Th.--Phys.--Nancy--I.N.P.L., 1981.

Sous l’influence des technologies de l’informatique mobile, l’apprentissage devient de plus en plus mobile. En effet, utiliser des dispositifs mobiles pour apprendre, n’importe où et n’importe quand, c’est l’objectif de l’apprentissage mobile (Mobile Learning). Nous nous plaçons principalement dans des situations professionnelles, portant sur l’apprentissage contextuel de la maîtrise d’équipements domestiques, publics ou professionnels en mobilité. Nos travaux de recherche visent à mettre en oeuvre l’apprentissage mobile que nous voulons situé, contextuel, personnel, collaboratif, et tout au long de la vie. Nous proposons un système d’apprentissage mobile contextuel appelé SAMCCO (Système d’Apprentissage Mobile Contextuel et Collaboratif) qui prend en compte les exigences MOCOCO (Mobilité, Contextualisation, Collaboration). Dans nos travaux, nous explorons les domaines des technologies mobiles, de l’apprentissage mobile, de la contextualisation, des méthodes d’apprentissage en contexte, du Travail Collaboratif Assisté par Ordinateur (TCAO) de l’Interaction Homme-Machine (IHM) et de la Réalité Augmentée (RA). Nos travaux ont commencé par l’étude de la modélisation d’unités d’apprentissage. Nous avons défini des modèles de ces unités d’apprentissage en tant que ressources d’apprentissage pour la maîtrise d’équipements. Nous définissons les métadonnées AMLOM (Appliance Mastering LOM) pour décrire ces unités d’apprentissage. Les métadonnées AMLOM sont issues d’IEEE LOM (Learning Object Metadata) avec la redéfinition de certains éléments et l’ajout de nouveaux éléments pour permettre la contextualisation des unités d’apprentissage dans nos contextes d’apprentissage. Nous avons également élaboré un processus de production d’unités d’apprentissage. Ce processus permet de transformer les documentations initiales, comme des manuels papier ou d’autres formats numériques, en unités d’apprentissage XML et de les stocker et indexer dans une base de données, pour être prêtes à être interrogées par le système d’apprentissage SAMCCO. La conception de SAMCCO s’appuie sur l’approche basée sur les scénarios et sur les modèles. SAMCCO se base sur la plateforme IMERA (Interaction Mobile dans l’Environnement Réel Augmenté) développée par notre équipe, qui a pour but de prendre en compte les augmentations suivantes : apprenant augmenté, environnement augmenté, équipement augmenté. La modélisation, la prise en compte des exigences d’apprenant et du contexte d’apprentissage dans son activité professionnelle sont au coeur de nos travaux. Nous avons également adapté des méthodes d’apprentissage, comme l’apprentissage juste à temps, l’apprentissage par l’action et l’apprentissage collaboratif, à nos activités d’apprentissage mobiles. L’architecture du système se base sur des modèles (bases de données, services génériques, patterns d’interaction, etc.). L’objectif de SAMCCO est d’augmenter avec les caractéristiques MOCOCO l’efficacité de l’apprentissage et la performance du travail associé dans les activités de la maîtrise d’équipements domestiques, publics, ou professionnels. En s’appuyant sur les principes de notre approche, nous avons réalisé plusieurs applications pour valider l’intérêt de SAMCCO dans différentes situations. Le scénario du banc de tests MAPED nous a permis de valider le processus de production d’unités d’apprentissage dans un cas concret. Le scénario de maintenance de l’ordinateur est un cas d’application de l’apprentissage mobile contextuel dans une activité de maintenance d’équipement. Le projet HSHB (Healthy Spirit in Healthy Body) permet un autre type d’apprentissage, l’apprentissage mobile contextuel dans le processus de constitution d’un repas équilibré dans un restaurant libre service, dans lequel notre système peut également être utilisé. / With the rapid development of mobile computing technologies, mobile learning has become a new important learning style in our life. Situated, contextual, personal, collaborative, informal and lifelong are the main characteristics of mobile learning. We are interested in applying mobile learning in contextual professional situations, particularly in the learning of mastering domestic, public and professional appliances. In our work, a learning system named SAMCCO (French acronym of Collaborative Contextual Mobile Learning System) which concerned MOCOCO (Mobility, Contextualization, Collaboration) concepts was proposed for the above aimed situations. The research involved the domains of mobile technologies, mobile learning, learning context, contextualization, learning methods, CSCW (Computer Supported Cooperative Work), HCI (Human Computer Interaction) and AR (Augmented Reality). The problem of learning units was firstly studied. We considered learning units and their models as the learning resources for appliance mastering in our approach. We defined AMLOM (Appliance Mastering LOM) metadata to describe learning units. AMLOM metadata were extended from IEEE LOM (Learning Object Metadata) by redefining the existent elements and adding some new elements, which would support the contextualization of learning units in our proposed learning contexts. We also proposed a process for the production of learning units, which allows us to transform the original documentations, such as paper manuals or other electronic documents, into learning units in XML format, store and index them in database. The conception of SAMCCO is based on the IMERA (Computer Augmented Environment for Mobile Interaction) platform designed by our research team which concerns the following augmentations: augmented learners, augmented environment and augmented appliances. Learner’s requirements and learning context in professional situations were identified and modeled in the conception of system. Learning methods such as just in time learning, learning by doing and collaborative learning were properly adapted into professional learning activities. The system architecture is based on models (generic services, databases, interaction patterns, etc) and explains how the learning system works. The objective of SAMCCO is to augment the learning efficiency and working performance associated in the activities of mastering domestic, public and professional appliances with MOCOCO characteristics. Based on the principles of our approach, we made several applications to validate the interest of SAMCCO in different concrete situations. MAPED test bench scenario allowed us to validate the process of the production of learning units in a precise industrial case. The scenario of computer maintenance is an application of contextual mobile learning in the activity of appliance maintenance. HSHB (Healthy Spirit in Healthy Body) project illustrates another type of contextual mobile learning for establishing a balanced meal in self-service restaurant, in which our system design was also used.

Les matériaux polymères sont utilisés dans de nombreux domaines tels que l'automobile, la construction,...etc. Comme tout polymère organiques, ils sont inflammables et doivent donc être modifiés afin d'éviter ou de retarder le départ d’un incendie. L’incorporation d’une large quantité de retardateurs de flammes dans le « cœur » du polymère est la principale voie pour ignifuger un polymère. Cette voie présente des inconvénients tels que le coût élevé, la dégradation des propriétés mécaniques. Dans ce travail de thèse, de nouveaux revêtements anti-feu ont été élaborés par l’utilisation de deux approches innovantes et originales: la méthode dite « couche par couche » (LbL) et la technologie plasma. Dans un premier temps, de nombreux revêtements anti-feu ont été développés par LbL afin d'améliorer la réaction au feu de divers substrats : tissus de polyester et de polyamide 6.6, film de polyamide 6. Déposé sur un film de polyamide 6, le revêtement anti-feu à base de poly(allylamine) et montmorillonite (PAH-MMT) présente d’excellentes propriétés au feu. Il permet de réduire la quantité de chaleur (-74%) libérée lors du test au cône calorimètre. Le mécanisme d’action de ces revêtements, en termes de résistance au feu, a été étudié. Dans la deuxième partie, un revêtement anti-feu à base de phosphore et de silicium a été développé par plasma. Ces revêtements ont été caractérisés et testés sur des films de polyamide 6 (PA6) et de polycarbonate (PC). Ce revêtement permet d’augmenter considérablement le temps d'ignition du PA6 et du PC. Finalement, nous avons scrupuleusement étudié le mécanisme d’action, en termes de résistance au feu, de ces revêtements appliqués sur polycarbonate. / Polymeric materials are used in many fields such as automotive, building and textile. As all organic materials, they are inherently flammable and therefore need to be modified to prevent or delay fire departure. Incorporation of significant amount of flame retardant additives is currently the main solution to fire-retard polymers. Nevertheless, this approach exhibits some limitations such as high cost, low processability and degradation of the mechanical properties. In this PhD thesis, new flame retardant coatings were developed by using two innovative and original surface treatment approaches: Layer-by-Layer (LbL) and atmospheric plasma technologies. On one hand, several hybrid LbL-flame retardant coatings were developed in order to improve the fire properties of various substrates such as polyester, polyamide 6.6 fabrics and thin polyamide 6 films. A poly(allylamine) and montmorillonite (PAH-MMT) based coating deposited onto polyamide 6 film particularly exhibits fire results as it significantly reduces the amount of fuels (-74%) released during the cone calorimeter test. The mechanism of action of this coating in term of fire retardancy was thus investigated. In the other hand, an organophosphorus silane based coating was designed by means of atmospheric plasma technology, fully characterized and tested to fire when applied on thin polymer films. This coating significantly delays the time to ignition of polyamide 6 and polycarbonate films. Finally, we carefully investigated the mechanism of action, in term of fire retardancy, of this coating applied on polycarbonate.

Dans le procédé RTM (Resin Transfer Molding) utilisé pour la mise en œuvre de structures composites de haute performance, la phase d'imprégnation d'une préforme fibreuse par une résine est déterminante pour la qualité des pièces fabriquées. Pour éviter des défauts de fabrication, la simulation numérique du procédé est largement utilisée. Elle demande une bonne connaissance de caractéristiques matériau dont la principale est la perméabilité du renfort. La caractérisation expérimentale de la perméabilité ayant une variabilité importante, des techniques numériques fiables et applicables dans l'industrie sont recherchées. Ce projet de thèse vise à développer une méthode numérique d'identification in-situ du champ de perméabilité. La performance de la méthode est démontrée sur l'exemple de trois cas d'étude. Un algorithme basé sur la méthode inverse permet notamment d'identifier la perméabilité isotrope et anisotrope ainsi que de détecter l'effet de race-tracking. Dans la suite, les résultats de ce travail pourront être implémentés dans un système de contrôle on-line du procédé RTM. / In the Resin Transfert Molding process used to manufacture high performance composite structures, the fibrous preform impregnation by resin largely determines the piece quality. Numerical simulation is widely used in order to adress the issue of manufacturing defects. It is necessary to know material charasteristics of preform such as perméability which is the most important one. Generally, the preform permeability is obtained by an experimental measurement having a large variability. Therefore, reliable numerical techniques are being looked for. This PhD thesis aims to develop a numerical algorithm by inverse method to identify in-situ the permeability field. The performance of the method is shown by validation of three study cases. The developped algorithm allows to identify isotropic and anisotropic permeability as well as to detect the race tracking effect. In a future work, this numerical algorithm will be implemented in an on-line control system to optimize the mold filling process.

Les approches contemporaines de l’éducation doivent répondre à un nombre de tensions suscitées par les changements technologiques, sociaux et économiques. Les questionnements sur la vision de l’apprentissage qui en découlent ont justifié l’implantation des programmes par compétences. Ce changement de paradigme a impliqué des réajustements sur le plan de l’évaluation des apprentissages. À la lumière de ces réalités, il est impératif de se pencher sur les dispositifs de formation au jugement évaluatif et de les bonifier. Inspiré par les points de convergence entre le développement du jugement clinique des médecins et celui du jugement en évaluation, Dionne (2005) a développé un instrument intitulé le test de jugement professionnel en évaluation des apprentissages (TJPEA). Composé de situations authentiques, il vise à mesurer le niveau de jugement des étudiants à la formation des maitres en contexte formatif. Cette étude exploratoire qualitative interprétative a été menée auprès de douze participants catégorisés en trois profils différents : quatre étudiants de première année à la formation des maîtres au secondaire (novices), quatre enseignants d’expérience oeuvrant dans une école secondaire québécoise (praticiens) et quatre professeurs universitaires spécialisés en évaluation des apprentissages (experts). Les données recueillies via la passation orale d'un TJPEA ont permis de (1) contribuer à identifier les différents facteurs susceptibles d’influencer le jugement professionnel en évaluation des répondants, (2) de comprendre davantage la dynamique de progression du développement de la compétence à évaluer, notamment en identifiant les différents schèmes de pensée entre les profils de répondants et (3) ressortir les différents obstacles à l’exercice du jugement évaluatif des sujets. Même si nous sommes conscients que les résultats obtenus à cette étude ne sont pas généralisables en raison de son échantillon limité, il est tout de moins possible d’en faire découler de nouvelles avenues de recherche. Cela nous permettra éventuellement de proposer des solutions à la relève enseignante et de favoriser le développement d’un jugement en évaluation juste et équitable pour les élèves.

Dans cette thèse nous nous sommes intéressés à la détection, la localisation et l'estimation de défauts (capteurs, actionneurs et défauts internes) dans les systèmes modélisés sous forme d'état linéaire et bilinéaire. La méthode que nous proposons, (appelée MPD pour Méthode par Projection des Données), nécessite de connaître la structure du modèle comportemental mais ne nécessite pas de connaître les valeurs des paramètres de ce modèle. Les résidus sont générés par des techniques de projection matricielle en utilisant uniquement les données d'entrées et de sorties mesurées. Cette méthode peut être directement implantée sur des applications de même type sans que les paramètres de chaque système soient identifiés. Cette méthode pourrait donc être très utile pour tester des systèmes en fin de chaîne de fabrication ou pour être implantée sur un parc (groupe) de machines identiques. Elle pourrait être aussi utile pour des systèmes à paramètres difficilement identifiables. Les défauts internes (supposés abrupts et invariants, c'est-à-dire correspondant à un biais constant sur les paramètres) entraînent des dynamiques différentes qui correspondent à des modes de fonctionnement défaillant. Le problème de diagnostic se ramène alors à un problème d'estimation des instants de commutation et de reconnaissance du mode actif à chaque instant. / In this thesis we are interested in detecting, isolating and estimating faults (sensors, actuators and internal faults) in systems modeled as linear and bilinear systems. The method we propose (called MPD Data Projection Method), requires knowledge of the behavioral model structure but does not need to know the parameter values of this model. Residuals are generated by matrix projection techniques using only the input-output measured data. This method can be directly implemented on applications of the same type without the parameter identifications of each system. This method could be very useful for testing systems at the end of the production line or to be located on a park (group) of identical machines. It could also be useful for systems with parameters difficult to identify. Internal faults (assumed abrupt and invariants, that is to say corresponding to a constant bias parameters) lead to different dynamics corresponding to modes of faulty operation. The diagnostic problem then reduces to a problem of estimation of the switching times and recognition of the active mode at each time instant.

Malgré les ressources importantes en eau de la République Centrafricaine 70 % de la population ne dispose pas d’eau potable et la question se pose cruellement de potabiliser l’eau . Nous nous sommes intéressés à la technique d'adsorption sur une brique locale comme adsorbant aisément accessible pour purifier l'eau en milieu rural. Après traitement acide et dépôt de ferrihydrite à pH fixé, la brique s’est avérée être un bon adsorbant par échanges d'ions. Le composite obtenu, permet ainsi la rétention de cations métalliques tels : Fe2+, Pb2+, Zn2+, Cu2+, Ni2+, Cd2+ et UO2+ et selon le traitement préalable d'anions tels les phosphates grâce aux charges opposées entre la surface du solide et les ions dans l'eau. L’influence de paramètres : temps de contact, température, masse d’adsorbant et pH, ont été pris en compte. La régénération sur colonne a été effectuée par une solution de NaCl ou de NaClO. L’étude analytique de cycles d’adsorption/désorption sur colonne a mis en évidence l’implication des espèces H+ et Na+ à l’interface « brique-eau ». Pour justifier nos hypothèses, diverses techniques ont été utilisées: Diffraction RX, MEB /EDS, IRTF, BET, RMN 23Na, 29Si, 27Al, 1H. Les mesures des adsorptions ont été suivies in situ par potentiométrie et conductimétrie.Les isothermes d'adsorption, la cinétique et thermodynamie des processus hétérogènes mis en jeu ont été abordés. Les mesures électrocinétiques ont confirmé l'implication de forces électrostatiques dans le mécanisme d'adsorption. / Despite the great ressources of water in Centrafrican Republic, drinking water is not accessible for about 70% of the population in this country. To resolve this problem, waters need to be treated. We have chosen the adsorption technique,by using a local brick as adsorbant in the purification of water in rural region. After acid treatment and deposition of ferrihydrite at a fixed pH, brick was found to be a good adsorbant in the elimination : Fe2+, Pb2+, Zn2+,Cu2+, Ni2+, Cd2+, UO2+. This adsorption process was also applied to phosphates elimination. The effects of the parameters: contact time, temperature, mass of material, and pH were taken into account. Column regeneration was performed either by using NaCl solution or NaClO as eluent. The analytical studies of adsorption/desorption cycles on the column showed the implication of H+ and Na+ ions at the "brick-water" interface. Depending upon the treatment used, cations or anions could be adsorbed owing to the existence of opposite charges between solid surface and ions in water. To ascertain our assumptions, several techniques were used : X-Ray diffraction, SEM /EDS, FTIR, BET, 23Na, 29Si, 27Al, and 1H NMR. Adsorption measurements were also followed by potentiometry and conductimetry. Adsorption isotherms, kinetics and thermodynamie of heterogeneous processes involved were addressed. Electrokinetic measurements conformed the involvement of electrostatic forces in the adsorption mechanism.

Les composés à base de lanthanide jouent un rôle important pour différentes propriétés (optiques, magnétiques ... ) mais aussi dans le domaine des matériaux du nucléaire (matrices de conditionnement des actinides, produits de fission, simulants des actinides (III). ). La première partie de ce travail est consacrée à l'étude des vanadates d'uranyle et de lanthanide. Par voie solide, un seul composé a pu être obtenu Sa structure est bâtie sur des feuillets simples uranophane ∞ ²[(UO2)(VO4)]- et des feuillets doubles ∞²[La(UO2)(V2O7)2]+ particulièrement originaux se déduisant des feuillets uranophane par remplacement d'un atome duranium sur deux par le lanthane. Par synthèse hydrothermale, les phases TR(VUO6)3•xH2O ont été obtenues. leur structure est basée sur l'empilement de couches de type carnotite ∞²[(UO2)2V2O8]²- liées entre elles par la terre rare. La seconde partie est dédiée à l'étude de systèmes amine - lanthanide - oxalate. Les composés obtenus par croissance cristalline dans un gel appartiennent à une série d'oxalates de structure bi-dimensionnelle appelée "série quadratique" dont les feuillets se composent de polyèdres LnO8(H2O) reliés par des ions oxalate et formant des cycles "carrés". Par synthèse hydrcthermale, d'autres composés de même formule générale, (CnH2n(NH3)2)0,5[Ln(H2O)(C2O4)2]•xH2O mais présentant des arrangements structuraux différents. bi-dimensionnel et tri-dimensionnel, ont été obtenus. Enfin. l'utilisation de monoammes toujours en conditions hydrothermales a permis l'obtention d'oxalates et d'hydroxy-oxalates de néodyme originaux ne contenant pas d'amine. / Lanthanide-based compounds exhibit interestmg physical properties (optical, magnetic .. ) but also play an important role in the field of nuclear industry as matrices for actinides, fission products or actinide (III) surrogates for example.The first part of this work is devoted to the study of uranyl-vanadate and lanthanide compounds 8y solid-state reaction, the new compound La(UO2l2(VO4)(V2O7) cou Id be obtained Its structure is based on the association of uranophane sheets ∞ ²[(UO2)(VO4)]- and of double layers ∞²[La(UO2)(V2O7)2]+, in which half of the uranium atoms are replaced by lanthanum atoms. The phase TR(VUO6)3•xH2O were obtained by using hydrothermal synthesis Their structure IS based on the stacking of carnotite type layers ∞²[(UO2)2V2O8]²- linked together by the rare earth elementThe second part concerns the study of various amine-Ianthanide-oxalate systems. The diamines contained lanthanide-oxalates which were obtained by growing crystals in gel. belong to the series of oxalates named "quadratic" Their two-dimensional structure is formed by sheets in whlch the LnO8(H2O) polyhedra linked by oxalate ions form "square" rings. By hydrothermal synthesis, two compounds exhibiting the sa me general formula (CnH2n(NH3)2)0,5[Ln(H2O)(C2O4)2]•xH2O but having different structural arrangements, two-dimensional and three-dimenslonal. were obtained. Finally. using monoamines instead of diamines under hydrothermal conditions. lead to the synthesis of new neodymium oxalates and hydroxy-oxalates with no amine contamed.

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