Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2006-2007 / Une approche biomécanique a été utilisée pour analyser le comportement locomoteur naturel de contournement d’obstacles stationnaires et mobiles sous différents facteurs environnementaux incluant l’incertitude initiale associée au mouvement de l’obstacle, des distractions auditives, l’éclairage ambiant et le type d’environnement (physique/virtuel). De jeunes adultes, des personnes plus âgées et des athlètes d’élite ont été étudiés afin de mieux comprendre le contrôle adaptatif de la marche en lien avec l’environnement chez des populations ayant différentes capacités locomotrices. Une méthode basée sur la mesure du mouvement a été développée afin de quantifier l’espace personnel (EP) pour la première fois durant la locomotion. Les jeunes adultes maintiennent un EP elliptique de façon systématique lors du contournement d’obstacles à différentes vitesses de marche ainsi qu’un EP réduit généralement du côté dominant. La taille de l’EP est cependant ajustée en fonction de différents facteurs environnementaux. Entre autres, diriger de l’attention vers un message auditif pendant le contournement nécessite l’agrandissement de l’EP chez de jeunes adultes, avec un effet encore plus marqué chez des personnes plus âgées. Ces dernières doivent, outre la diminution de leur vitesse de marche, agrandir davantage leur EP afin de libérer des ressources attentionnelles pour effectuer la tâche auditive en parallèle. Ces résultats suggèrent que l’EP soit calculé en continu et utilisé pour contrôler la navigation durant la marche. Les résultats suggèrent aussi que les athlètes puissent traiter l’information visuo-spatiale plus rapidement que les non-athlètes puisque les deux groupes ont pris des décisions de navigation semblables, mais les athlètes ont navigué les nouveaux parcours d’obstacles complexes plus rapidement, et ce, avec l’accès à la même vitesse de marche maximale. Les scores chronométrés des athlètes ont été davantage affectés par l’éclairage diminué, suggérant l’utilisation d’informations à propos des obstacles distants lorsque celles-ci sont disponibles. Ces protocoles innovateurs jumelés aux mesures développées (EP, efficacité de navigation, etc.) ont d’importantes implications pour l’évaluation et le réentraînement des capacités locomotrices dans des environnements complexes et écologiques chez diverses populations. Comme le comportement lié à l’EP s’est avéré robuste dans l’environnement virtuel utilisé, la réalité virtuelle est proposée comme une plate-forme prometteuse pour le développement de telles applications. / A biomechanical approach was used to analyze the natural locomotor behavior employed to circumvent stationary and mobile obstacles under different environmental factors including the initial uncertainty related to the obstacle movement, auditory distractions, the ambient lighting and the type of environment (physical/virtual). Young and older adults as well as elite athletes were tested in order to better understand adaptive walking behavior in relation with the environment in populations with different locomotor capacities. A novel method, based on the measure of human movement, was developed to quantify personal space (PS) for the first time during locomotion. Results showed that young adults systematically maintain an elliptical PS during obstacle circumvention at different walking speeds as well as a reduced PS, generally on the dominant side. The size of PS, however, was adjusted according to different environmental factors. For instance, attending to an auditory message during circumvention requires the enlargement of PS in young adults, and to an even greater extent in older adults. In addition to decreasing their gait speed, older adults further enlarged their PS in order to “free up” attentional resources for the parallel processing of auditory messages. These results suggest that PS is calculated online and used to control navigation during walking. In addition, results suggest that trained athletes are able to process visuo-spatial information more rapidly than non-athletes since both groups took similar navigational decisions, but athletes navigated through new and complex obstacle courses faster even though both groups had access to the same unobstructed maximal speeds. The temporal scores of athletes were more affected by the reduction of ambient lighting, suggesting an anticipation strategy using information about distant obstacles when it is available. Such innovative protocols together with the developed measures (e.g. PS and navigation efficiency) have important implications for the evaluation and retraining of locomotor capacity within complex, ecological environments in various populations. Since the PS behavior was shown to be robust in the virtual environment used for this project, the virtual reality technology is proposed as a promising platform for the development of such applications.

Cette étude vise â élucider la nature déficitaire du traitement sélectif de l'information chez le schizophrène et, conséquemment, d'établir le caractère pathognomonique du déficit. Suite â la démonstration que les défauts d'attention des schizophrènes (N=22) ne peuvent pas être attribués, de manière satisfaisante, uniquement â des troubles mnésiques ou â l'épuisement cognitif, une analyse plus spécifique des processus de sélection de l'information est effectuée â l'aide de l'effet Stroop, du phénomène associé de suppression du distracteur et d'une mesure neuropsychologique de la tendance persévérative réflétant l'altération fonctionnelle du cortex pré-frontal. L'absence d'effet de suppression du distracteur chez les schizophrènes (N=18) suggère une insuffisance des processus d'inhibition de l'attention indépendante d'une neuropathologie cortico-frontale. Les résultats sont discutées en fonction des conditions développementales et adaptatives qui prévaudraient â la maladie.

Cette recherche s'intéresse aux limites humaines de traitement de l'information. Elle utilise une tâche double inspirée des paradigmes du vacillement de l'attention (VA, de «attentional blink») et de la reproduction temporelle. L'objectif de la recherche est de vérifier si le VA est provoqué par des limites dans le traitement périphérique (sensoriel) ou central (universel). Les résultats démontrent que la performance en détection est supérieure en tâche double. Aucune des théories actuelles sur le VA ne peut expliquer cet effet de facilitation. Une hypothèse basée sur la flexibilité de l'attention, le processus d'encodage et l'intégration des tâches est proposée. Les résultats révèlent aussi que les reproductions temporelles sont moins précises et plus longues en tâche double. La discussion des résultats est basée sur les prédictions des différents modèles en perception du temps. Prises ensemble, les données suggèrent des limites cognitives moins rigides que ce que proposent les théories actuelles.

Plusieurs études indiquent la présence d’un trouble au niveau du traitement de l’information chez les patients schizophrènes mais la nature exacte de ce trouble reste méconnue. Cette étude vise à déterminer la vulnérabilité des patients schizophrènes à l’interférence et à identifier combien de temps cette dernière demeure active au niveau de leur système attentionnel. Les sujets (schizophrènes et normaux) sont soumis à une tâche informatisée de traitement de l’information visuelle. Dans cette tâche, deux items (cible ou non-cible), séparés par un intervalle de temps variable, sont présentés successivement au sujet, ce dernier devant indiquer si la cible est présente ou non dans l’essai. Une vulnérabilité significativement supérieure à l’interférence est mise en évidence chez les sujets schizophrènes et cette interférence demeure active sur une période de temps significativement plus longue chez cette population. Ces résultats sont interprétés en fonction d’un mauvais fonctionnement des mécanismes d’inhibition attentionnelle chez les patients schizophrènes.

Ces dernières années, le volume de trafic à l'intérieur des centres de données a considérablement augmenté. Par conséquent, nous avons besoin de solutions évolutives et efficaces appropriées à l'infrastructure de centre de données. Le multiplexage par division de mode (MDM) est un excellent candidat pour augmenter la capacité des liaisons optiques. Dans cette thèse, nous examinons les fibres à noyau annulaire (RCF) qui permettent la propagation des modes de moment angulaire orbital (OAM) pour le multiplexage. Nous montrons les avantages de l'utilisation des modes OAM par rapport aux autres solutions de multiplexage de mode. Dans notre première contribution, nous avons introduit un modèle numérique pour trouver les coefficients de couplage entre les modes OAM à cause de la déformation elliptique dans la fibre. Notre modèle prédit des observations expérimentales qui ne peuvent pas être observées avec les modèles de perturbation classiques. Nous avons utilisé le modèle pour comparer les performances de différentes conceptions de fibres. Dans la deuxième contribution, nous avons fabriqué une conception de fibre qui a été identifiée comme ayant un faible couplage à l'aide de notre modèle numérique. Nous avons caractérisé expérimentalement la perte dépendante du mode de la fibre. Nous minimisons la destruction des fibres lors de la caractérisation des pertes en fonction du mode en utilisant quatre longueurs de fibres fixes et examinons chaque mode de manière itérative. Nous avons utilisé un récepteur reprogrammable pour valider la pureté de l'excitation modale. Nous avons maximisé la pureté du mode lancé en optimisant la largeur et le diamètre du faisceau en espace libre à l'aide de la technique d'excitation du faisceau vortex parfait. Nous discutons de plusieurs défis auxquels nous avons été confrontés et démontrons les avantages de notre technique par rapport à d'autres techniques. La perte de notre fibre est acceptable pour les liaisons intra-centre de données. Dans notre troisième contribution, nous avons examiné les performances de transmission de données dans notre fibre. Nous avons comparé les performances de réception sans traitement MIMO (multiple-input multiple-output) (ni optique ni électronique) et la réception avec 2×2 MIMO. Les deux schémas de réception surpassent les schémas habituels étant donné la complexité du MIMO 4×4 et l'impraticabilité du MIMO optique. Nous discutons le hardware requis au démultiplexeur pour réaliser le MIMO 2×2. Nous démontrons huit transmissions de canaux de données sur 600 m et 1.3 km de RCF sur la bande C. Dans la dernière contribution, nous avons examiné la transmission des modes OAM et du multiplexage en longueur d'onde (WDM) pour augmenter la capacité de liaison optique dans les centres de données. Nous avons transmis avec succès des données sur douze modes OAM et trois longueurs d'onde simultanément dans la fibre. Nous avons examiné les performances lors du balayage de trois canaux WDM sur la bande C étendue, atteignant le débit binaire net le plus élevé enregistré pour la transmission OAM, soit 65,5 Tb/s. / In recent years, traffic volume inside data centers has increased significantly. As a result, we need scalable and efficient solutions appropriate for a data center infrastructure. Mode division multiplexing (MDM) is an excellent candidate to increase the capacity of such optical links. In this thesis, we examine ring-core fibers (RCFs) that support the propagation of orbital angular momentum (OAM) modes for multiplexing. We show the advantages of using OAM modes compared to other mode multiplexing solutions. In our first contribution, we introduced a numerical model to find coupling coefficients between OAM modes due to elliptical deformation in the fiber. Our model predicts experimental observations which cannot be seen with the classical perturbation models. We used the model to compare the performance of various fiber designs. In the second contribution, we fabricated a fiber design found to have low coupling using our numerical model. We characterized the mode-dependent loss (MDL) of the fiber experimentally. We minimize fiber destruction during MDL characterization with four fixed fiber lengths, probing each mode in a round-robin fashion. We used a re-programmable receiver to validate the purity of the modal excitation. We maximized launched mode purity and coupling by optimizing the free-space beam width and diameter using the perfect vortex excitation technique. We discuss several challenges we confronted, and demonstrate the advantages of our MDL technique over other techniques. Our fiber loss is acceptable for intra-data center links. In our third contribution, we examined data transmission performance in our fiber. We compared reception performance without multiple-input multiple-output (MIMO) processing (neither optical nor electronic) and reception with 2×2 MIMO. The two reception schemes overcome the complexity of 4×4 MIMO and the impracticality of optical MIMO. We discuss the hardware required at the demultiplexer to achieve the 2×2 MIMO. We demonstrate eight data channel transmissions over 600 m and 1.3 km of RCF across the C-band. In the last contribution, We examined the transmission of OAM modes and wavelength-division multiplexing (WDM) channels to increase the optical link capacity in data centers. We successfully transmitted data on twelve OAM modes and three wavelengths simultaneously in the fiber. We examined the performance when sweeping three WDM channels across the extended C-band, achieving the highest recorded net bit rate for OAM transmission, 65.5 Tb/s.

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

La littérature nous a appris que les fonctions verbales sont gérées par l'hémisphère gauche alors que les fonctions visuelles le sont par l'hémisphère droit. Une récente étude suggère que la différence entre les hémisphères pourrait être plus complexe que la dichotomie verbal/non-verbal. L'hémisphère droit serait alors spécialisé pour l'encodage des informations non-verbales alors que l'hémisphère gauche le serait pour la consolidation des informations verbales. La présente étude vise à vérifier si les résultats de cette étude sont reproductibles et s'ils peuvent s'appliquer à d'autres tests neuropsychologiques que ceux qui ont été utilisés pour tirer ces conclusions. Pour ce faire, 52 participants ont été sélectionnés et leurs résultats à des tests neuropsychologiques ont été étudiés. Selon les résultats, les participants porteurs d'une lésion temporale gauche consolideraient les informations verbales de façon moins efficace que les participants porteurs d'une lésion temporale droite. Cependant, les résultats obtenus à l'aide des tests non-verbaux ne démontrent pas un encodage plus faible pour le groupe droit que pour le groupe gauche.

Cette recherche s'intéresse à la représentation mentale et à la catégorisation des expressions faciales émotionnelles. Deux groupes d'études sont présentés. Le premier groupe utilise une méthodologie traditionnelle de l'étude des expressions faciales émotionnelles alors que le deuxième groupe utilise les modèles multidimensionnels de la catégorisation comme base théorique et méthodologique. Les tâches visent à mesurer la représentation mentale (jugement de typicalité et de similarité) et les processus de catégorisation (discrimination et vérification perceptuelle). Il ressort des résultats que la représentation mentale des expressions faciales est structurée de façon hiérarchique et que cette structure influence la performance (latences de réponse et précision). La conclusion est que la catégorisation expressions faciales émotionnelles suit les même principes généraux de catégorisation que d'autres stimuli visuels. L'apport des modèles multidimensionnels à la compréhension de la catégorisation des expressions faciales est discuté.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2009-2010 / Le maintien de l'ordre en mémoire à court terme suscite depuis longtemps un intérêt marqué en psychologie cognitive expérimentale. Même si l'information à traiter dans l'environnement est souvent de nature spatiale, la plupart des recherches sur la mémoire à court terme portept sur le traitement de l'information verbale. Par ailleurs, le traitement de l'information verbale et -spatiale en mémoire à court terme fait encore l'objet d'un débat en psychologie cognitive. Certains auteurs suggèrent qu'il existe un module indépendant responsable de traiter chaque type d'information (p. ex., Baddeley & Hitch, 1974). Cette approche est notamment supportée par la démonstration de dissociations entre le traitement de l'information verbale et le traitement de l'information spatiale (p. ex., Meiser & Klauer, 1999). Une approche unitaire quant à elle, soutient que les processus en mémoire sont indépendants du type d'information à traiter (p. ex., Jones, Macken, & Nicholls, 2004). Cette approche trouve appui parmi les études qui démontrent que la rétention de l'information spatiale et la rétention de l'information verbale produisent des patrons de performance équivalents (p. ex., Ward, Avons, & Melling, 2005). L'objectif de la thèse est de tester ces visions alternatives et de vérifier si les mêmes processus sont sollicités lor"s de la rétention de l'information verbale et spatiale. La rétention de l'information spatiale et verbale est comparée directement à l'aide d'une tâche classique de rappel où les participants doivent rappeler l'ordre dans lequel des séries d'items ont été présentées (Chapitre II). Une procédure de double dissociation combinée à une analyse approfondie des erreurs sont utilisées. Bien que les résultats démontrent la présence d'une double dissociation, le traitement de l'information verbale et spatiale produit des patrons d'erreurs équivalents. Dans le chapitre III, les facteurs qui influencent le rappel de l'information spatiale sont examinés afin de mieux comprendre la nature des processus responsables de retenir ce type d'information. Une analyse du mouvement oculaire combinée à l'utilisation d'une tâche de suppression oculaire montre que l'efficacité avec laquelle les yeux sont déplacés entre les items influence la mémoire pour les localisations spatiales. L'ensemble de ces résultats est interprété à la lumière d'une nouvelle approche théorique selon laquelle la coopération entre les systèmes perceptifs et moteurs sont responsables de la rétention de l'information.

L'imagerie radar à synthèse d'ouverture (SAR) est une source importante d'information pour le suivi d'objets géophysiques terrestres par télédétection.<br />Nous présentons une première partie méthodologique dédiée au filtrage du speckle des données POL/In/POL-InSAR multivariées et son impact sur l'estimation de paramètres.<br /><br />L'objectif du filtrage de speckle est de restaurer l'information spatiale et radiométrique de la scène.<br />Trois directions principales sont étudiées pour gagner en stationnarité/ergodicité : des voisinages adaptatifs vis-à-vis du signal, un estimateur adaptatif ou non (moyenne complexe multi-vue, LLMMSE) et la compensation de la composante déterministe du signal de phase interférométrique.<br />Une nouvelle stratégie pour filtrer des images SAR multivariées est proposée: l'utilisation de voisinages adaptatifs obtenus par une technique de croissance de région multivariée.<br />Cette méthode appelée IDAN combine toutes les informations d'intensité disponibles dans un processus de croissance de région pour assurer la validité des hypothèses de stationnarité/ergodicité.<br />Conjointement à IDAN, une nouvelle méthode est proposée pour estimer les fréquences locales dans des interférogrammes SAR.<br />Ces méthodes ont été testées à la fois sur des images satellitaires basse résolution provenant d'acquisitions tandem ERS et sur plusieurs jeux de données aéroportées haute résolution dans différentes bandes de fréquences et configurations polarimétriques.<br /><br />La seconde partie est dédiée à l'observation des glaciers alpins par télédétection SAR.<br />Cette partie aborde le problème du traitement des données SAR multivariées sur le site test « Chamonix Mont-Blanc ».<br />L'analyse de plusieurs interférogrammes ERS tandem acquis entre juillet 1995 et avril 1996 a permis d'obtenir les premiers champs de vitesse D-InSAR sur des glaciers des Alpes françaises et de montrer qu'il est possible de mesurer leur vitesse de surface entre octobre et avril avec un échantillonnage spatial de l'ordre de 20 m dans des interférogrammes à 1 jour en bande C.<br />La seconde application présente une analyse POL/POL-InSAR des données SAR multi-bandes haute résolution acquises par le système aéroporté E-SAR en octobre 2006, sur les glaciers d'Argentière, du Tacul et de la Mer-de-glace.<br />Ces premiers résultats illustrent plusieurs applications possibles de la télédétection radar polarimétrique/interférométrique pour l'observation des glaciers, telle que l'analyse des bandes de Forbes.