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

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Notre recherche s'intéresse à l'enseignement de la géométrie et de l'espace pour des élèves ayant des incapacités intellectuelles légères. De façon précise, nous proposons de faire évoluer leurs connaissances à propos de la représentation graphique du cube, et certaines de ses propriétés, par le biais d'un jeu de tâches didactiques. L'évolution est montrée par une analyse de protocoles qui tente de cerner de quelle façon s'enchaînent les différentes productions et interactions survenues entre les acteurs des séances d'expérimentation. De plus, l'analyse des tâches expérimentées montre leur potentiel au regard de l'engagement des élèves, tout en précisant certaines de leurs limites relatives à la nature de la tâche (contenu, pertinence, consignes données), au matériel didactique employé et à la chronologie des tâches au sein des séances. Nos résultats montrent que les élèves ayant des incapacités intellectuelles légères peuvent bénéficier de tâches variées et dynamiques pour accéder aux connaissances spatiales et géométriques dans la mesure où le jeu de tâches expérimenté favorise l'investissement mathématique des élèves. Le jeu de tâches se distingue nettement des méthodes typiques d'enseignement direct et répétitif dans les classes d'élèves ayant des incapacités intellectuelles. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Cube, Représentation graphique, Jeu de tâches, Incapacités intellectuelles, Enseignement, Géométrie.

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

Depuis le début de la contre-réforme des mathématiques modernes, l'enseignement de la notion de fonction au début du lycée en France a subi de profondes mutations. Une des tendances les plus importantes concerne le renforcement progressif de l'utilisation des divers modes de représentation des fonctions. Ainsi parallèlement à une diminution de la suprématie du registre algébrique, le registre graphique a acquis de nouveaux droits et il y a également une injonction forte à utiliser dans des conditions nouvelles les objets tableaux de valeurs et de variations. Notre hypothèse de recherche est, suite aux travaux de Duval, que c'est de la multiplicité des registres possibles que le concept et ses propriétés vont se dégager. <br />Dans notre travail, nous menons tout d'abord une analyse institutionnelle de la notion de fonction dans une perspective écologique pour dégager les différents systèmes de contraintes et de conditions qui pèsent sur les évolutions de ce savoir au cours du processus de transposition didactique interne. Ce travail s'inscrit dans une perspective commençant dans les années 80, au début de la période de la contre-réforme des mathématiques modernes. Nous faisons ensuite un état des lieux de l'enseignement actuel pour voir comment ont été traitées les nouveautés du programme par les manuels actuels et les enseignants (sur la base d'un questionnaire). Nous faisons également un état des lieux des compétences des élèves, à travers un test papier. <br />A la lumière des analyses précédentes, nous déterminons certaines caractéristiques de l'organisation praxéologique proposée par les nouveaux programmes de 2000 autour de la notion de fonction qui ont du mal à vivre dans l'enseignement. Nous proposons enfin une ingénierie didactique visant à faire fonctionner ces aspects du programme dans les classes et à en tester la viabilité à travers une expérimentation.

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Le droit européen autorise, en théorie, depuis 1988 le dépôt de tout type de marques, y compris olfactives. L’avènement du marketing olfactif a rendu nécessaire la protection juridique de ces signes par l’intermédiaire du droit des marques. Toutefois, l’exigence de représentation graphique comme condition du dépôt ne permet pas, dans l’état actuel des connaissances, le dépôt valide de ces marques olfactives au regard des critères exigés par la Cour de Justice de l’Union Européenne. De plus, la distinctivité de ces marques est souvent remise en cause, les odeurs n’étant pas par nature considérées comme de véritables signes distinctifs par les consommateurs. Afin de permettre cette protection, la légitimation de la place du signe olfactif au sein du droit des marques sera nécessaire et sera réalisée grâce à une analyse précise du contexte dans lequel ce signe évolue (national et international). Son adaptabilité au droit des marques sera ainsi démontrée. La place du signe olfactif justifiée, il sera alors possible de démontrer que l’odeur mérite la qualification de marque olfactive. En effet, la condition de représentation graphique peut aujourd’hui être remplie grâce aux avancées scientifiques. De même, il apparait qu’en pratique, la distinctivité des odeurs est effective. La marque olfactive devrait alors être pleinement admise. / European law allows theoretically since 1988 the registration of all kind of trademarks, olfactory ones included. The legal protection of such signs using trademarks law became necessary with the birth of olfactory marketing. However, in the actual state of knowledge, the requirement by the European Court of Justice of a graphic representation as a condition to the registration is an obstacle to the effective registration of olfactory trademarks. In addition, consumers do not regard fragrances as actual distinctive signs, so the distinctivity of such trademarks is often debated. In order to allow such a protection, the place of olfactory signs shall be legitimated. This legitimization shall be obtained by realizing a precise analysis of the context of evolution of this sign (both national and international). Its ability to adapt to trademark law will thus be demonstrated. Once the place of olfactory signs is justified, it will be possible to show that fragrances deserve the qualification of olfactory trademark. Indeed, nowadays, scientific progress allows the graphic representation requirement to be satisfied, and it appears that, in practice, the distinctivity of fragrances is effective. Olfactory trademark should then be completely admitted.

Un aéronef à voilure tournante est un système physique dynamique complexe. Le développement de ce type de système nécessite méthodes d’analyse (structurelle et comportementale) et de commande afin de maîtriser ses comportements. L’approche énergétique (bond graph et formalisme hamiltonien à port) permet une représentation multi-physique non linéaire, modulaire (acausale) et à différents niveaux de granularité. Parmi ses organes, les commandes de vol de l’aéronef permettent la transmission du pilotage aux rotors : canaliser la puissance motrice (2 MW) à partir d’une commande manuelle est impossible sans organes actifs d’assistance. Afin de représenter les cheminements et traitements des informations nécessaires aux organes actifs, la représentation multi-physique est complétée par une représentation informationnelle causale (schéma bloc).Les travaux exposés dans ce mémoire visent à ajouter le niveau de granularité intermédiaire et nécessaire entre la représentation multi-physique pure et une représentation combinée physique et informationnelle. Basée sur la démarche du PMBC (Physical Model Based Control), ils proposent une méthode originale permettant de représenter les organes d’assistance et leur commande par un modèle physique équivalent. La méthode est ici enrichie dans une démarche de conception des Systèmes d’Assistance à Opérateur : nous déterminons où doivent agir les organes actifs, selon quelles mesures et suivant quelles lois de commande. La méthode est illustrée sur un cas d’étude industriel : nous obtenons deux représentations de l’espace des solutions (les représentations physico-informationnelle détaillée et globale de son comportement) incluant la solution industrielle actuelle. / A rotorcraft is a complex dynamic physical system. The development of this kind of systems requires methods to analyze its structure and its behavior and to control this latter. The energetic framework (bond graph and Hamiltonian formulation) allows a multiphysical nonlinear representation, modular and with several levels of granularity. Among its components, flight controls transmit the orders from the pilot to rotors. Leading the motive power (about 2MW) directly from a handling control is almost impossible without active devices for assistance. In order to represent the flow of the control information and its processing, a cyberphysical representation combines a multiphysical representation with an informational representation (bloc diagram).This thesis work aims at proposing an intermediate granularity level between purely multiphysical representations and cyberphysical representations. Based on PMBC (Physical Model Based Control) approach, a new method to represent the assistance parts is proposed, by means of a physical equivalent model. The method is then enriched by a genuine design procedure of an Operator Assisting System: we determine where actuators must operate, according to which control laws and from which measurements. The method is applied to an industrial case: two representations of the possible design solutions set are obtained, a detailed cyberphysical representation and a global representation of its behavior. The actual industrial solution belongs to the defined set of possible solutions.

The last decade has brought with it a wave of innovative technology, shifting the channels through which creative content is created, consumed, and categorized. And, as our interactions with creative multimedia content shift towards online platforms, the sheer quantity of content on these platforms has necessitated the integration of algorithmic guidance in the discovery of these spaces. In this way, the recommendation algorithms that guide users' interactions with various art forms have been cast into the role of gatekeepers and begun to play an increasingly influential role in shaping the creation of artistic content. The work laid out in the following chapters fuses three major areas of research: graph representation learning, music information retrieval, and fairness as applied to the task of music recommendation. In recent years, graph neural networks (GNNs), a powerful new architecture which enables deep learning approaches to be applied to graph or network structures, have proven incredibly influential in the music recommendation domain. In tandem with the striking performance gains that GNNs are able to achieve, many of these systems, have been shown to be strongly influenced by the degree, or number of outgoing edges, of individual nodes. More concretely, recent works have uncovered disparities in the qualities of representations learned by state of the art GNNs between nodes which are strongly and weakly connected. Translating these findings to the sphere of recommender systems, where nodes and edges are used to represent the interactions between users and various items, these disparities in representation that are contingent upon a node's connectivity can be seen as a form of popularity bias. And, indeed, within the broader recommendation community, popularity bias has long been considered an open problem, in which recommender systems begin to favor mainstream content over, potentially more relevant, but niche or novel items. If left unchecked these algorithmic nudged towards previously popular content can create, intensify, and enforce negative cycles that perpetuate disparities in representation on both the user and the creator ends of the content consumption pipeline. Particularly in the recommendation of creative (e.g. musical) content, the downstream effects in these disparities of visibility can have genuine economic consequences for artists from under-represented communities. Thus, the problem of popularity bias is something that must be addressed from both a technical and societal perspective. And, as the influence of recommender systems continues to spread, the effects of this phenomenon only become more spurious, as they begin to have critical downstream effects that shape the larger ecosystems in which art is created. Thus, the broad focus of thesis is the mitigation of popularity bias in music recommendation. In order to tailor our exploration of this issue to the graph domain, we begin by formalizing the relationship between degree fairness and popularity bias. In doing so, we concretely define the notion of popularity, grounding it in the structural principles of an interaction network, and enabling us to design objectives that can mitigate the effects of popularity on representation learning. In our first work, we focus on understanding the effects of sampling on degree fairness in uni-partite graphs. The purpose of this work is to lay the foundation for the graph neural network model which will underlie our music recommender system. We then build off this first work by extending the initial fairness framework to be compatible with bi-partite graphs and applying it to the music domain. The motivation of this work is rooted in the notion of discovery, or the idea that users engage with algorithmic curation in order to find content that is both novel and relevant to their artistic tastes. We present the intrinsic relationship between discovery objectives and the presence of popularity bias, explaining that the presence of popularity bias can blind a system to the musical qualities that underpin the underlying needs of music listening. As we will explain in later sections, one of the key elements of this work is our ability to ground our fairness notion in the musical domain. Thus, we propose a domain-aware, individual fairness-based approach which addresses popularity bias in graph neural network (GNNs) based recommender systems. In order to facilitate this domain awareness, we perform extensive dataset augmentation, taking two state of the art music recommendation datasets and augmenting them with rich multi-modal node-level features. Finally, we ground our evaluation in the cold start setting, showing the importance of inductive methodologies in the music space. / La dernière décennie a apporté avec elle une vague de technologies innovantes, modifiant la manière dont le contenu créatif est créé, consommé et catégorisé. Et, à mesure que nos interactions avec les contenus multimédias créatifs se déplacent vers les plateformes en ligne, la quantité de contenu sur ces plateformes a nécessité l’intégration d’un guidage algorithmique dans la découverte de ces espaces. De cette façon, les algorithmes de recommandation qui guident les interactions des utilisateurs avec diverses formes d’art ont été jetés dans le rôle de gardiens et ont commencé à jouer un rôle de plus en plus influent dans l’élaboration de la création de contenu artistique. Le travail présenté dans les chapitres suivants fusionne trois grands domaines de recherche : l’apprentissage de la représentation graphique, la recherche d’informations musicales et l’équité appliquée à la tâche de recommandation musicale. Alors que l’influence des systèmes de recommandation continue de s’étendre et de s’intensifier, il est crucial de prendre en compte les effets en aval que les choix de conception peuvent avoir sur l’écosystème plus large de la création artistique. Ces dernières années, l’intégration des réseaux sociaux dans la tâche de recommandation musicale a donné naissance aux réseaux neuronaux de graphes (GNN), une nouvelle architecture capable de faire des prédictions sur les structures de graphes. Parallèlement aux gains miraculeux que les GNN sont capables de réaliser, bon nombre de ces systèmes peuvent également être la proie de biais de popularité, les forçant à privilégier le contenu grand public par rapport à des éléments potentiellement plus pertinents, mais de niche ou nouveaux. S’il n’est pas maîtrisé, ce cycle négatif peut perpétuer les disparités de représentation entre la musique d’artistes, de genres ou de populations minoritaires. Et, ce faisant, les disparités dans la visibilité des éléments peuvent entraîner des problèmes à la fois du point de vue des performances et de la société. L’objectif de la thèse est l’atténuation du biais de popularité. Premièrement, le travail formalise les liens entre l’équité individuelle et la présence d’un biais de popularité parmi les contenus créatifs. Ensuite, nous étendons un cadre d’équité individuelle, en l’appliquant au domaine de la recommandation musicale. Le coeur de cette thèse s’articule autour de la proposition d’une approche basée sur l’équité individuelle et sensible au domaine qui traite le biais de popularité dans les systèmes de recommandation basés sur les réseaux de 5 neurones graphiques (GNN). L’un des éléments clés de ce travail est notre capacité à ancrer notre notion d’équité dans le domaine musical. Afin de faciliter cette prise de conscience du domaine, nous effectuons une augmentation étendue des ensembles de données, en prenant deux ensembles de données de recommandation musicale à la pointe de la technologie et en les augmentant avec de riches fonctionnalités multimodales au niveau des noeuds. Enfin, nous fondons notre évaluation sur le démarrage à froid, montrant l’importance des méthodologies inductives dans l’espace musical.

Par ses implications cognitives et pragmatiques, la représentation graphique constitue un outil privilégié du projet architectural et urbain par lequel se manifestent et opèrent les manières de faire. Partant de cette hypothèse méthodologique, cette recherche tente de mieux définir le renouvellement des modes de production et de pensée de l'éclairage urbain à travers l'étude des usages de la représentation graphique chez les concepteurs lumière, principaux acteurs de ce renouveau issus de milieux professionnels divers. Trois types de sources sont utilisés : observation du travail d'agence, entretiens semi-directifs et surtout corpus graphique extrait de vingt projets (mises en lumière urbaines, plans lumière), analysé sur un mode monographique puis typologique. Les entretiens révèlent une démarche commune de type scénographique ainsi que l'importance du mouvement d'acculturation à la maîtrise d'oeuvre traditionnelle par lequel se construit la nouvelle profession de concepteur lumière. La production graphique des concepteurs lumière reflète largement ces caractéristiques, tirant sa spécificité d'un processus d'hybridation entre les formes graphiques de l'éclairagisme technique et celles du projet architectural et urbain, comme le montre l'analyse typologique du corpus. Plus largement, l'analyse graphique met en évidence le caractère actuel (Cauquelin, 1992), c'est-à-dire à la fois traditionnel et contemporain, des pratiques des concepteurs lumière. Cette actualité, questionnant les modes d'appréhension courant du projet architectural et urbain, a ainsi trait : - à leur champ de compétence et d'intervention, ni tout à fait technique ni tout à fait artistique, témoignant en outre d'une hybridation entre disciplines ; - sur le plan graphique, à leur usage de techniques mixtes et au brouillage de la frontière entre conception et communication ; - sur le plan esthétique, au mélange entre retour aux origines de la scénographie et création de dispositifs spatio-lumineux inédits.