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Estimation des zones d'incertitude de trajectoires de bouées dérivantes dans l'estuaire et le golfe du Saint-Laurent
Get PDFRÉSUMÉ : Les opérations de recherche et sauvetage en mer reposent sur des prédictions rapides et fiables des trajectoires des objets flottants à partir d'une dernière position connue. Ces prédictions sont généralement obtenues à partir de modèles numériques océaniques, atmosphériques et de vagues. Cependant, la résolution spatio-temporelle limitée de ces modèles ne permet pas de résoudre toutes les échelles des écoulements turbulents qui affectent ces trajectoires. Il est donc nécessaire d'estimer les incertitudes dans les trajectoires prévues pour guider les opérations de recherche et sauvetage. Ceci est généralement réalisé en ajoutant une composante stochastique aux courants de surface prédits par le modèle océanique, en supposant que les échelles des mouvements non résolues et les erreurs de modèle sont toutes deux aléatoires. Ici, en utilisant un grand nombre de dériveurs de surface suivis par GPS déployés en septembre 2020 lors de la première mission de surface TReX (Tracer Release Experiment) dans l'estuaire du Saint-Laurent au Québec, nous vérifions si cette hypothèse conduit à des estimations efficaces des incertitudes de trajectoire, ou si certains types d'erreurs de modèle doivent être pris en compte explicitement. Le modèle océanique a une résolution horizontale de 500 m et une résolution verticale de 1 m près de la surface. Le modèle atmosphérique a une résolution horizontale de 2.5 km et le modèle de vagues a une résolution horizontale de 1 km. Différentes simulations de trajectoires de dérive sont réalisées pour déterminer le meilleur modèle stochastique à utiliser pour estimer des incertitudes de trajectoire efficaces. Les résultats montrent que les erreurs des modèles océaniques actuels sont trop grandes pour pouvoir estimer des zones de recherches fiables. L'augmentation de la partie diffusive stochastique pour le calcul des prédictions n'apporte pas d'amélioration. -- Mot(s) clé(s) en français : prévision, dérive de surface, bouées dérivantes, vitesse advective, vitesse diffusive. --
ABSTRACT : Search and rescue operations at sea rely on fast and reliable predictions of the trajectories of floating objects from a last known position. These predictions are usually obtained from oceanic, atmospheric and wave numerical models. However, the limited spatio-temporal resolution of these models does not resolve all scales of the turbulent flows that affect these trajectories. It is therefore necessary to estimate uncertainties in predicted trajectories to guide search and rescue operations. This is usually achieved by adding a stochastic component to the surface currents predicted by the oceanic model, assuming that the unresolved scales of motions and model errors are both random. Here, using a large number of GPS-tracked surface drifters released in September 2020 during the first surface TReX (Tracer Release Experiment) mission in the Lower St. Lawrence Estuary in Quebec, we verify whether this assumption leads to efficient estimates of trajectory uncertainties, or whether some types of model errors need to be accounted for explicitly. The oceanic model has a horizontal resolution of 500 m and a vertical resolution of 1 m near the surface. The atmospheric model has a horizontal resolution of 2.5 km and the wave model has a horizontal resolution of 1 km. Different simulations of drifter trajectories are realized to determine the best stochastic model to use for estimating efficient trajectory uncertainties. The results show that the errors of current ocean models are too large to be able to estimate reliable research areas. Increasing the diffusive stochastic contribution does not improve the results. -- Mot(s) clé(s) en anglais : Forecast, surface drift, drifting buoys, advective velocity, diffusive velocity
Exploration du potentiel socio-économique présent et futur des algues échouées au Québec : cas du Bas-Saint-Laurent
Get PDFRÉSUMÉ : Les échouages de macro-algues sont des phénomènes naturels observés dans les écosystèmes marins, influencés par divers facteurs tels que les courants océaniques et les conditions météorologiques. Environ 500 000 tonnes d'algues s'échouent chaque année sur certaines plages de la péninsule Gaspésienne et il existe très peu de politiques et programmes pour leur collecte et gestion rapide. Dans le futur, l'accumulation d'algues échouées le long des côtes pourrait être fortement amplifiée par l'eutrophisation des eaux côtières, l'augmentation des températures de surface et la hausse de la turbidité. Étant donné l'intérêt de plusieurs acteurs économiques pour l'exploitation de cette biomasse, la présente étude vise à évaluer la rentabilité de la valorisation des algues échouées dans le Bas-Saint-Laurent en produits granulés destinés à l'agriculture et à l'alimentation animale. La méthode employée a été l'analyse coût-bénéfice et elle s'est basée sur un scénario de marché duopolistique où deux entreprises se partagent équitablement la même ressource. En tenant compte de plusieurs hypothèses, il a été démontré que pour une entreprise représentative, le projet est financièrement rentable pour chaque scénario étudié. Cependant, l'intégration des externalités liées à la mise en œuvre du projet de valorisation des algues entraine une diminution des différents indicateurs de rentabilité. Malgré cette réduction, le projet est économiquement attractif avec une valeur actuelle nette (VAN) positive, un ratio coût bénéfice (RCB) supérieur à un et un retour sur investissement (ROI) élevé. Ensuite, une analyse de sensibilité a été réalisée pour évaluer la rentabilité du projet à travers différents hypothèses de marché. Tout d'abord, en considérant un scénario dans lequel cinq entreprises exploitent les algues échouées, il a été constaté que la transformation des algues en granules reste rentable dans le scénario normal, pessimiste et optimiste. En revanche, dans un contexte de monopole, où une seule entreprise monopolise l'exploitation des algues, une amélioration significative des indicateurs de rentabilité est observée. L'étude conclut que, que ce soit dans un cadre d'oligopole, de duopole ou de monopole, le projet de valorisation des algues échouées au Bas-Saint-Laurent demeure financièrement et économiquement viable pour tous les scénarios étudiés. -- Mot(s) clé(s) en français : valeur actuelle nette, algues échouées, analyse coût-bénéfice, monopole, oligopole, duopole. --
ABSTRACT : Macroalgae strandings are natural phenomena observed in marine ecosystems, influenced by various factors such as ocean currents and weather conditions. Approximately 500,000 tons of seaweed wash up each year on some beaches on the Gaspé Peninsula and there are very few policies and programs for their collection and rapid management. In the future, the accumulation of seaweed washed up along the coast could be greatly amplified by eutrophication of coastal waters, increased surface temperatures and increased turbidity. Given the interest of several economic players in the exploitation of this biomass, this study aims to evaluate the profitability of the valorization of seaweed stranded in the Bas-Saint-Laurent into pellet products for agriculture and animal feed. The method used was costbenefit analysis and was based on a duopolistic market scenario where two companies share the same resource in the same proportion. Considering assumptions, it has been shown that for a representative company, the project is financially profitable for each scenario studied. However, the integration of externalities related to the implementation of the algae valorization project leads to a decrease in the various profitability indicators. Despite this reduction, the project is economically attractive with a positive net present value (NPV), a cost-benefit ratio (RCB) above 1 and a high return on investment (ROI). Then, a sensitivity analysis was carried out to assess the project's profitability through different market assumptions. First, considering a scenario where five companies exploit the stranded algae, it was found that the transformation of algae into pellets remains profitable in the normal, pessimistic and optimistic scenarios. On the other hand, in a monopoly context, where a single company monopolizes the exploitation of algae, a significant improvement in profitability indicators is observed. The study concludes that, whether in an oligopoly, duopoly or monopoly framework, the project to reclaim seaweed stranded in the Bas-Saint-Laurent remains financially and economically viable for all the scenarios studied. -- Mot(s) clé(s) en anglais : net present value, stranded algae, cost-benefit analysis, monopoly, oligopoly, duopoly
Étude de la dynamique de production des particules exopolymériques transparentes (TEP) par les assemblages microbiens et impacts des facteurs environnementaux
Get PDFRÉSUMÉ : Les particules exopolymériques transparentes (en anglais TEP, Transparent Exopolymeric Particles) sont des particules de gel ubiquiste formées abiotiquement par coagulation et agrégation de précurseurs dissous et colloïdaux composés de polysaccharides acides. Il est suggéré que, par ce processus, la transition du carbone du réservoir dissout au particulaire (DOC vers POC) via l'agrégation des TEP, peut faciliter le flux vertical de carbone dans la colonne d'eau. En ce sens, les TEP jouent un rôle central dans la pompe biologique ainsi que dans la dynamique des réseaux trophiques dans les écosystèmes aquatiques. Malgré l'abondance de l'information disponible, il existe encore une grande incertitude quant au budget de carbone des milieux marins en raison de leur grande variabilité et de notre manque de compréhension des aspects importants de la dynamique des TEP. En particulier, la contribution des TEP au réservoir de carbone est mal comprise et a été largement ignorée dans la construction des budgets de carbone. L'objectif principal de cette thèse était de caractériser la dynamique des TEP dans le cycle du carbone organique, en particulier dans l'estuaire maritime du Saint-Laurent (EMSL) et en Méditerranée, et de comprendre les impacts de certains facteurs environnementaux (présents et futurs) susceptibles de contrôler leur variabilité. Notre question a été abordée en trois étapes. Dans le chapitre 1, nous avons étudié pour la première fois la distribution saisonnière et verticale des TEP et leur contribution au réservoir de carbone organique à une station fixe dans l'EMSL. Nous avons observé que les concentrations des TEP dans l'EMSL étaient positivement corrélées avec la biomasse phytoplanctonique en surface, avec les diatomées étant le groupe principal. Aucune relation significative entre les TEP et d'autres facteurs biologiques et physico-chimiques n'a été trouvée. La teneur en carbone des TEP (TEP-C) représentait dans la couche de surface le second contributeur le plus important au réservoir de carbone organique particulaire après le carbone de phytoplancton (41 et 54 % par rapport au POC, respectivement). La contribution des TEP-C a diminué dans les couches intermédiaires froides et de fond au cours de l'été et de l'automne (entre 24 et 35 % par rapport au POC). Ces résultats suggèrent que le TEP-C combiné au phytoplancton-C contribue largement au réservoir de carbone et pourrait contribuer de manière significative à l'exportation ultérieure de macro-agrégats et possiblement à l'hypoxie et l'acidification des eaux de fond de l'EMSL. Motivée par les résultats de cette étude de terrain, une expérience suivant un modèle cinétique en microcosme a été réalisée pour étudier les effets présents et futurs de l'acidification croissante attendue vers la fin du siècle sur la communauté planctonique naturelle, les TEP et l'allocation du carbone organique dans l'EMSL. Les résultats de cette étude en microcosme présentés au chapitre 2 ont révélés une accumulaton de la biomasse, des taux de croissance et une prise de silice réduites de la communauté phytoplanctonique sous des conditions de faible pH. Nos résultats suggèrent que le nanophytoplancton, et plus précisément les diatomées du genre Thalassiosira spp., étaient moins vulnérables aux faibles pH que le pico- et le microphytoplancton. L'accumulation des TEP a été positivement corrélée à la biomasse des cellules dans la fraction du nanophytoplancton et aux conditions environnementales (pH, alcalinité et silice) pendant les phases de floraison et post-floraison. D'autre part, les flagellés hétérotrophes étaient favorisés par les faibles pH. La densité des bactéries a diminué sous un faible pH probablement en raison d'une augmentation de la lyse virale et du broutage. À faible pH, le rapport POC: PON était plus faible, bien que nous avions noté un changement dans la partition du carbone dans le réservoir dissous vers celui du POC via l'agrégation des TEP. Nos résultats suggèrent que les changements anticipés de l'alcalinité et des faibles pH pourraient affecter l'agr gation des TEP et leur structure, ce qui pourrait avoir un impact sur l'exportation de la matière organique. Enfin, les résultats d'une expérience en mésocosme réalisée dans une lagune marine de la mer Méditerranée sont présentés au chapitre 3. Cette expérience a été conçue pour étudier les effets séparés et combinés de l'acidification et du réchauffement futurs sur la formation des TEP et l'allocation de la matière organique dans les écosystèmes chauds de moyenne latitude. Nos résultats ont montré une augmentation de l'accumulation des TEP-C et de la prise du carbone inorganique dissous (DIC) sous une pCO2 élevée, ce qui était associé à une accumulation de carbone organique colloïdal (3 fois) par rapport aux niveaux actuels. Ces résultats suggèrent une augmentation de l'agrégation des particules et du réservoir de POC sous une pCO2 élevée. En revanche, le réchauffement a diminué le retrait de DIC et l'accumulation de carbone particulaire (TEP-C et POC), ce qui suggère une réduction de la formation de particules et de l'exportation de carbone en faveur de la dégradation microbienne. De façon inattendue, nos résultats ont révélé que l'effet combiné de l'acidification et du réchauffement ne présentait aucun effet sur les TEP-C, POC et la prise du DIC, jouant ainsi un rôle antagoniste en particulier sur la production de TEP-C. Cependant, le traitement combiné d'acidification-réchauffement a présenté un effet positif sur le carbone phytoplanctonique et bactérien. En conclusion, nos résultats suggèrent que les scénarios océaniques futurs pourraient avoir le potentiel de réduire la séquestration du carbone particulaire en faveur de l'accélération de la respiration de la boucle microbienne avec des conséquences de rétroaction de l'océan sur le changement global. En conclusion, cette thèse de doctorat a révélé l'importance de la contribution des TEP au réservoir de carbone organique qui devrait être pris en considération dans les modèles biogéochimiques. Notre travail suggère par ailleurs la présence d'une réponse espèces-spécifique de la communauté phytoplanctonique aux changements de CO2/pH, pour lesquels la croissance du phytoplancton est optimale jusqu'à un pH ~ 7,7 et qu'une diminution supplémentaire du pH (pH = 7,55) pourrait avoir des effets très significatifs sur la croissance cellulaire et leur physiologie. Dans le contexte des changements globaux, l'acidification et le réchauffement peuvent jouer de façon antagoniste sur l'accumulation et l'exportation potentielle du carbone organique. Cela pourrait avoir un impact sur les flux verticaux de matière organique futurs avec des conséquences possibles sur la productivité des écosystèmes marins et le pompage biologique du CO2 atmosphérique. -- Mot(s) clé(s) en français : Particules exopolymériques transparentes (TEP), Acidification des océans, Réchauffement, Changement global, Estuaire, Phytoplancton, carbone organique particulaire et dissous (POC, DOC), Bactéries hétérotrophes, pH, mésocosme. --
ABSTRACT : Transparent exopolymeric particles (TEP) are ubiquitous gel particles formed abiotically by coagulation and aggregation of dissolved and colloidal precursors composed of acid polysaccharides. It is suggested that by this process, the transition of carbon from dissolved to particulate (DOC to POC) pool via TEP aggregation, can facilitate vertical carbon flux in the water column. In this sense, TEP plays a central role in the biological pump and the dynamics of food webs in aquatic ecosystems. Despite the significant amount of information available, great uncertainty regarding the carbon budget of marine environments still exists due to their high variability, as well as our lack of understanding of significant aspects of TEP dynamics. In particular, the contribution of the TEP fraction to the carbon pool is poorly understood and has largely been ignored in the construction of carbon budgets. The main objective of this doctoral thesis was to characterize the dynamics of TEP in the organic carbon cycle, especially in the Lower St. Lawrence Estuary (LSLE) and in a temperate marine coastal environment (Mediterranean) and to understand the impacts of some environmental factors (present and future) that could control its variability. Our question was addressed in three steps. In chapter 1, we studied, for the first time, the seasonal and vertical distribution of TEP and their contribution to the organic carbon pool at a fixed station in the LSLE. We observed that TEP concentrations in the LSLE were positively correlated with the phytoplankton biomass in surface waters, particularly dominated by diatoms. No significant relationships between TEP and other biological and physico-chemical factors were found. TEP carbon (TEP-C) content represented in the surface layer the second most important contributor to the particulate organic carbon pool after phytoplankton carbon (41 and 54 % compared to POC, respectively). The TEP-C contribution decreased in the cold intermediate and bottom layers over the summer and fall (ranging between 24 and 35 % compared to POC). This result suggests that TEP-C combined with phytoplankton carbon are major contributors to the carbon pool and could significantly contribute to the subsequent export of macro-aggregates, and probably fuel the hypoxia and the acidification of the bottom layer of the LSLE. Motivated by the results of this field study, a microcosm kinetic experiment was performed to investigate the present and future effects of the growing acidification, expected by the end of the century, on the natural plankton community, TEP and organic carbon matter allocation in the LSLE. The results of this microcosm study presented in chapter 2 revealed a reduced biomass accumulation and growth rates, and silica uptake of phytoplankton community under low pH. Our results suggest that nanophytoplankton, and more precisely diatoms of the genus Thalassiosira spp., were less sensitive to low pH than the pico- and microphytoplankton. TEP accumulation was positively correlated to nanophytoplankton cell fraction biomass and the environmental conditions (pH, alkalinity et silica) during the bloom and post-bloom phases. On the other hand, heterotroph flagellates were favored by low pH. Bacteria density decreased under low pH probably due to an increase of viral lysis and grazing. At low pH, POC:PON ratios were lower, though we noted a shift of carbon partition from dissolved into the POC pool via TEP aggregation. Our results suggests that the anticipated changes in alkalinity and low pH could affect TEP aggregation and TEP particle structure, which in turn could have an impact on the organic matter export. Finally, results from a mesocosms experiment carried in a Mediterranean Sea lagoon are presented in chapter 3. This experiment was designed to investigate the separate and combined effects of future acidification and warming on TEP formation and on the organic carbon matter allocation in warm mid-latitude ecosystems. Our results showed an increase in TEP-C accumulation and inorganic carbon drawdown DIC) at high pCO2, which was associated with colloidal organic carbon accumulation (3 fold) compared to present levels. These results suggest an increase of particle aggregation and partitioning into the POC pool under high pCO2. In contrast, warming decreased the DIC drawdown and particle carbon accumulation (TEP-C and POC), suggesting a reduction of particle formation and carbon export in favor of microbial degradation. Unexpectedly, our results revealed that the combined effect of acidification and warming present no effect on TEP-C, POC and DIC drawdown, playing an antagonistic role especially on TEP-C production. However, the warming-acidification combined treatment presented a positive effect on phytoplankton and bacterial carbon accumulation. All together, our results suggest that future oceanic scenarios would have the potential to reduce the particle carbon sequestration in favor of accelerating the microbial loop respiration and driving consequences of ocean feedbacks to global change. In conclusion, this doctoral thesis revealed the importance of the contribution of TEP to the organic carbon pool, which should be taken into consideration in biogeochemical models. Moreover, our work suggests the presence of a species-specific response of phytoplankton community to changes in CO2/pH, for which the phytoplankton growth is optimal up to pH ~ 7.7, and that a further decrease in pH (e.g. pH = 7.55) could have adverse effects on cell growth and physiology. In the context of global changes, acidification and warming may play antagonistically on the accumulation and potential export of organic carbon. This could have an impact on the future vertical flows of organic matter with possible consequences for marine ecosystems productivity and the biological pumping of atmospheric CO2. -- Mot(s) clé(s) en anglais : Transparent exopolymeric particles (TEP), Ocean acidification, Warming, Global change, Estuary, Phytoplankton, particulate and dissolved organic carbon (POC, DOC), Heterotrophic bacteria, pH, mesocosm
Analyse du stress lié au transfert inter-sites de l'huître américaine (Crassostrea virginica) à l'aide de divers outils physiologiques
Get PDFRÉSUMÉ : L'absence naturelle et le non-recrutement de Crassostrea virginica aux Îles-de-la-Madeleine ont amené les producteurs à importer des huîtres par transfert à partir des provinces maritimes. Depuis le début de cette activité commerciale, des épisodes de mortalité potentiellement liée à une ou des périodes d'affaiblissement physiologique ont été observés dans l'année suivant le transfert. Cette étude visait à identifier les sources de stress associées aux transferts interprovinciaux d'huîtres aux Îles-de-la-Madeleine, à l'aide d'outils biochimiques, physiologiques et comportementaux pour évaluer leur état de stress des huîtres et optimiser les pratiques et la production ostréicole. Pour caractériser l'état de stress des huîtres, les indicateurs suivants ont été utilisés: le comportement d'ouverture des valves (valvométrie), la résistance à l'exposition à l'air humide, l'indice de condition (IC), le taux de croissance et l'accumulation de réserves d'énergie en relation avec la mortalité et les conditions environnementales. Des huîtres de différentes tailles (30 et 60 mm), soumises à différentes conditions de transport (36-48 h à température contrôlée ou non) et avant ou après la ponte ont été utilisée. Les mesures qui semblent le mieux prédire la mortalité post-hivernale sont l'IC et la concentration en glycogène dans l'ensemble de l'organisme. Après l'hiver, le taux de mortalité cumulé était de 42,7 % pour le contrôle et de 81,4 % pour les huîtres de grande taille ayant subi un transfert d'une durée de 36 h à une température non contrôlée. Le groupe de petites huîtres de ce même transfert montre une survie plus élevée à l'aide de l'IC (< 4,5). Tout au long de la période expérimentale (juin 2021 à avril 2022), les réserves de glycogène dans les deux groupes étaient inférieures à 35 mg g-1 de tissu sec. Il est suggéré que le test qui semble le plus approprié pour évaluer la condition des huîtres est l'analyse de la concentration en glycogène. Mais pour comprendre l'impact du stress lié aux conditions de transfert d'autres études devraient être menées pour suggérer de meilleures pratiques à mettre en place pour les ostréiculteurs. -- Mot(s) clé(s) en français : Crassostrea virginica, condition de transfert, physiologie, réserves énergétiques, stress, ostréiculture. --
ABSTRACT : The natural absence and non-recruitment of Crassostrea virginica from the Magdalen Islands led growers to import oysters by transfers from the Maritime provinces. Since the beginning of this practice, episodes of mortality have been observed in the year following the transfer, probably related to poor physiological conditions. The objective of this study was to identify the sources of stress associated with interprovincial oyster transfers in the Magdalen Islands, using biochemical, physiological and behavioral tools to measure oyster condition and optimize oyster farming practices and production. To characterize oyster condition, gaping behavior (valvometry), resistance to exposure to humid air exposure, condition index (CI), growth rates and accumulation of energy reserves were assessed in relation to mortality and environmental conditions. Oysters of different sizes (30 and 60 mm) under different transport conditions (36-48 h at controlled or uncontrolled temperature) and according to two periods (before and after spawning). The tests that appear to predict post-winter mortality were CI and total organism glycogen concentration. After winter, the cumulative mortality was 42.7% for the control and 81.4% for the large oysters that underwent a 36h transfer at uncontrolled temperature. The group of small oysters from the same transfer had higher survival, but lower quality as assessed by CI (< 4.5). Throughout the experimental period (June 2021 to April 2022), glycogen reserves in both groups were below 35 mg g-1 dry tissue. It is suggested that the test that seems the best to assess oyster condition was the glycogen analysis, but to understand the impact of stress related to transfer conditions, further studies should be conducted to suggest better practices for oyster farmers. -- Mot(s) clé(s) en anglais : Crassostrea virginica, transfer conditions, physiology, energy reserves, stress, oyster farming
Influence of slab depth spatial variability on skier-triggering probability and avalanche size
Get PDFSpatial variability of snowpack properties adds uncertainty in the evaluation of avalanche hazard. We propose a combined mechanical–statistical approach to study how spatial variation of slab depth affects the skier-triggering probability and possible release size. First, we generate multiple slab depth maps on a plane fictional slope based on Gaussian Random Fields (GRF) for a specific set of mean, variance and correlation length. For each GRF, we derive analytically the Skier Propagation Index (SPI). We then simulate multiple skier tracks and computed the probability based on the number of skier hits where SPI is below 1. Finally, we use a depth-averaged material point method to evaluate the possible avalanche size for given slab depth variations. The results of this analysis show that large correlation lengths and small variances lead to a lower probability of skier-triggering as it reduces the size and the number of areas with low slab depth. Then, we show the effect of skiing style and skier group size on skier-triggering probability. Spatial variability also affects the possible avalanche size by adding stress fluctuation causing early or late tensile failure. Finally, we demonstrate with our models the well-known relationship between the probability and the size in avalanche forecasting
Description des pratiques pédagogiques considérées innovantes en contexte d'intégration scolaire du primaire
Get PDFRÉSUMÉ : Depuis la réforme en éducation, amorcée au tournant des années 2000, qui valorise l’intégration des élèves en difficulté dans les classes ordinaires, les milieux scolaires font face à des défis toujours grandissants au regard de la diversité des besoins des élèves. À ce sujet, la vision de l’école québécoise ainsi que l’organisation des services éducatifs précisent qu’il importe de proposer une diversification des parcours scolaires qui répond aux besoins éducatifs des élèves et favorise l’accès à la réussite pour tous. Pour atteindre cet objectif, le ministère de l’Éducation suggère de livrer un enseignement adapté et inclusif en ajustant les pratiques (Ministère de l'Éducation du Québec, 1999, 2001). Il apparaît donc pertinent de connaître les différentes pratiques actuelles des personnes enseignantes en matière d’innovation pédagogique, ce que peu de recherches offrent à ce jour. La présente étude, qui s’inscrit dans un devis de type quantitatif descriptif, a donc comme objectif la description des pratiques pédagogiques considérées innovantes (PPCI) par le personnel enseignant du primaire dans des classes ordinaires en contexte d’intégration. Pour mener à terme cette recherche, des entrevues semi-dirigées et un questionnaire en ligne ont été retenus comme outils de collecte de données. Les entrevues ont permis d’une part, d’approfondir notre compréhension du contexte relié à la mise en place de PPCI et d’autre part, de circonscrire les éléments théoriques sous-jacents à la construction du questionnaire. Ce dernier a permis aux personnes enseignantes de réfléchir aux différentes PPCI qu’elles déploient dans leur classe. Au total, 43 personnes, toutes légalement qualifiées à enseigner au Québec et travaillant dans une classe au moment de la collecte, ont répondu au sondage. En termes de résultats, nous avons obtenu un meilleur portrait des PPCI mises en place par le personnel enseignant et avons pu en comprendre leur portée. Une telle étude entraîne des répercussions scientifiques et sociales quant au fait qu’elle pourrait éventuellement permettre d’offrir de la formation aux personnes enseignantes, contribuant ainsi à leurs compétences professionnelles de l’enseignement et assurant la scolarisation de tous les élèves. -- Mot(s) clé(s) en français : pratiques pédagogiques, innovation pédagogique, motivation à apprendre, école primaire, élèves en contexte d’intégration, méthodes d’enseignement, éducation. --
ABSTRACT : Since the reform of the school system, initiated at the turn of the 2000s, which promotes the integration of students in difficulty into ordinary classes, schools are facing ever-increasing challenges given the diversity of student’s needs. In this regard, the Quebec school vision and the organization of educational services support a diversification of school trajectories to answer educational needs and favorizing school success for all students. To reach the objective, the Education Ministry suggests delivering an adapted and inclusive teaching by adjusting practices (Ministère de l'Éducation du Québec, 1999, 2001). It then appears relevant to know the different practices of teaching people in the matter of instructional innovation, since few research offer that. This descriptive quantitative study has for objective to describe innovative pedagogical practices of ordinary elementary school teaching personal in integration context. To achieve this study, semi-directed interviews and an online questionnaire were chosen as tools to collect data. The interviews allowed us to improve our understanding of the implantation of the innovative pedagogical practices and the establishment of underlying theoretical elements to build up the questionnaire. The latter allowed teaching persons to reflect on the innovative pedagogical practices in place in their classrooms. In total, 43 respondent persons, all legally qualified to teach in Quebec and working in a classroom at the time of the data gathering, responded to the survey. As for the results, we obtained a better portrayal of the innovative pedagogical practices put in place by the teaching personal and a better understanding of their reach. A such study brings scientific and social repercussions related to the fact that it could eventually offer training education to the teaching personal. This could contribute to their professional abilities and assure an inclusive education for all students. -- Mot(s) clé(s) en anglais : pedagogical practices, instructional innovation, learning motivation, elementary school, integration context students, teaching methods, education
Using a metabolomics approach to investigate the sensitivity of a potential Arctic-invader and its Arctic sister-species to marine heatwaves and traditional harvesting disturbances
Get PDFCoastal species are threatened by fishing practices and changing environmental conditions, such as marine heatwaves (MHW). The mechanisms that confer tolerance to such stressors in marine invertebrates are poorly understood. However, differences in tolerance among different species may be attributed to their geographical distribution. To test the tolerance of species occupying different thermal ranges, we used two closely related bivalves the softshell clam Mya arenaria (Linnaeus, 1758), a cold-temperate invader with demonstrated potential for establishment in the Arctic, and the blunt gaper Mya truncata (Linnaeus, 1758), a native polar species. Clams were subjected to a thermal stress, mimicking a MHW, and harvesting stress in a controlled environment. Seven acute temperature changes (2, 7, 12, 17, 22, 27, and 32 °C) were tested at two harvesting disturbance intensities (with, without). Survival was measured after 12 days and three tissues (gills, mantle, and posterior adductor muscle) collected from surviving individuals for targeted metabolomic profiling. MHW tolerance differed significantly between species: 26.9 °C for M. arenaria and 17.8 °C for M. truncata, with a negligeable effect of harvesting. At the upper thermal limit, M. arenaria displayed a more profound metabolomic remodelling when compared to M. truncata, and this varied greatly between tissue types. Network analysis revealed differences in pathway utilization at the upper MHW limit, with M. arenaria displaying a greater reliance on multiple DNA repair and expression and cell signalling pathways, while M. truncata was limited to fewer pathways. This suggests that M. truncata is ill equipped to cope with warming environments. MHW patterning in the Northwest Atlantic may be a strong predictor of population survival and future range shifts in these two clam species. As polar environments undergo faster rates of warming compared to the global average, M. truncata may be outcompeted by M. arenaria expanding into its native range
Reconnaissance automatique des gestes de la main par analyse des signaux EMG de surface
Get PDFRÉSUMÉ : Ce mémoire présente le processus de conception et d'implémentation d'un système de classification des gestes de la main basé sur les signaux électromyographique (EMG) de surface à l'aide de modèles d'apprentissage machine. Le mémoire couvre différentes étapes, allant de l'acquisition des signaux EMG à la classification finale. Il commence par fournir une compréhension de l'électromyographie (EMG), qui est le potentiel électrique généré par les fibres musculaires pendant la contraction ou la relaxation. Différentes méthodes d'acquisition des signaux EMG sont explorées, y compris les systèmes d'acquisition couramment utilisés, ainsi que de bases de données EMG populaires. Pour extraire efficacement les informations pertinentes des signaux, une technique de découpage en fenêtres est appliquée, suivie de l'extraction des caractéristiques clés de chaque fenêtre. Ensuite, l'accent est mis sur l'apprentissage machine, qui a gagné en popularité dans différents domaines de classification. Quatre algorithmes spécifiques, à savoir les machines à vecteurs de support (SVM), le perceptron multicouche (MLP), les k plus proches voisins (k-NN) et l’analyse discriminante linéaire (LDA), sont discutés en détail. Ce projet de recherche applique ces algorithmes à la reconnaissance des gestes de la main basée sur les signaux EMG en utilisant notre base de données. De plus, ils sont évalués sur la base de données EMG, obtenus du référentiel UCI (University of California at Irvine) pour évaluer leurs capacités de classification. Le système a été testé et évalué sous MATLAB dans les conditions réelles d’utilisation. Les résultats indiquent que la reconnaissance des gestes de la main basée sur les signaux EMG à l'aide d'algorithmes d'apprentissage machine est une approche prometteuse pour reconnaître avec précision les gestes de la main dans les conditions réelles. L'étude souligne le potentiel des algorithmes d'apprentissage machine pour améliorer l'exactitude de la reconnaissance des gestes par rapport à d'autres outils ou approches, ce qui permet le développement d'interfaces homme-machine (HMI) innovantes et efficaces. Finalement, cette étude démontre le potentiel de la reconnaissance des gestes de la main basée sur l'EMG à l'aide d'algorithmes d'apprentissage machine et fournit des informations précieuses pour les futures recherches dans ce domaine. Il subsiste encore des défis à surmonter concernant l'acquisition des données, l'extraction des caractéristiques et l'optimisation des algorithmes, dans le but d'améliorer le fonctionnement dans des conditions réelles. -- Mot(s) clé(s) en français : Classification des gestes de la main basée sur l'EMG, apprentissage machine, électromyographie, extraction de caractéristiques, test en condition réelles. --
ABSTRACT : This dissertation presents the process of designing and implementing a hand gesture classification system based on surface electromyographic (sEMG) signals using machinelearning models. The dissertation covers various stages, starting from the acquisition of EMG signals to the final classification. It begins by providing an understanding of electromyography (EMG), which is the electrical potential generated by muscle fibers during contraction or relaxation. Different methods of capturing EMG signals are explored, including commonly used acquisition systems, along with popular EMG databases. To extract relevant information from the signals efficiently, a windowing technique is used, followed by the extraction of key features from each window. Subsequently, the focus shifts to machine learning, which has gained popularity in various classification fields. Four specific algorithms, namely support vector machines (SVM), multilayer perceptron (MLP), k-nearest neighbors (k-NN) and linear discriminant analysis (LDA), are discussed in detail. This research project applies these algorithms to EMG-based hand gesture recognition using our database. Additionally, these algorithms are evaluated on the EMG database obtained from the UCI (University of California at Irvine) repository to assess their classification capabilities. The system was tested and evaluated with MATLAB under real conditions of use. The results indicate that EMG-based hand gesture recognition using machine learning algorithms is a promising approach for accurately recognizing hand gestures in real conditions. The study highlights the potential of machine learning algorithms to improve the accuracy of gesture recognition compared with other approaches, enabling the development of innovative and effective human-machine interfaces (HMIs).Finaly, this research highlights the potential of EMG-based hand gesture recognition using machine learning algorithms, and provides valuable information for future research in this field. However, challenges still lie ahead in terms of data acquisition, feature extraction and algorithm optimization, with the aim of improving performance under real conditions. -- Mot(s) clé(s) en anglais : EMG-based hand gesture classification, machine learning, electromyography, feature extraction, test in real conditions
Les pair.es aidant.es famille en santé mentale : Portrait du déploiement d'une pratique émergente au Québec
Get PDFÉtude du régime alimentaire du sébaste (Sebastes sp.) dans le golfe du Saint-Laurent : utilisation complémentaire de trois approches méthodologiques
Get PDFRÉSUMÉ : Depuis environ une décennie, un réchauffement des masses d’eau, une diminution de l’abondance des espèces d’eau froide et une augmentation rapide de la biomasse du sébaste, avec principalement Sebastes mentella, sont constatés dans le golfe du Saint-Laurent (GSL). Avec l'arrivée consécutive de trois cohortes importantes en 2011–2013, le retour fulgurant du sébaste constitue un évènement déstabilisateur pour l’écosystème et le secteur halieutique du GSL. En particulier, ce retour entraîne des incertitudes concernant le rôle trophique du sébaste et ses impacts en tant que prédateur sur les autres espèces au sein du réseau trophique du GSL. L’objectif général de cette thèse doctorale, qui est divisée en trois chapitres, consistait à décrire et comprendre le régime alimentaire du sébaste, du stade juvénile au stade adulte, sur la base de la combinaison novatrice de trois approches méthodologiques : l’analyse visuelle de ses contenus stomacaux (ACS) ; l’analyse comparative de la composition en acides gras (AG) des sébastes et de ses principales proies et l’application du métabarcoding aux contenus stomacaux (ADN). Le chapitre 1 a permis de décrire le régime alimentaire du sébaste sur la base de l’ACS de plus de 6900 estomacs provenant de relevés annuels au chalut de fond dans le GSL. Les résultats ont offert un aperçu unique de la variabilité de l’alimentation du sébaste sur deux périodes, l’une de faible abondance (1993–1999) et l’autre de forte abondance de sébastes (2015–2019). Le zooplancton représentait la principale catégorie de proies pour les petits sébastes (< 20 cm), avec principalement des amphipodes du genre Themisto dans les années 1990, et des copépodes du genre Calanus et des euphausiacés dans les années 2010. Au fur et à mesure que le sébaste grandissait, la contribution du zooplancton au régime alimentaire diminuait pour être remplacée par une consommation dirigée vers les crevettes et les poissons. La crevette nordique (Pandalus borealis), une espèce de haute importance commerciale, et la crevette blanche (Pasiphaea multidentata), sont devenues les proies de prédilection des grands sébastes (≥ 30 cm), un constat observé pour les deux périodes. Cette relation sébastes-crevettes représente une source de compétition importante avec d’autres poissons de fond du GSL tels que la morue franche et le flétan du Groenland. Les grands sébastes des années 2010 sont également devenus cannibales, suggérant un contrôle densité-dépendant à une abondance élevée. Le chapitre 2 a combiné l’ACS et l'analyse des profils en AG comme traceurs alimentaires sur 350 sébastes échantillonnés lors du relevé au chalut de fond en août 2017. Les analyses multivariées réalisées sur les signatures lipidiques des sébastes et de ses principales proies ont suggéré que les proies zooplanctoniques avec des signatures en 16:1n7, 20:1n ?, 22:1n9 et 20:5n3, étaient davantage liées aux sébastes de petite et moyenne taille (< 20 cm et 20–30 cm). Les crevettes qui affichaient des signatures en 18:2n6 et 22:6n3 semblaient être reliées aux sébastes de grande taille (≥ 30 cm). Alors que l’ACS a offert un aperçu du régime alimentaire basé sur les proies les plus récemment consommées par les sébastes, l'analyse des profils en AG a permis de fournir une description des proies assimilées, représentant ainsi l’intégration sur plusieurs semaines de la contribution des proies au régime alimentaire des sébastes. Cette étude souligne les avantages des AG en tant qu’outil qualitatif et offre des idées d’améliorations pour des études futures. Le chapitre 3 a utilisé le métabarcoding en combinaison avec l’ACS sur 185 contenus stomacaux prélevés lors du relevé au chalut de fond en août 2017. En utilisant un marqueur mitochondrial universel de la sous-unité I de la cytochrome c oxydase (COI), un total de 27 séquences taxonomiques, attribuables à 16 espèces considérées comme des proies primaires ont été obtenues avec le métabarcoding et comparées aux résultats de l’ACS. L’analyse des contenus stomacaux à travers l’identification visuelle et le métabarcoding des proies a permis d’offrir une description du régime alimentaire du sébaste à un haut niveau de précision taxonomique. Les deux techniques aboutissaient à une description similaire de la composition du régime alimentaire et le métabarcoding a confirmé les tendances alimentaires observées en fonction de la taille des sébastes. Les résultats révélaient néanmoins que les deux techniques fonctionnaient différemment selon les différentes proies, tant en termes de détectabilité, de résolution taxonomique et de quantification. À travers l’utilisation complémentaire de trois méthodologies, les trois articles scientifiques constituant cette thèse contribuent à dresser un portrait global du régime alimentaire et des relations trophiques du sébaste dans le GSL. Ces travaux soutiennent le concept selon lequel plusieurs techniques combinées permettent d’obtenir un niveau maximal d’informations sur l’écologie alimentaire d’un prédateur. Les résultats pourront être utiles pour concevoir les futures stratégies de gestion au sein de l’écosystème du GSL. Ces recherches ont également permis d’initier une réflexion sur le choix et la pertinence des méthodologies employées pour le cas du sébaste dans le GSL et d’offrir des perspectives d’études trophiques précieuses. -- Mot(s) clé(s) en français : Écologie trophique, Identification taxonomique, Variations temporelles, Variations spatiales, Contenus stomacaux, Acides gras, Métabarcoding, Crevettes, Poisson, Zooplancton, Cannibalisme. --
ABSTRACT : Warming of water masses, decreases in the abundance of cold-water species, and rapid increases of redfish biomass, mainly Sebastes mentella, have been observed in the Gulf of St. Lawrence (GSL) since the last decade. With the consecutive arrival of three important cohorts in 2011–2013, the return of redfish is a disruptive event for the ecosystem and the fisheries sector of the GSL. This unprecedented comeback leads to uncertainties regarding the trophic role of redfish and their impacts as a predator on other species within the GSL food web. The overall objective of this thesis, which is divided into three chapters, was to describe and understand the diet of redfish from the juvenile to the adult stage based on the combination of three methodological approaches: visual analysis of stomach contents (SCA); comparative analysis of fatty acid (FA) composition of redfish and its main prey; and the application of genetic metabarcoding (DNA) to identify prey in stomach contents. Chapter 1 described the diet of redfish based on SCA of over 6900 stomachs obtained from annual bottom trawl surveys in the GSL. It provided insights into redfish diet variability across two time periods, one with low abundance (1993–1999) and one with high abundance (2015–2019). Zooplankton represented the main prey category for small (< 20 cm) redfish, with primarily Themisto amphipods in the 1990s, and the Calanus copepods and euphausiids in the 2010s. With an increase in redfish size, the contribution of zooplankton to the diet decreased while contributions of shrimp and fish increased. Northern shrimp (Pandalus borealis), a commercially important species, and pink glass shrimp (Pasiphaea multidentata) became the preferred prey of large redfish (≥ 30 cm), a finding observed for both time periods. This redfish-shrimp relationship would represent a significant source of competition with other GSL groundfish such as Atlantic cod and Greenland halibut. Large redfish in the 2010s also became cannibalistic suggesting a density-dependent control of the high abundance. Chapter 2 combined SCA and FA profile analysis as dietary tracers on 350 redfish sampled from the August 2017 survey. Multivariate analyses performed on FA signatures of redfish and its major prey items suggested that zooplankton with signatures in 16:1n7, 20:1n?, 22:1n9, and 20:5n3, were more closely linked to small- and medium-sized redfish (< 20 cm and 20–30 cm). Shrimp that displayed 18:2n6 and 22:6n3 signatures appeared to be more linked to large redfish (≥ 30 cm). While SCA revealed redfish diet based on the most recently consumed prey items, analysis of FA profiles provided a medium-term view, representing the integration of several weeks of prey contributions to redfish diet. This study highlighted the benefits of FA as a qualitative tool and also suggests improvements for future studies. Chapter 3 applied DNA metabarcoding in combination with SCA on 185 stomach contents collected during the August 2017 survey. Using a universal mitochondrial marker of cytochrome c oxidase subunit I (COI), a total of 27 taxonomic sequences, attributable to 16 species considered to be primary prey were obtained with metabarcoding and compared to SCA results. The analysis of stomach contents through visual identification and metabarcoding of prey provided a description of the redfish diet at a high level of taxonomic resolution. Both techniques resulted in a similar description of diet composition, and metabarcoding confirmed the observed dietary patterns with respect to redfish size. Nevertheless, the results revealed that the two techniques performed differently for different prey species, both in terms of detectability, taxonomic resolution, and quantification. Through the complementary use of diet methodologies, the three scientific papers of this thesis contributed to a comprehensive description of the diet and trophic relationships of redfish in the GSL. This work supports the concept that several techniques combined together provide the maximum level of information about the feeding ecology of a predator. The results may be useful in the development of future management strategies for the GSL ecosystem. This study has also initiated consideration of the choice and relevance of methodologies employed for the case of redfish in the GSL and provided valuable insights into trophic studies. -- Mot(s) clé(s) en anglais : Trophic ecology, Taxonomic identification, Temporal variations, Spatial variations, Stomach contents, Fatty acids, Metabarcoding, Shrimp, Fish, Zooplankton, Cannibalism