passe en revue quelques résultats récents et prouvons la contrôlabilité approximative du modèle de Jaynes-Cummings avec ces contrôles. Ce résultat est basé sur une analyse spectrale exploitant les non-résonances du spectre. En ce qui concerne la relation entre l'Hamiltonien de Rabi et Jaynes-Cummings nous traitons dans un cadre rigoureux l'approximation appelée d'onde tournante. On formule le problème comme une limite adiabatique dans lequel la fréquence de detuning et le paramètre de force d'interaction tombent à zero, ce cas est connu sous le nom de régime de weak-coupling. On prouve que, sous certaines hypothèses sur le rapport entre le detuning et le couplage, la dynamique de Jaynes-Cumming et Rabi montrent le même comportement, plus précisément les opérateurs d'évolution qu'ils génèrent sont proches à la norme.Dans le cadre des systèmes quantiques ouverts nous étudions la contrôlabilité de l'équation de Lindblad. Nous considérons un contrôle agissant adiabatiquement sur la partie interne du système, que nous voyons comme un degré de liberté qui peut être utilisé pour contraster l'action de l'environnement. L'action adiabatique du contrôle est choisie pour produire une transition robuste. On prouve, dans le cas prototype d'un système à deux niveaux, que le système approche un ensemble de points d'équilibre déterminés par l'environnement, plus précisément les paramètres qui spécifient l'opérateur de Lindblad. Sur cet ensemble, le système peut être piloté adiabatiquement en choisissant un contrôle approprié. L'analyse est fondée sur l'application de méthodes de perturbation géométrique singulière. / We investigate the controllability of quantum systems in two differentsettings: the standard 'closed' setting, in which a quantum system is seen as isolated, the control problem is formulated on the Schroedinger equation; the open setting that describes a quantum system in interaction with a larger one, of which just qualitative parameters are known, by means of the Lindblad equation on states.In the context of closed systems we focus our attention to an interesting class ofmodels, namely the spin-boson models. The latter describe the interaction between a 2-level quantum system and finitely many distinguished modes of a bosonic field. We discuss two prototypical examples, the Rabi model and the Jaynes-Cummings model, which despite their age are still very popular in several fields of quantum physics. Notably, in the context of cavity Quantum Electro Dynamics (C-QED) they provide an approximate yet accurate description of the dynamics of a 2-level atom in a resonant microwave cavity, as in recent experiments of S. Haroche. We investigate the controllability properties of these models, analyzing two different types of control operators acting on the bosonic part, corresponding -in the application to cavity QED- to an external electric and magnetic field, respectively. We review some recent results and prove the approximate controllability of the Jaynes-Cummings model with these controls. This result is based on a spectral analysis exploiting the non-resonances of the spectrum. As far as the relation between the Rabi andthe Jaynes-Cummings Hamiltonians concerns, we treat the so called rotating waveapproximation in a rigorous framework. We formulate the problem as an adiabaticlimit in which the detuning frequency and the interaction strength parameter goes to zero, known as the weak-coupling regime. We prove that, under certain hypothesis on the ratio between the detuning and the coupling, the Jaynes-Cumming and the Rabi dynamics exhibit the same behaviour, more precisely the evolution operators they generate are close in norm.In the framework of open quantum systems we investigate the controllability ofthe Lindblad equation. We consider a control acting adiabatically on the internal part of the system, which we see as a degree of freedom that can be used to contrast the action of the environment. The adiabatic action of the control is chosen to produce a robust transition. We prove, in the prototype case of a two-level system, that the system approach a set of equilibrium points determined by the environment, i.e. the parameters that specify the Lindblad operator. On that set the system can be adiabatically steered choosing a suitable control. The analysis is based on the application of geometrical singular perturbation methods.

Depuis la publication du rapport américain intitulé The Next Generation Science Standards (NGSS, 2013), plusieurs états américains ont officiellement adopté une différente orientation à l’enseignement des sciences et des technologies (ST). Selon Wysession (2014), l’approche préconisée par ces mesures américaines vise une perspective globale, transdisciplinaire et pratique de l’enseignement des sciences grâce à l’intégration de disciplines connexes telles que l’ingénierie, les mathématiques (STIM), l’environnement (STIME), les sciences sociales et la culture (STES). L’auteur explique que ces mesures permettent de refléter davantage la réalité contemporaine et contextuelle des activités scientifiques. Cette même perspective transdisciplinaire a été proposée par divers chercheurs dans le domaine pour son application au Canada (Aikenhead 2003; Charland, 2009; De Coninck 2009). Pour sa part, Aikenhead (1996, 1999, 2003) souligne depuis plusieurs années l’importance d’inclure les dimensions socioculturelles et environnementales à l’enseignement des sciences et technologies afin que les jeunes apprenants soient conscients des différents enjeux culturels, sociétaux et environnementaux inhérents à toute activité scientifique et technologique. Or, bien que l’on puisse constater la contribution des travaux d’Aikenhead dans les programmes canadiens des sciences et technologies, la mise en place de situations pédagogiques axées sur des démarches d’investigation ou de résolutions de problèmes en sciences qui prennent en compte les dimensions socioculturelles et environnementales semblent moins maitrisées, et du coup, souvent délaissées par les enseignant(e)s qui manquent de ressources et de stratégies pour piloter de telles activités scientifiques. Pourtant, lorsqu’authentique et contextualisée, une démarche de résolution de problèmes axée sur des problèmes réels et ouverts peut être une occasion intéressante de consolider les apprentissages en ST, de faire des liens entre les divers concepts scientifiques et d’intégrer les dimensions environnementales et socioculturelles essentielles au développement des responsabilités citoyennes chez les apprenant(e)s. Dans le cadre de notre recherche, nous nous sommes intéressée à la pensée design (Brown, 2009) en tant que démarche de résolution de problèmes ouverts pertinente à l’enseignement en sciences en général, et à l’enseignement technologique en particulier puisque la pensée design centrée sur l’humain sensibilise les solutionneurs aux dimensions environnementales, sociales et éthiques liées à toute activité scientifique et/ou technologique. Le but de notre recherche qualitative-interprétative était de comprendre l’expérience vécue ainsi que les compétences mobilisées par des participant(e)s durant le processus de la démarche de pensée design visant à trouver des solutions au problème lié à l’aménagement des espaces extérieurs sur le campus d’une université ontarienne. Pour ce faire, nous avons mené une expérimentation échelonnée sur une période de quatre mois auprès de six futur(e)s enseignant(e)s issu(e)s de l’immigration récente de la région d’Ottawa désirant explorer un processus de résolution de problèmes axé sur la pensée design afin de développer leurs pratiques d’enseignement en ST. Afin de répondre à notre première question de recherche, soit, « comment les futur(e)s enseignant(e)s vivent-ils/elles leur expérience à chaque étape de la démarche de pensée design ? », nous nous sommes appuyée sur le modèle d’apprentissage expérientiel inspiré des travaux de Kolb (1984), de Steineker et Bell (1979) et de ses précurseurs (Dewey, 1938; Knowles 1970; Lindeman, 1926; Rogers, 1970). Par la suite, une adaptation des grilles d’indicateurs de compétences développées par Pruneau et coll. (2012) et par Jefferson et Anderson, (2017) nous a permis d’identifier des compétences susceptibles d’être mobilisées par les participant(e)s à chaque étape de la pensée design, et ainsi de répondre à notre deuxième questions de recherche, soit, « quelles compétences sont mobilisées par les participant(e)s et par le groupe à chaque étape de la démarche ? ». Cette étude nous a d’abord permis de situer la pensée design en termes de démarche de résolution de problèmes axée sur l’apprentissage expérientiel, et dans le cadre de notre expérimentation, constituée d’une double perspective. D’une part, l’apprentissage par la résolution de problèmes et d’autre part, l’apprentissage pour l’environnement. Les résultats de notre étude révèlent que les participant(e)s ont pu s’engager activement à trouver des solutions à un réel problème environnemental. Quatre niveaux d’implications à l’apprentissage expérientiel ont pu être observés, soit l’exposition, la participation, l’identification et l’intériorisation. De plus, nous avons pu identifier plusieurs compétences individuelles qui ont été mobilisées durant les étapes de la pensée design. Or, ce sont surtout les compétences collectives qui ont été les plus déterminantes et celles qui ont eu une plus grande influence sur la qualité des solutions proposées durant notre expérimentation. Enfin, l’expérience vécue par les participant(e)s fut celle d’un parcours marqué par une conscientisation des besoins environnementaux ressentis par les étudiants vivant sur le campus, un engagement collectif à trouver des solutions durables pour la communauté universitaire et une grande appréciation pour leurs accomplissements.