Dans certaines conditions de vol, les aéronefs à voilure tournante souffrent parfois de l’émergence d’oscillations indésirables, phénomènes potentiellement instables connus sous le nom de Couplages Pilote-Aéronef aéroélastiques (CPA). Ces phénomènes affectent de manière critique la sécurité et la performance des aéronefs. Par conséquent, il est important d’être capable de prédire l’émergence de tels phénomènes dynamiques, le plus tôt possible dans le processus de conception des hélicoptères. Une revue de la littérature révèle que ces phénomènes sont le résultat d’interactions entre les comportements biodynamique du pilote et aéroélastique des hélicoptères. Afin d’avoir une plus grande modularité et granularité dans le processus de modélisation de systèmes complexes, une approche par bond graphs est adoptée. Un modèle aéromécanique d’hélicoptère et un modèle neuro-musculo-squelettique d’un des membres supérieurs du pilote sont développés en bond graphs. Parmi les représentations proposées, trois sont originales, notamment afin de modéliser : des efforts aérodynamiques quasi-statiques, la liaison traînée-battement-pas entre pale et moyeu rotor, et les efforts musculaires à partir d’un modèle de Hill qui tient compte d’une boucle de rétroaction neuromusculaire. Des résultats encourageants sont obtenus lorsque l’on compare la transmissibilité, entre l’angle de manche de pas cyclique imposé par le pilote et des accélérations latérales de la cabine, calculée à partir du modèle biodynamique, et à partir des résultats expérimentaux tirés de la littérature. Un modèle du système bioaéroélastique homme-machine est linéarisé, au voisinage d’un vol stationnaire, et analysé en termes de stabilité. L’étude révèle, comme conjecturé dans la littérature, que le mode régressif de traînée peut être déstabilisé. De plus, il apparaît que le mode progressif de traînée peut également être déstabilisé lors d’un CPA sur l’axe latéral-roulis. Un critère d’analyse de la stabilité d’un équilibre d’un système dynamique à partir d’un modèle linéaire limite la possibilité de prendre en compte certains comportements non-linéaires et donc réduit l’espace de conception. Les premières pierres vers une méthode basée sur des fonctions de Chetaev sont posées, afin de déterminer si l’équilibre d’un système dynamique est instable, directement à partir d’un modèle mathématique non-linéaire de grande dimension, à un coût de calcul potentiellement intéressant. Afin d’illustrer la pertinence de la proposition, le cas de la résonance sol d’un hélicoptère est présentée. / Under certain flight conditions, rotorcrafts might suffer from the emergence of undesirable oscillations, potentially unstable phenomena, known as aeroelastic Rotorcraft-Pilot Couplings (RPCs). These phenomena critically affect the safety and performance of rotorcraft designs. Therefore, there is an important interest in being able to predict the emergence of such dynamic phenomena, as soon as possible during the design process of helicopters. A review of the state-of-the-art reveals that these phenomena are the result of interactions between pilots’ biodynamics and helicopters’ aeroelastic behaviors. In order to provide more modularity and granularity in the modeling of complex systems, a bond graph based approach is used. A helicopter aeromechanical model and a pilot upper limb neuromusculoskeletal model are developed using bond graphs. Three original bond graph representations are proposed, to model: quasi-steady aerodynamic forces, lag-flap-pitch joint at blades’ roots, and a Hill-type muscle force model that accounts for muscle reflexive feedback. Encouraging results are found when comparing the pilot biodynamic model transmissibility cyclic lever angle to lateral cockpit accelerations computations to literature experimental results. A linear model of the coupled human-machine bioaeroelastic system around hover is analyzed in terms of stability. It reveals not only the regressing lag mode, as conjectured in literature, but also the advancing lag mode can be destabilized during a lateral-roll aeroelastic RPC. Furthermore, a criterion to assess the stability of the equilibrium of a dynamic system from a linear model limits the possibility to take into account nonlinear physical behaviors, reducing the design space. The first blocks towards a method based on Chetaev functions is proposed, to determine if an equilibrium is unstable, directly from its large nonlinear mathematical model, at a potentially interesting computational cost. The helicopter ‘ground resonance’ case illustrates the soundness of the proposal.

Pour être utilisé en réfrigération secondaire comme matériau à changement de phase dans un fluide frigoporteur, un hydrate doit posséder une enthalpie de dissociation élevée, à une température adaptée à l’application (positive pour de la climatisation) et à une pression acceptable pour une installation industrielle. De plus, le mélange diphasique doit présenter de bonnes conditions d’écoulement et d’échanges thermiques. Un dispositif dynamique constitué d'un réacteur agité et d'une boucle de circulation, placé dans une chambre climatique, a été développé pour l’étude de coulis d’hydrates de dioxyde de carbone. Pour ce dispositif, un protocole a été mis en œuvre pour le refroidissement d’une solution chargée en CO2, générant des coulis d'hydrate à taux d’hydrate allant jusqu'à 25°% véhiculant une chaleur latente importante (374 kJ.kg-1). Une étude cinétique sur la formation des hydrates de CO2 dans le réacteur agité à été réalisé et montre que la cinétique de formation de ces hydrates est de 2 %.h-1 dans le réacteur pour une pression, une température, et une vitesse d'agitation de départ de 3 MPa, 12 °C et 1042 tr/min et pour une température de consigne du groupe froid de -1 °C. L’étude rhéologique du coulis a permis de mettre en place une corrélation empirique de type Herschel-Bulkley en fonction du taux d’hydrates qui permet une caractérisation satisfaisante du comportement rhéologique du fluide. Les résultats de l’étude thermique ont permis d’établir des corrélations entre les nombres de Nusselt et de Reynolds qui caractérisent les régimes de fonctionnement thermique du système. / To be used as phase change material in a secondary refrigerant, a hydrate must enclose a high dissociation enthalpy, at a temperature adapted to the application (positive for air-conditioning) and a pressure suitable for an industrial facility. Moreover, the two-phase mixture must present good conditions of flowing and heat exchange. A dynamical set-up with a stirred tank reactor with a loop of circulation, placed in a thermostated room, was developed for the study of carbon-dioxide-hydrate slurries. In this set-up, one protocol was carried out: by cooling of a water-CO2 solution, generating slurries hydrate rates 25 %, conveying a high latent heat (374 kJ.kg-1). A study of CO2 hydrate formation kinetics was lead in the tank reactor and the results showed the CO2 hydrate formation kinetics is 2 %.h-1 for a pressure, temperature and a stirring rate at the begin of 3 MPa, 12°C and 1042°rpm and a temperature of the chiller about -1°C. A study rheological allows the development of an empirical Herschel-Bulkley-type correlation as a function of the hydrate rate was achieved for rheological characterization of the fluid behavior. The thermal results obtained allow establishing correlation as a function of Nusselt and Reynolds number which characterize operational regimes of the system thermal.

On assiste à un phénomène de transition épidémiologique dans les zones tropicales avec l’émergence des affections cardiovasculaires induites par l’athérosclérose. L'objectif de cette thèse était de contribuer à une meilleure connaissance de l’épidémiologie des facteurs de risque cardiovasculaire en population tropicale, en particulier au Bénin. Une analyse des prévalences des facteurs de risque cardiovasculaire en population générale au Bénin a été menée à partir de la base de données de l’enquête nationale STEPS. Une revue systématique des cohortes cardiovasculaires conduites en population générale en Afrique subsaharienne (ASS) a été réalisée. La méthodologie de la cohorte TAHES (Tanvè health study) a été élaborée ; une étude pilote a été mise en place. Les travaux montrent des fréquences relativement élevées de plusieurs facteurs de risque cardiovasculaire au Bénin et des différences suivant les milieux de résidence. Par ailleurs, ils soulignent la rareté des études de cohortes sur les maladies cardiovasculaires en ASS. Les résultats préliminaires de la cohorte TAHES pilote confortent l’idée de la faisabilité d’une étude plus large. / An epidemiological transition is observed in tropical areas with the growing of cardiovascular atherosclerosis diseases. The objective of this thesis was to contribute to a better knowledge of the epidemiology of cardiovascular risk factors in tropical area, particularly in Benin. An analysis of prevalence of cardiovascular risk factors in general population was led from Benin national STEPS survey. A systematic review of cardiovascular prospective cohort studies in sub-Saharan Africa (SSA) was conducted. Methodology of TAHES (Tanvè health study) cohort was described; a pilot study was implemented. These data show high frequencies of several cardiovascular risk factors in Benin; differences between urban and rural areas were observed. They underline the rarity of cardiovascular cohort studies in ASS. Besides, they support the hypothesis of cardiovascular cohort feasibility in general population in Benin.

Les hydrates de gaz sont une façon non conventionnelle de piéger et de stocker des molécules de gaz par cristallisation d’eau à haute pression et à basse température. Les sels d'ammonium quaternaire forment des semiclathrates hydrates à pression atmosphérique et des hydrates mixtes en présence de gaz. Il est important de connaître leurs propriétés thermodynamiques, afin d'évaluer leurs applications potentielles : une des ces-ci est la capture du dioxyde de carbone à partir des gaz de combustion. Dans nos expériences, les semiclathrates ont été fabriqués à partir de sels de peralkylammonium (TBAB, TBACl, TBAF), et de bromure de tétra-butylphosphonium (TBPB) en combinaison avec plusieurs gaz : CO2, N2, CH4. La pression de formation a été fortement réduite par rapport aux hydrates de gaz respectifs.Afin de déterminer les coefficients d'activité des hydrates en présence de sels, un modèle eNRTL a été conçue. Des systèmes comportant un sel ou deux sels ont été modélisés en présence d’hydrate de CH4 et sont en accord avec la littérature. Un système en présence de TBAB et de CH4 a été également étudié : la modélisation diffère des données expérimentales de la littérature, probablement en raison d’une structure différente. Cependant, les résultats sont prometteurs, et le modèle donne une bonne prédiction. Sur la base des résultats expérimentaux, un procédé à l'échelle pilote a été conçu. Ce nouveau procédé consiste à former des hydrates mixtes de TBAB et de CO2 dans une colonne à bulles. Les hydrates sont ensuite retirés de la colonne et après dépressurisation, les hydrates mixtes se transforment en hydrates de TBAB, libérant du CO2, qui est renvoyé à la colonne à bulles. / Gas hydrates are a non conventional way of trapping and storing gas molecules trough the crystallization of water under the high pressure and low temperature conditions. Quaternary ammonium salts form hydrates at atmospheric pressure and can also form mixed hydrates in the presence of gas. It’s important to know their thermodynamic properties in order to evaluate their potential applications: one of these applications is the capture of carbon dioxide from flue gas. The semiclathrates studied were made from peralkylamonium salts (TBAB, TBACl, TBAF) and tetrabutyl phosphonium bromide (TBPB) plus several gases: CO2, N2, and CH4. The formation pressure was greatly reduced with regards to the respective gas hydrates. An eNRTL model for determining the activity coefficients of hydrate forming systems with salts has been used. Single and double salts systems were analyzed in the presence of CH4 and the data obtained is in a good agreement with the literature. The TBAB and CH4 semiclathrates system was also investigated with the results being different of those of the literature probably due to a difference on the structure of the semiclathrate. However, the results are promising, and the model gives a good predictionBased on the experimental results, a pilot plant scale process was designed. This new process consists in forming mixed hydrates of TBAB and CO2 in a bubble column. The hydrates are then removed from the column and after expansion, the mixed hydrates transform into TBAB hydrates releasing CO2, which can be returned to the bubble column.

Le but de cette étude est de trouver un matériau catalytique pour la réduction catalytique sélective des NOx par les hydrocarbures (HC-SCR) dans l’échappement Diesel par une approche haut débit (HTE : high throughput experiments). Ce matériau doit être actif à basse température et stable hydrothermiquement à hautes températures. Une bibliothèque de 150 catalyseurs a été synthétisée. Les catalyseurs sont constituées d’Ag, Au, Cu supportés sur Al2O3, TiO2, ZrO2, CeO2 qui peuvent être dopés (Ga, Mo…). Ceux-ci sont testés en parallèle dans un dispositif constitué de 16 réacteurs (SWITCH-16) au cours réaction à température programmée (TPR) avec un flux modèle (100ppm NO / 350ppm C3H6 / 15% O2 /11% H2O). Le meilleur catalyseur 5%Ag/1%P/Al2O3, testé plus avant, montre une température de light-off de 50°C en dessous de celle d’un catalyseur commercial de référence et celui-ci est stable après un vieillissement de 16h à 750°C en présence d’eau. Ce catalyseur est ensuite enduit par voie sol-gel sur un monolithe (1*2 pouces et 300 cpsi) et testé sur un mini-pilote. Les tendances obtenues en réacteur à lit fixe montés en parallèle sont confirmées sur mini-pilote. En parallèle une approche microcinétique expérimentale des étapes élémentaires de surface impliquées dans la HC-SCR du NO sur un catalyseur Ag/Al2O3 a été utilisée pour déterminer les étapes élémentaires contrôlant la conversion du NO en prenant en compte l’adsorption compétitive entre NO et CO présent dans le gaz d’échappement Diesel. Nous avons identifié l’élimination des espèces Oads adsorbées sur des sites Ag° comme étape limitante pour la production de N2 et suggéré une nouvelle orientation possible pour l’étude HTE. / The aim of this study was to discover a catalytic material for NOx reduction by HC-SCR in Diesel exhaust which is active at the lowest temperatures and hydro thermally stable at high temperatures by using High Throughtput experiments (HTE). A library of 150 catalysts was synthesized. Catalysts are supported Ag, Au, Cu on Al2O3, TiO2, ZrO2, CeO2 and further doped with different dopants (Ga, Mo, …). They were tested in a 16-parallel reactor (SWITCH-16) using a Temperature Program Reaction (TPR) protocol with a model feed (100ppm NO / 350ppm C3H6 / 15% O2 /11% H2O). The best catalyst formulation 5%Ag/1%P/Al2O3, which was further improved, exhibits a light off temperature of 50°C lower than a reference commercial catalyst and is stable after ageing at 750°C in presence of water for 16 hrs. For pilot testing, the best catalyst was deposited by sol-gel method on a 1x2 inch monolith (300 cpsi). We showed the consistency of catalytic results obtained in the parallel fixed beds match with monolith bench testing. In parallel a experimental microkinetic approach of surface elementary steps involved in the HC-SCR of NO on Ag/Al2O3 catalyst has been performed to reveal the elementary steps controlling the conversion of the NO reactant taking into account the competitive chemisorption between NO and CO that is present in an exhaust gas. We identified the elimination of Oads species adsorbed on Ag° sites as the limiting step for the N2 production and suggested a new orientation of a HTE study.

La fatigue est l’un des symptômes les plus fréquents et persistants chez les victimes de commotion cérébrale. Au cours des dernières années, des signes d’altérations cognitives post-commotionnelles à la suite d’un effort aérobie, soit une forme de fatigue dont la cause est physique plus que cognitive, ont été trouvés à court et à long terme chez des athlètes étudiants. Or, puisque ces athlètes évoluent dans un contexte où ils doivent non seulement performer dans leur discipline sportive, mais aussi à l’école ou au travail, il convient de se demander si un effort mental soutenu n’aurait pas le même effet chez cette population. L’objectif de cette étude était donc de déterminer si des athlètes étudiants ayant subi une commotion cérébrale (groupe HC) se sentent plus fatigués ou ont davantage tendance à se fatiguer mentalement que ceux n’ayant jamais subi de commotion cérébrale (groupe ST). Les sujets devaient répondre à une série de questionnaires auto-rapportés. Ils devaient aussi compléter une tâche informatisée recrutant les fonctions exécutives avant et après avoir répondu à une épreuve de raisonnement, d’une durée d’une heure, visant à simuler un examen scolaire. Leur réaction physiologique à la tâche était mesurée via un appareil d’électroencéphalographie et un cardiofréquencemètre. Si dans l’ensemble les résultats n’appuient pas l’hypothèse initiale, les deux groupes ont montré des différences notables dans leur façon de répondre à la tâche. Nous avons notamment constaté l’absence d’un effet de pratique à la condition la plus facile ainsi qu’une variabilité de la performance généralement plus élevée chez les sujets avec un historique de commotion cérébrale. De plus, contrairement au groupe témoin, ceux qui rapportaient des symptômes plus importants de fatigue cognitive quotidienne, de somnolence et de dépression montraient également une moins bonne précision à la tâche après un effort cognitif soutenu. Ces résultats suggèrent que les commotions cérébrales pourraient avoir pour effet d’accroître la sensibilité de certains individus à l’effort cognitif. De futures études devraient se pencher sur cette relation afin de la confirmer et d’en comprendre les causes. / Fatigue is one of the most common and persistent symptoms in concussion victims. In recent years, signs of post-concussive cognitive impairment following aerobic exertion, a form of fatigue whose cause is more physical than cognitive, have been found in both shortand long-term in student athletes. However, since these athletes evolve in a context where they must not only perform in their sport, but also at school or at work, it is worth asking whether sustained mental effort would have the same effect in this population. The objective of this study was therefore to determine whether student athletes who have suffered a concussion (HC group) feel more tired or are more likely to become mentally fatigued than those who have never suffered a concussion (ST group). Subjects were asked to complete a series of self-report questionnaires. They were also required to complete a computerized task recruiting executive functions before and after completing a one-hour reasoning test meant to simulate a school examination. Their physiological response to the task was measured using electroencephalography and a heart rate monitor. While the results do not support the original hypothesis, the groups showed significant differences in the way they responded to the task. Particularly, we found the absence of a practice effect at the easiest condition as well as a generally higher performance variability in subjects with a history of concussion. In addition, unlike the control group, those who reported greater symptoms of daily cognitive fatigue, drowsiness and depression also showed poorer task accuracy after sustained cognitive effort. These results suggest that concussions may have the effect of increasing the sensitivity of some individuals to cognitive effort. Future studies should investigate this relationship in order to confirm it and understand its causes.

Le séchage est une opération incontournable pour la valorisation énergétique des boues résiduaires. La flexibilité pour ajuster la teneur en matière sèche finale de la boue est un critère important pour le choix d'une technologie. Cet objectif est difficile à atteindre pour les sécheurs à palettes. La modélisation du processus est alors essentielle. Malheureusement, le comportement rhéologique des boues est complexe et la mécanique des fluides numérique est hors de portée. La notion de Distribution des Temps de Séjour est employée ici pour caractériser l'écoulement. Un protocole fiable et reproductible a été établi et mis en œuvre sur un pilote de laboratoire. Des injections Dirac d'oxyde de titane et de sels métalliques, avec la spectrométrie de fluorescence X comme méthode de détection, ont été employées pour caractériser les DTS du solide anhydre et de la boue humide. Pré-Mélanger la boue pâteuse, pour disperser le traceur par exemple, modifie la structure du matériau. Ceci a été mis en évidence par des mesures de distribution en taille des particules et par des caractérisations rhéologiques. Cependant, des expériences de séchage en batch ont montré que ce pré-Mélange n'a aucune influence sur la cinétique et sur la phase plastique. Nous avons montré que le solide anhydre et le solide humide s'écoulent de la même manière. Une seconde méthode, basée sur une détection par conductimétrie, a alors été développée. Plus facile à mettre en œuvre et moins onéreuse, cette méthode s'avère tout aussi fiable que la première. L'influence de la durée de stockage de la boue, avant séchage, a été évaluée. Le temps de séjour de la boue dans le sécheur double quand la durée de stockage passe de 24h à 48h. Finalement, un modèle d'écoulement, basé sur la théorie de chaînes de Markov, a été développé. L'écoulement du solide anhydre est décrit par une chaîne de n cellules parfaitement mélangées, n correspondant au nombre de palettes. Les probabilités de transition entre les cellules sont régies par deux paramètres : le ratio de recyclage interne, R, et la masse de solides retenus, MS. R est déterminé par la relation de Van der Laan et MS est identifié par ajustement du modèle aux données expérimentales. Le modèle décrit de manière satisfaisante les DTS. La masse de solides retenus identifiée est toujours plus faible que la quantité mesurée expérimentalement. Une partie de la boue, collée aux parois du sécheur et au rotor, agit comme un volume mort. / Drying is an unavoidable operation prior to sludge valorization in incineration, pyrolysis or gasification. The flexibility to adapt the solid content of the dried sludge to the demand is a major requirement of any drying system. This objective is difficult to reach for paddle dryers. Modeling the process is thus essential. Unfortunately, sludge rheological behavior is complex and computational fluid dynamics is out of reach for the time being. The concept of Residence Time Distribution (RTD) is used here to investigate sludge flow pattern in a paddle dryer. A reliable and reproducible protocol was established and implemented on a lab-Scale continuous dryer. Pulse injections of titanium oxide and of salt metals, with X-Ray fluorescence spectroscopy as detection method, were used to characterize the RTD of anhydrous solid and wet sludge, respectively. Premixing the pasty sludge, for tracer powder dispersion for instance, changes the structure of the material. This was highlighted through the measurements of particle size distributions and characterization of rheological properties. However, drying experiments performed in batch emphasized that premixing does not have any influence on the kinetic and the sticky phase. The RTD curves of the anhydrous solid are superimposed on those of the moist sludge. Consequently, a simpler protocol, based on pulse injection of chloride sodium and offline conductivity measurements, was established. Easier to implement in industry and cheaper, this method proves to be as reliable as the first one. The influence of storage duration prior to drying was assessed. The mean residence time doubles when the storage duration changes from 24h to 48h. Finally, a model based on the theory of Markov chains has been developed to represent the RTD. The flow of anhydrous solids is described by a chain of n perfectly mixed cells, n corresponding to the number of paddles. The transition probabilities between the cells are governed by two parameters: the ratio of internal recirculation, R, and the solids hold-Up, MS. R is determined from the Van der Laan's relation and MS is identified by fitting the model to the experimental RTD. The model describes the flow pattern with a good accuracy. The computed hold-Up is lower than the experimental one. Part of the sludge is stuck to the walls of the dryer, acting as dead volumes in the process.

Contexte : L’allergie alimentaire est une réaction excessive du système immunitaire en présence d'un aliment ou d'un additif alimentaire. Chez les enfants d’âge scolaire, sa prévalence varie entre 1 et 10%. Sachant qu’il est impossible de garantir un milieu scolaire sans allergène et que des pratiques très diversifiées de gestion des allergies sont actuellement en place, un guide de bonnes pratiques pour la gestion des allergies alimentaires en milieu scolaire primaire à Montréal a été développé. Objectifs : L’objectif général était d’évaluer l’implantation du Guide à partir de l’expérience vécue par les intervenants impliqués dans la phase pilote. Le contexte d’implantation, les facilitateurs et les limites, les raisons de non-implantation, les adaptations apportées, le niveau d’implantation, la participation des intervenants et leur satisfaction ont également été documentés. Méthodologie : La collecte de données fut réalisée dans 10 écoles primaires de 3 commissions scolaires de Montréal selon une méthode de recherche mixte : des méthodes qualitatives ont été utilisées avec entrevues semi-dirigées et observations ainsi que des méthodes quantitatives avec questionnaires autoadministrés. Résultats : Bien que le Guide n’ait pas été implanté intégralement dans les milieux participants, des changements de pratique ont été notés. Une meilleure sensibilisation aux allergies alimentaires chez le personnel et l’ajout de nouvelles mesures préventives font partie des améliorations remarquées. De plus, grâce au projet-pilote, la gestion des allergies alimentaires n’est plus uniquement associée à l’interdiction des noix et des arachides, mais plutôt à l’importance de la prévention sur plusieurs plans. Conclusion : Les données récoltées permettront d’améliorer le Guide pour diffusion éventuelle des bonnes pratiques de gestion des allergies en milieu scolaire dans toutes les écoles primaires de Montréal. Il est aussi raisonnable d’espérer son adoption au niveau provincial. / Context: A food allergy is an excessive reaction of the immune system in the presence of a certain food or food additive. Among school-aged children, its prevalence varies between 1 and 10%. Knowing it is impossible to guaranty that a school is allergen-free and that very diversified allergy management practices are currently in place, a Best practice guide for the management of food allergy in Montreal primary schools has been developed. Objectives: The general objective was to evaluate the implementation of the Guide based on the providers’ experience involved in the pilot phase. The implementation context, facilitators and limits, reasons of non-implementation, adaptations, level of implementation, and providers’ participation and satisfaction were also documented. Methodology: The data was collected in 10 primary schools among 3 Montreal school boards following a mixed research method: qualitative methods were used with semi-directed interviews and observations, as well as quantitative methods with self-administered questionnaires. Results: Even though the Guide was not entirely implemented in participating schools, some improvement was noted. For example, a better awareness regarding food allergies among the school staff and the addition of new preventive measures were noticed. Also, because of the pilot-project, food allergy management is no longer associated with banning nuts and peanuts anymore, but with the importance of prevention in a more global way. Conclusion: The collected data will allow the improvement of the Guide in order to spread the best practice in food allergy management among all Montreal primary schools. We can also reasonably hope for its adoption at the provincial level.

La charge de travail cognitive d'un pilote d'aviation, qui englobe sa capacité mentale à effectuer les manœuvres d'un avion, varie selon l’étape de pilotage et le nombre de tâches convergeant simultanément sur le pilote. Cette charge de travail peut entraîner des erreurs de pilotage aux conséquences graves. La plupart des erreurs se produisent pendant la procédure de décollage ou d'atterrissage. Cette étude vise à mesurer et prédire la charge de travail cognitive d'un pilote lors d'une procédure de décollage afin de mieux comprendre et potentiellement prévenir ces erreurs humaines. Pour y parvenir, nous avons créé une solution logicielle pour mesurer et surveiller en temps réel la fréquence cardiaque, la dilatation pupillaire et la charge de travail cognitive d'un pilote. Le logiciel est également capable de déclencher des événements de défaillance pour déclencher une modification de la charge de travail cognitive à la demande. À l'aide d'un casque électroencéphalogramme (EEG) permettant de mesurer l’activité électrique du cerveau, d'un moniteur de fréquence cardiaque, d'un eye tracker et d'un simulateur, nous avons créé une configuration d'environnement où les pilotes devaient faire décoller un avion A320 avec et sans pannes sans le savoir au préalable. Cette étude a rassemblé 136 décollages sur 13 pilotes pour plus de 9 heures de données de séries chronologiques, soit 2 millions de lignes combinées. De plus, nous avons étudié la relation entre la fréquence cardiaque, la dilatation de la pupille et la charge de travail cognitive lors d'une tâche critique. Cette étude a révélé, à l'aide d'une analyse statistique, qu'un moment critique, comme une panne de moteur, augmente la fréquence cardiaque, la dilatation de la pupille et la charge de travail cognitive d'un pilote. Ensuite, cette recherche a utilisé différents modèles d'apprentissage automatique et d'apprentissage en profondeur pour prédire la charge de travail cognitive d'un pilote pendant le décollage. Nous avons constaté qu'en utilisant un modèle d'apprentissage en profondeur long short-term memory empilé, nous étions en mesure de prédire la charge de travail cognitive 5 secondes dans le futur. Le modèle long short-term memory empilé a donné une erreur quadratique moyenne (MSE) de 44,09, une erreur racine quadratique moyenne (RMSE) de 6,64 et une erreur absolue moyenne de 5,28, prouvant qu'il est possible de prédire la charge de travail cognitive. / The cognitive workload for an aviation pilot, which englobes a pilot's mental capacity to perform aircraft's maneuvers, varies according to the piloting stage and the number of tasks converging simultaneously on the pilot. This workload can lead to piloting errors with severe consequences, where most errors occur during the takeoff or landing procedure. This study aims to predict the cognitive workload of a pilot during a takeoff procedure in order to better understand and potentially prevent these human errors. To achieve this, we created a software solution to measure and monitor in real-time the heart rate, pupil dilation, and cognitive workload of a pilot. The software is also capable of triggering failure events to trigger a change in cognitive workload on demand. Using an electroencephalogram (EEG) headset which measures the electrical brain activity, a heart rate monitor, an eye tracker, and a simulator, we created an environment setup where pilots had to take off an A320 airplane with and without failures without priorly knowing it. This study gathered 136 takeoffs across 13 pilots for more than 9 hours of time-series data, or 2 million rows combined. Moreover, we investigated the relation between heart rate, pupil dilation, and cognitive workload during a critical task. This study found, using statistical F-test analysis, that a critical moment, such as an engine failure, augments the heart rate, pupil dilation, and cognitive workload of a pilot. Next, this research utilized different machine learning and deep learning models to predict the cognitive workload of a pilot during takeoff. We found that, when using a stacked long short-term memory deep learning model, we were able to predict future cognitive workload 5 seconds into the future. The stacked long short-term memory model resulted in a mean square error of 44.09, a root mean square error of 6.64, and an mean absolute error of 5.28, demonstrating that it is possible to predict future cognitive workload.

Les banques de données recueillant systématiquement des données-cibles sur leur clientèle permettent de décrire celle-ci, ses besoins et de répondre à plusieurs questions de recherche clinique. Un projet pilote pour déterminer la faisabilité d’un tel système a lieu à la Clinique universitaire de psychologie de l’Université de Montréal (CUP). Sous un angle qualitatif inductif inspiré de la phénoménologie descriptive de Husserl, la présente étude vise à décrire les répercussions potentielles et les impressions des cliniciens quant à l’implantation de cette procédure. Des entretiens individuels semi-directifs ont été effectués en télépratique avec 14 cliniciens volontaires en utilisant un canevas d’entrevue. Des considérations concernant cinq thèmes centraux ont émergées des analyses : les obstacles à l’implantation, les impacts potentiels sur la thérapie, certaines recommandations pour améliorer la participation, l’utilité perçue et une attitude d’ouverture. La consultation des cliniciens s’avère une caractéristique essentielle dans l’élaboration de l’implantation. Les implications cliniques et des pistes d’amélioration sont discutées. / Databases that systematically collect key data on their clientele make it possible to describe who consults, their needs and allow to answer several clinical research questions. A pilot project to determine the feasibility of such a data-collecting procedure is taking place at the University of Montreal’s Psychology Clinic (CUP). Using a qualitative inductive approach inspired by Husserl's descriptive phenomenology, the study aims to describe the potential impact and clinicians’ impressions of the implementation of this procedure. Semi-structured individual interviews were conducted with 14 volunteer clinicians using an interview outline. Five central themes emerged from the analyses: barriers to implementation, potential impacts on therapy, recommendations for improving participation, perceived usefulness, and an open attitude. Consultations with clinicians was an essential feature in the development of the implementation. Clinical implications and avenues for improvement are discussed.