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Exploration de l’étude d'une question scientifiquement et socialement vive (QSSV) au 3e cycle du primaire dans une visée interdisciplinaire pour favoriser le développement de la pensée critique des élèves
Get PDFCe mémoire de maîtrise présente une recherche intervention portant sur la mise en oeuvre d’un projet à visée interdisciplinaire, en science, technologie et univers social, au regard du développement de la pensée critique chez des élèves de 3e cycle du primaire. À l’aide d’un cadre conceptuel s’articulant autour des concepts de la question scientifiquement et socialement vive, de l’interdisciplinarité scolaire, des démarches d’investigation et de la pensée critique, une analyse qualitative a été réalisée pour : décrire la réalisation d’un projet interdisciplinaire ajusté avec une enseignante en univers social, science et technologie portant sur une QSSV ; analyser les liens établis entre le programme d’univers social et le programme de science et technologie ; identifier des dimensions de la pensée critique mobilisées par les élèves lors de la réalisation du projet. Les principaux résultats montrent que l’étude de QSSV dans un projet à visée interdisciplinaire facilite l’établissement de liens interdisciplinaires appliquant des techniques et des démarches spécifiques aux disciplines de l’univers social, de la science et de la technologie, particulièrement au regard de la problématisation et la conceptualisation. Ce type de projet sollicite également les élèves du primaire à mobiliser plusieurs dimensions de la pensée critique comme se référer à des critères de jugement établis au début du projet et l’adoption d’une attitude positive basée sur l’ouverture d’esprit et l’écoute active. En guise de retombées, ces résultats donnent un exemple de mise en relation entre des disciplines scolaires, science, technologie et univers social, à travers un projet à visée interdisciplinaire planifié à partir d’une question socialement et scientifiquement vive. Ces résultats contribuent aussi à ouvrir des pistes pour le développement de pratiques éducatives en lien avec le nouveau programme de culture et citoyenneté québécoise (MEQ, 2022). Globalement, cette étude permet de voir les possibilités et les limites inhérentes à la réalisation de projets à visée interdisciplinaire, partant de questions socialement et scientifiquement vives, pour le développement de la pensée critique, dans une perspective d’éducation à la citoyenneté.
This Master’s thesis presents an intervention-type study on the implementation of an interdisciplinary project in science, technology and social sciences, with regard to the development of critical thinking in 3rd cycle elementary school students. Using a conceptual framework based on the concepts of the scientifically and socially relevant question (SSRQ), interdisciplinarity, the investigative approach and critical thinking, a qualitative analysis was carried out to describe the implementation of a jointly planned interdisciplinary project in the social sciences, science and technology dealing with a SSRQ in the classroom, to analyze the interdisciplinary links between the social sciences program and the science and technology program observed, and to identify the dimensions of critical thinking mobilized by the students during the implementation of this project. The main results show that the study of QSSV in an interdisciplinary project facilitates the establishment of interdisciplinary links applying techniques and approaches specific to the disciplines of the social universe, science and technology, particularly for the problematization and conceptualization of learning-evaluation situation. This type of project also asks primary school students to mobilize several dimensions of critical thinking, such as referring to judgment criteria established at the start of the project and adopting a positive attitude based on open-mindedness and active listening. As a spin-off, these results provide an example of linking school disciplines, science, technology and social sciences, through an interdisciplinary project planned on the basis of a socially and scientifically relevant issue. These results also contribute to opening avenues for the development of educational practices in connection with the new Quebec culture and citizenship program (MEQ, 2022). Overall, this study allows us to see the possibilities and limits inherent to the realization of interdisciplinary projects, based on socially and scientifically relevant questions, for the development of critical thinking, in a citizenship education perspective
Méthode d’évaluation des compétences dans la conception des commandes de procédés industriels avec des automates programmables industriels
Get PDFDe nos jours, il est courant d’utiliser des systèmes d’évaluation et de notation automatisés sur les plateformes d’apprentissage en ligne pour évaluer la fonctionnalité et la qualité d’un code écrit dans des langages de programmation tels que Java ou MATLAB. De ce fait, l’introduction d’un système d’évaluation et de notation automatisés pour évaluer la qualité de la programmation de commandes de procédés industriels pourrait s’avérer utile non seulement dans le domaine de l’apprentissage en ligne, mais également dans le recrutement et la maintenance des systèmes de commande industrielle. Le but de ce projet de maîtrise est de développer un nouveau système pour évaluer la performance de la programmation des commandes de procédés industriels et de générer un score qui reflète la qualité de cette performance. Les techniques habituellement utilisées par les systèmes d’évaluation et de notation automatisés sont difficilement applicables dans le domaine de l’automatisation industrielle où une solution de conception n’est pas unique et nécessite une classification des ensembles de solutions possibles et une évaluation de sa complexité. Cependant, une commande, qu’elle soit séquentielle telle que le GRAFCET, le FBD, le LADDER ou autre, ou qu’elle soit continue telle que le PID, l’avance-retard de phase, la commande robuste, génère un chronogramme et une courbe temporelle qui peuvent être analysés. Dans cette optique, nous nous proposons d’étudier les courbes temporelles et les chronogrammes générés par les commandes pour mesurer la similarité entre des solutions admissibles et les conceptions à évaluer. Les distances de déformation sont déterminées à l’aide de la technique de la déformation temporelle dynamique (DTW), puis classées en utilisant la méthode d’apprentissage automatique supervisé des k-plus proches voisins (k-NN). Les classes sont des notes reflétant la qualité de la programmation sur une échelle (A, B, C, D, E) avec (A) étant la note la plus élevée et (E) la note la plus basse. Le système d’évaluation et de notation automatisés permet d’obtenir une note reflétant la qualité de la programmation des commandes de procédés industriels dans 88.5% des cas traités. Évidemment, une notation, même chez un expert, est une tâche difficile dont il existe un certain niveau de subjectivité et d’interprétabilité. Cette tâche n’est pas seulement que quantitatif, mais aussi qualitatif. En ce sens, la qualité de l’évaluation ne représente pas seulement qu’un taux de classification, mais admet également une variabilité dans le taux de classification
Essay Review of the textbook by John Datillo (2022). Inclusion of People with Disabilities in Leisure Services. Champaign, Il. : Sagamore-Venture Publishing LLC.
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Effect of Variable Melting Temperature on the Enthalpy Model for Runway Deicing
No full textOne of the most significant challenges for the aviation industry in the winter is the deicing operations on runways. As a result, deicer chemicals can pollute the environment if used in a large amount. A mathematical model could help optimize the use of deicer chemicals. Road deicing models exist to predict pavement temperature covered by snow/ice during deicing operations. However, the specificity of airport operations requires a model for the runway deicing to simulate the mass of ice melted with usage of deicing agents. Here we propose a model for runway deicing and validate it against experimental results. Our model considers temperature, diffusive flux, and time changes in a normal direction. It also calculates the mass and heat transfer in three regions (liquid, mushy, and solid). We used the enthalpy method to determine the temperature and the interface location at each time step. In the liquid and solid, the deicer concentration is obtained by Fick's law and updated at each time step and location. The melting point temperature is variable due to the dilution of the deicer in the solution. Therefore, melting points are updated depending on the concentration at each location and time. The model uses the phases diagram for water and deicer agent mixture, considering eutectic point, for melting point calculation. The mesh dependency of the model is first investigated. To verify the model sensitivity, the paper proposes parametric studies for the heat transfer coefficient and the diffusion coefficients. Then, to validate the model, the Anti-Icing Materials International Laboratory (AMIL) in Chicoutimi conducted experimental tests on deicer agents for runways. Validation of the model is achieved for potassium acetate and potassium formate, two types of deicers
Développement de la chimie de l'apatite en tant qu'indicateur pétrogénétique et de provenance : implications pour l'exploration minérale
Get PDFLa précipitation d’un minéral à partir d’un liquide est causée par des changements dans les variables intensives de pression, température, composition du liquide et fugacité d’oxygène (fO2). Ces changements sont provoqués par des processus tels que le transfert du magma dans la croûte (changements de pression), le refroidissement du liquide (changements de température), la cristallisation fractionnée, l’ajout d’un autre liquide ou la contamination crustale (changements de composition), ou le démixage d’un seul liquide en deux liquides distincts (immiscibilité). Les éléments majeurs d’un minéral sont essentiels à sa formation, et ne peuvent donc varier que d’une façon limitée, tandis que son contenu en éléments traces peut varier de plusieurs ordres de grandeur. Les concentrations d’un grand nombre d’éléments traces sont suffisamment élevées dans l’apatite pour pouvoir être quantifiées. De plus, l’apatite est retrouvée dans la plupart des roches crustales, ce qui reflète le fait qu’elle peut précipiter à partir d’une grande variété de liquides et selon un grand nombre de conditions différentes. Cette thèse documente le contenu en éléments traces d’apatites provenant d’intrusions mafiques litées et de granites afin d’investiguer si ces éléments peuvent être utilisés pour déduire les conditions dans lesquelles les apatites se sont formées. Comme les intrusions mafiques litées et les granites (types I, S et A) sont hôtes de différents types de minéralisations, les résultats seront ensuite appliqués à l’utilisation de l’apatite en tant qu’outil pour l’exploration minérale. Les buts principaux de cette thèse sont: 1) d’identifier quels processus sont enregistrés par les apatites dans les intrusions mafiques litées, et développer des proxys géochimiques pour tracer ces processus; et 2) de développer et d’améliorer la discrimination des apatites provenant des intrusions mafiques et des granites de type I, S et A, ce qui pourra être employé par les études de provenance et l’exploration minérale. Ces buts sont atteints via l’identification des éléments et ratios clefs sur un diagramme multiélément nouvellement conçu et en suivant une approche pétrogénétique. L’exemple bien caractérisé de la Suite Intrusive de Sept-Iles (Québec, Canada) permet de démontrer que l’évolution des apatites cumulus correspond à celle du magma (liquid line of descent), et enregistre donc la cristallisation fractionnée depuis un magma mafique vers un magma feslique. L’apatite cumulus montre un enrichissement en ETR+Y, Th, U, K, Pb et Rb, et un appauvrissement en Sr, Ba, V et Mg durant la cristallisation fractionnée. Les apatites cumulus peuvent aussi tracer la cristallisation de plagioclase, ainsi qu’une recharge et un mélange avec un magma plus primitif. Il est également démontré que la composition des apatites cumulus des niveaux riches et pauvres en Fe-Ti-P de la Zone Critique minéralisée est le résultat de l’immiscibilité de liquides silicatés. La signature de l’apatite permet d’identifier les parties les plus primitives ou évoluées d’une intrusion mafique. En effet, l’apatite intercumulus cristallise à partir du liquide piégé et est enrichie en éléments incompatibles (Lu, Th et Cl ), ainsi qu’en éléments compatibles (V), car elle se forme dans la partie la plus primitive de l’intrusion. L’analyse et la comparaison des apatites cumulus de plusieurs intrusions mafiques permet d’investiguer l’effet de plusieurs paramètres additionnels sur la composition des apatites. Pour la première fois, il est démontré que l’apatite cumulus peut enregistrer la contamination crustale de son magma parent. Cela se traduit par des valeurs plus élevés en (La/Nd)N, Th, U, Pb et As dans les intrusions les plus contaminées (e.g., Complexe du Bushveld, Complexe Igné de Sudbury), et est confirmé par des ratios (87Sr/86Sr)initial plus élevés dans l’apatite. La profondeur de fusion partielle du magma parent (i.e., la présence ou l’absence de grenat dans la source) est également tracée via le ratio (Gd/Yb)N de l’apatite cumulus. Enfin, ces travaux proposent un nouveau schéma de classification pour identifier les apatites provenant d’intrusions mafiques et de différents types d’intrusions felsiques (i.e., granites de type I, S et A). Premièrement, le diagramme Sr/Y vs. ETR légers existant permet d’identifier les apatites d’origine mafique et felsique des autres types de roches. Deuxièmement, les apatites des intrusions felsiques sont séparées de celles des intrusions mafiques en utilisant 2 diagrammes ternaires (ETR+Y, Sr/Y et Eu/Eu*; et As, (Gd/Yb)N et Pb+Th+U). Troisièmement, le diagramme log(La/Yb)N vs. YbN diagram existant distingue les apatites des intrusions archéennes et post-archéennes. Enfin, les apatites post-archéennes sont identifiées comme provenant de granites de type I, S ou en A selon Mn, V et le ratio (La/Nd)N. Les apatites des intrusions felsiques reflètent la présence des minéraux accessoires plutôt que la composition du magma. Les résultats de cette thèse démontrent que l’apatite reflète effectivement son environnement de formation, et peut donc être utilisée en tant qu’indicateur pétrogénétique robuste. De plus, pouvoir identifier la roche source d’une apatite détritique dans un terrain inexploré et recouvert de sédiments (e.g., glaciaires) peut se révéler un outil additionnel pour aider à l’évaluation de la prospectivité d’une large zone.
Precipitation of a mineral from a liquid is brought about by changes in the intensive variables pressure, temperature, composition of the liquid and oxygen fugacity (fO2). These changes are caused by processes such as magma transfer in the crust (changing pressure), cooling of the liquid (changing temperature), fractionational crystallisation, addition of another liquid or crustal contamination (changes in composition), or unmixing of a single liquid into separate liquids (immiscibility). The major elements in a mineral are essential to the formation of the mineral, and thus can only vary by a limited amount, whereas the variations in trace elements can vary by orders of magnitude. The concentrations of a wide variety of trace elements are sufficiently high in apatite for them to be quantified by laser ablation ICP-MS. In addition, apatite is found in most crustal rocks, reflecting the fact that it can precipitate from a wide variety of liquids and under a number of different conditions. This thesis will document the trace element contents of apatite from mafic layered intrusions and granites to investigate whether these can be used to deduce the conditions under which the apatite formed. As mafic layered intrusions and granites (i.e., I-, S- or A-type) are hosts to different types of mineralisations (Fe-Ti-V, Fe-Ti-P or Ni-Cu-PGE-Cr, and porphyry Cu-Mo, W-Sn skarns or hydrothermal veins, respectively), the results will then be applied to the use of apatite as a tool for mineral exploration. The main aims of this thesis are: 1) to identify which processes are recorded by apatite within mafic layered intrusions and develop petrogenetic geochemical proxies to trace those processes; and 2) to develop and improve the discrimination of apatite from mafic intrusions and from I-, S- and A-type granites, that will prove useful for provenance and mineral exploration studies. These aims are achieved using a petrogenetic approach, through the use of a newly designed multielement diagram that allows to identify key trace elements and ratios. Using the example of the well-characterised Sept-Iles Intrusive Suite (Quebec, Canada), it is demonstrated that the evolution of cumulus apatite matches that of the evolving magma (liquid line of descent) and thus records fractional crystallisation from mafic to felsic melts. Cumulus apatite records an increase in REE + Y, Th, U, K, Pb and Rb, and a decrease in Sr, Ba, V and Mg with fractional crystallisation. It can also fingerprint extensive crystallisation of plagioclase, as well as replenishment and mixing with a more primitive magma. In addition, it is demonstrated that the distinct composition of cumulus apatite from Fe-Ti-P-rich and -poor layers within the mineralised Critical Zone of Sept Iles is the result of silicate liquid immiscibility. Apatite signature also allows to clearly identify the more primitive or evolved parts of a mafic intrusion. Intercumulus apatite that crystallised from trapped liquid is enriched in incompatible elements (Lu, Th and Cl) as well as in compatible elements (V), as it forms in the more primitive part of the intrusion. The analysis and comparison of cumulus apatite from various mafic intrusions allows us to investigate the effect of the following additional parameters on apatite chemistry. For the first time, it is shown that cumulus apatite can record crustal contamination of its parental melt. This results in higher (La/Nd)N, Th, U, Pb and As in apatite from the most contaminated intrusions (e.g., Bushveld Complex, Sudbury Igneous Complex), and is confirmed by higher (87Sr/86Sr)initial in apatite. The depth of partial melting of the parental magma (i.e., the presence or absence of garnet in the mantle source) is also fingerprinted by the (Gd/Yb)N ratio of cumulus apatite. Lastly, this study proposes a novel classification scheme to identify apatite originating from mafic and the different types of felsic intrusions (i.e., I-. S- and A-type granites). First, the existing Sr/Y vs. LREE diagram identifies apatite of mafic and felsic origin from other types of rocks. Second, apatite from felsic intrusions are more precisely identified from mafic intrusions using 2 ternary diagrams (REE+Y, Sr/Y and Eu/Eu*; and As, (Gd/Yb)N and Pb+Th+U). Third, apatite from felsic intrusions can be identified as Archean or post-Archean based on the existing log(La/Yb)N vs. YbN diagram. Finally, post-Archean apatite is identified as originating from I-, S- or A-type granites using Mn, V and (La/Nd)N ratio. Apatite from felsic intrusions reflects the presence of REE-bearing accessory minerals rather than melt composition. The results of this thesis demonstrates that apatite does reflect its magmatic environment of formation and can therefore be used as a powerful petrogenetic indicator. Furthermore, being able to fingerprint the host rock of detrital apatite in unexplored, covered terrains (e.g., with glacial sediments) could provide an additional tool to help evaluate the prospectivity of a larger area
Caractérisation de la douleur basée sur l’analyse quantitative du signal électroencéphalographique
Get PDFIntroduction : La perception de la douleur est une expérience subjective complexe, reposant sur des bases neurophysiologiques et neuropsychologiques. Les sujets humains peuvent décrire la douleur et estimer où se situe son niveau sur une échelle numérique descriptive. Cependant, cette description est subjective et tend à être peu fiable et non reproductible. Il y a des situations pour lesquelles les personnes ne peuvent pas parler et ne sont donc pas en mesure d’exprimer un niveau de douleur. Par exemple, les personnes en déficit cognitif, les personnes âgées, les personnes vivant avec de la douleur depuis plusieurs années, etc. Une caractérisation objective de la douleur permettant d’identifier et de quantifier celle-ci serait donc une avancée majeure pour la prise en charge des populations qui vivent au quotidien avec la douleur de façon chronique. La douleur est un processus qui évolue au sein du système nerveux central ; notamment l’implication de plusieurs régions du cerveau fait consensus au sein de la communauté des neuroscientistes. Ces régions impliquées ont pour nom la ‘matrice de la douleur’. C’est pourquoi les méthodes permettant l’exploration du cerveau sont les plus prometteuses pour identifier et quantifier la douleur. Parmi les outils de neuroimageries disponibles sur le marché pour l’étude de l’organisation et de la fonction du cerveau, il y a l'électroencéphalographie (EEG). C’est un outil que j’ai largement utilisé durant mes travaux pour sa portabilité (sans fils et portatif), et qui est non-invasive (électrodes de surface). Cette thèse présente la méthodologie utilisée tout le long de mes travaux alliant l’ingénierie à la médecine expérimentale pour déterminer un biomarqueur EEG ayant du potentiel pour l’identification et la quantification de la douleur. Méthode : Une meilleure façon d’aborder l’identification et la quantification de la douleur est de mieux comprendre les mécanismes d’activation cérébrale en amont, c’est-à-dire avant même l’apparition de la douleur. La première étude a été réalisée afin de déterminer un patron neurophysiologique associé au risque de développement de douleurs musculosquelettiques induites par des contraintes biomécaniques. Cette étude est originale dans la mesure où elle a permis d’identifier un indicateur de risque de développement de la douleur à partir de l’activité du cerveau chez les personnes en bonne santé. Dans l’étude 2, le coefficient de variation de l’enveloppe supérieure (CVES) des signaux EEG, collectés sur la région motrice chez deux groupes de participants dans des conditions expérimentales sans douleur (contrôle), avec douleur chronique de type fibromyalgie et douleur expérimentale induite par application de la crème de capsaïcine (1%) a été proposé. Cette deuxième méthodologie trouve son originalité dans sa proposition pour l’identification de la douleur basée sur une analyse ingénieuse des signaux EEG. Dans l’étude 3, on a utilisé la variation du stimulus douloureux, c.-à-d. la variation du niveau de douleur thermique expérimentale, afin de proposer une avenue prometteuse d’identification et de quantification du niveau de douleur ressenti. Finalement, l’étude 4 explore une autre approche de traitement du signal EEG basée sur les coefficients de Chebyshev de première espèce pour la discrimination de la douleur chronique et expérimentale. Résultats : Les résultats obtenus dans l’étude 1 supportent l’implication de la région motrice pour la détection d’un patron neurophysiologique personnel, précurseur de la survenue de la douleur musculosquelettique lors d’un mouvement répétitif manuel. Il s’agit en particulier d’une augmentation de l’inhibition corticale témoin de l’augmentation de puissance de la bande beta liée à la tâche, accompagnée d’une fatigue musculaire dans le temps. Les résultats obtenus dans les études 2 et 3 ont mis en évidence le traitement morphologique du signal EEG, comme une méthode potentiellement plus adaptée pour l’analyse des changements de l’activité cérébrale en présence de la douleur. Plus spécifiquement, les résultats de l’étude 2 ont montré que certaines caractéristiques morphologiques pertinentes du signal EEG sont liées à la présence de la douleur ; autrement dit l’identification de la douleur. À la suite de cette étude d’identification de la douleur, l’étude 3 montre la quantification de la douleur, i.e., la capacité à suivre les variations du niveau de douleur dans le temps. Enfin, les résultats de l’étude 4 démontrent l’efficacité des coefficients de Chebyshev pour la discrimination entre la douleur chronique de type fibromyalgie et la douleur expérimentale dans la bande gamma au repos, avec une précision de 93,9 %. Conclusion : Les résultats de la présente thèse ont permis de mettre en évidence le rôle primordial du traitement morphologique du signal EEG pour l’identification et la quantification de la douleur. L’approche morphologique du traitement du signal EEG est prometteuse pour la caractérisation des affections neurologiques. Parmi les aspects attrayants de l’analyse morphologique des signaux neurophysiologiques (EEG, EMG, ECG, EOG, etc.), on peut citer (1) l’aptitude à résoudre les problèmes liés aux aspects géométriques du signal, ce qui permet de tenir compte des propriétés intrinsèques du système neuronal à l’origine de la génération des signaux EEG telles que la non-linéarité, la non-stationnarité et de la variabilité intra – inter-sujets; (2) la simplicité de mise en oeuvre des algorithmes, capables de fonctionner en temps réel; et (3) la portée de la méthode, qui permet d’offrir une solution pratique aux diagnostics des affections liées au fonctionnement de l’influx nerveux i.e., le signal électrique permettant la transmission de messages à travers le système nerveux central (central et moelle épinière) et périphérique (système musculosquelettique).
Introduction: Pain perception is a complex subjective experience with neurophysiological and neuropsychological bases. Human subjects can describe pain and estimate its level on a descriptive numerical scale. However, this description is subjective and tends to be unreliable and non-reproducible. There are situations in which people cannot speak and are therefore unable to express a pain level. For example, people with cognitive deficits, the elderly, people who have been living with pain for several years, etc. To this end, an objective characterization of pain, making it possible to identify and quantify it, would be a major advance for the management of populations that live with chronic pain, daily. Pain is a process that evolves within the central nervous system; in particular, the involvement of several regions of the brain is the subject of consensus within the neuroscience community. This set of involved regions is called the “pain matrix”. This is why methods allowing the exploration of the brain are the most promising to identify and quantify pain. Among the neuroimaging tools available on the market to study the organization and function of the brain, there is electroencephalography (EEG). This is a tool that I have used extensively during my work for its portability (wireless and portable), and which is non-invasive (surface electrodes). This thesis presents the methodology used throughout my work, combining engineering with experimental medicine, to determine an EEG biomarker with potential for pain identification and quantification. Method: A better way to approach the identification and quantification of pain is to better understand the mechanisms of brain activation upstream, i.e., before the onset of pain. The first study was conducted to determine a neurophysiological pattern associated with the risk of developing musculoskeletal pain induced by biomechanical constraints. This study is original in that it identified an indicator of risk of pain development, based on brain activity in healthy individuals. In study 2, the coefficient of variation of the upper envelope (CVUE) of EEG signals, collected on the motor region in two groups of participants in experimental conditions without pain (control), with chronic pain of fibromyalgia type and experimental pain induced by application of capsaicin cream (1%) was proposed. This second methodology finds its originality in its proposal for the identification of pain, based on an ingenious analysis of electroencephalographic (EEG) signals. In Study 3, the variation of the painful stimulus, i.e., the variation of the experimental thermal pain level, was used to propose a promising avenue for the identification and quantification of the level of pain experienced. Finally, Study 4 explores an alternative EEG signal processing approach, based on first-species Chebyshev coefficients for the discrimination of chronic and experimental pain. Results: The results obtained in Study 1 support the involvement of the motor region in the detection of a personal neurophysiological pattern, a precursor of the occurrence of musculoskeletal pain during a manual repetitive movement. It is an increase in cortical inhibition witnessing the increase in power of the beta band linked to the task, accompanied by muscle fatigue, over time. The results obtained in studies 2 and 3 highlighted the morphological processing of the EEG signal as a potentially more suitable method for the analysis of changes in brain activity in the presence of pain. Specifically, the results of Study 2 showed that certain relevant morphological features of the EEG signal are related to the presence of pain, in other words, pain identification. Following this pain identification study, Study 3 shows pain quantification, i.e., the ability to track changes in pain level, over time. Finally, the results of Study 4 demonstrate the effectiveness of the Chebyshev coefficients in discriminating between chronic fibromyalgia-like pain and experimental pain in the resting gamma band, with an accuracy of 93.9%. Conclusion: The results of the present thesis have highlighted the primary role of morphological processing of the EEG signal for the identification and quantification of pain. The morphological approach to EEG signal processing holds promise for the characterization of neurological conditions. Among the attractive aspects of morphological analysis of neurophysiological signals (EEG, EMG, ECG, EOG, etc.) are (1) the ability to solve problems related to the geometric aspects of the signal, which allows to take into account the intrinsic properties of the neuronal system responsible for generating EEG signals such as the non-linearity, the non-stationarity and the intra - inter-subject variability; (2) the simplicity of implementation of the algorithms, capable of operating in real time; and (3) the scope of the method, which allows to offer a practical solution to the diagnosis of conditions related to the functioning of the nerve impulse i.e., the electrical signal that enables the transmission of messages through the central nervous system (central and spinal cord) and peripheral nervous system (musculoskeletal system)
In-depth analysis of the effect of physicochemical properties of ionic liquids on anti-icing behavior of silicon based-coatings
No full textThis study dissects the use of room temperature ionic liquids (RT-ILs) in a dynamic surface for anti-icing applications. Anti-icing properties of ILs-containing PDMS-based coatings fabricated by two different types of ILs, are evaluated to establish a relationship between the anti-icing behavior and physicochemical properties of the ILs. The surface chemistry of coatings and the existence of distinctive groups of the ILs anions on the surface of coatings characterized by Attenuated Total Reflectance-Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy (ATR-FTIR) and confirmed by using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and scanning electron microscopy-energy dispersive X-ray analysis (SEM/EDX). The 3D profiles and roughness parameter of the surfaces were investigated by a confocal laser microscopy profiler. Regarding the importance of correlation between wettability and ice adhesion, the wettability of coatings was studied. The results show a significant reduction 30–40% in sliding angle (SA) and contact angle hysteresis (CAH) in ILs-containing coatings. Differential scanning calorimetry (DSC), freezing delay time, push-off and centrifugal adhesion tests (CAT) served to distinguish the performance of the two ILs in regard to ice nucleation temperature and formation time, and ice adhesion strength, respectively. The 60–70% reduction in ice adhesion strength for the IL-containing coatings, obtained by push-off test, is due to the presence of strong ionic hydrogen bounded water and the formation of self-lubricating quasi liquid layer that can function at much lower temperature. Solid-state nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy has confirmed the presence of nonfrozen water molecules at the interface. Consequently, incorporating ILs into coatings provides an effective approach to delay ice nucleation, restrict ice growth recrystallization and reduce ice adhesion strength. A comparison of enhanced anti-icing performance of ILs-containing coatings highlights the significant influence of minor changes in the chemical structure of ILs on their potential for anti-icing applications
Numérique durable : les synergies entre l'économie circulaire, l'industrie 4.0 et le développement durable
Get PDFL’objet de ce mémoire porte sur l’étude de la synergie entre le numérique et le développement durable. En effet, la société contemporaine est caractérisée par une avancée perpétuelle de la technologie, et si cette avancée offre de nombreux avantages, elle est également source de défis et de problématiques, principalement pour l’environnement. Entre l’énergie considérable nécessaire pour faire fonctionner les appareils électroniques qui sous-tendent la numérisation ainsi que les déchets difficilement recyclables que génèrent ces mêmes appareils lorsqu’ils arrivent en fin de vie, les défis sont donc nombreux. Dans le même temps, la numérisation (ou « virage numérique ») offre également de nombreuses opportunités pour contribuer à la sauvegarde de l’environnement et à la mise en place d’un développement plus durable, notamment par la lutte aux changements climatiques. De manière plus spécifique, les nouvelles technologies comme l’Intelligence artificielle ou encore les mégadonnées (Big Data) démultiplient les possibilités d’évaluer et de modéliser les impacts du changement climatique. De plus, les innovations numériques permettent notamment de mesurer la pollution, d’adapter et d’optimiser nos comportements, ou encore de mieux anticiper nos usages. Les innovations technologiques offrent également la possibilité, à plus grande échelle, au niveau global, de sensibiliser le public notamment par les médias sociaux. Il ne s’agit là que de quelques exemples. Il serait donc possible d’envisager une certaine convergence entre la technologie, le numérique et le développement durable, ce qu’on dénomme le « Numérique Durable ». Il est à noter que la technologie est transversale et n’a pas de frontière, c’est-à-dire que c’est un concept qui peut s’appliquer dans plusieurs domaines de la société d’où la finalité sera la sauvegarde de la planète pour les générations futures. L’objectif global du mémoire est donc d’explorer dans quelle mesure la numérisation contribue au développement durable. De manière plus spécifique, le mémoire consistera en une revue de littérature systématique de type « non-Cochrane » de la littérature examinant les relations entre numérisation et développement durable ou durabilité. Une nomenclature de recherche ainsi que des critères d’inclusion et d’exclusion permettront d’extraire les publications pertinentes puis de sélectionner les plus pertinentes en lien avec le sujet afin d’en faire une analyse de contenu approfondie.
The subject of this master’s thesis focuses on the study of the synergy between digital technology and sustainable development. Indeed, contemporary society is characterized by perpetual advancement in technology, and while this advancement offers many advantages, it is also a source of challenges and problems, mainly for the environment. Between the considerable energy required to operate the electronic devices that underpin digitalization as well as the difficult-to-recyclable waste that these same devices generate when they reach the end of their life, the challenges are numerous. At the same time, digitalization (or “digital shift”) also offers numerous opportunities to contribute to safeguarding the environment and implementing more sustainable development, particularly through the fight against climate change. More specifically, new technologies such as Artificial Intelligence or big data increase the possibilities for assessing and modelling the impacts of climate change. In addition, digital innovations make it possible to measure pollution, adapt and optimize our behavior, or even better anticipate our uses. Technological innovations also offer the possibility, on a larger scale, at a global level, of raising public awareness, particularly through social media. These are just a few examples. It would therefore be possible to envisage a certain convergence between technology, digital technology and sustainable development, what we call “Sustainable Digital”. It should be noted that technology is transversal and has no borders, that is to say that it is a concept that can be applied in several areas of society where the purpose will be the safeguarding of the planet for future generations. The overall objective of the dissertation is therefore to explore to what extent digitalization contributes to sustainable development. More specifically, the dissertation will consist of a systematic “non- Cochrane” type literature review of the literature examining the relationships between digitalization and sustainable development or sustainability. A search nomenclature as well as inclusion and exclusion criteria will make it possible to extract relevant publications and then select the most relevant ones related to the subject in order to carry out an in-depth content analysis
Characterizing spatio-temporal patterns of coastal navigation to inform mitigation strategies for conflict between ocean users and the protected humpback whale (Megaptera novaeangliae) in Bahía de Banderas, Mexico
No full textCharacterizing specific pressures on natural resources is a key component of developing sustainable management strategies. Here we explored the spatiotemporal distribution of marine vessels in a potentially high conflict area between humpback whales and tourism activities, namely Bahía de Banderas, Mexico, from 2017 to 2023. Using high-resolution satellite imagery, we identified high-use areas and their relationship to the presence of urban areas, vessel departure points, and the coastline before, during, and after restrictions put in place during the peak of the COVID-19 pandemic. High-resolution satellite imagery (3m/px - 5m/px) retrieved through the Planet Application Program was used to perform manual detection and annotation of vessels and spatial patterns of marine navigation were characterized through point pattern analyses The spatial distribution of all marine vessel observations in the study area was not random; four high-use coastal areas closer to urban areas were identified, three of which overlap the current marine protected area established to protect whale nursing grounds. Furthermore, as the COVID-19 pandemic began, coastal navigation decreased due to lockdown before picking up again at a higher level than the pre-COVID baseline due to social distancing restrictions. While these changes were not statistically significant, they potentially indicate a behavioral change caused by COVID-19 social distancing recommendations during 2021; the amplified demand for marine vessels appears to have increased the absolute number of vessel chartering and decreased the number of passengers onboard commercial vessels. Our preliminary work provides a reproducible remote sensing methodology that can support future mitigation strategies