Dissertations / Theses on the topic 'Odontostomatologie – Étude et enseignement – Simulation, Méthodes de'

Le développement rapide des nouvelles technologies numériques est en passe de révolutionner l’enseignement classique de l’odontologie comme dans de nombreuses spécialités médicales. En effet, l’avènement de nouveaux dispositifs alliant réalité virtuelle et dispositif haptique permettant de simuler au plus juste les gestes techniques de l’odontologie, laisse entrevoir la possibilité d’évaluer plus objectivement les compétences des futurs Chirurgiens-Dentistes et de renforcer la formation traditionnelle. Au travers de différentes expérimentations pédagogiques dans les domaines de l’implantologie, de la dentisterie restauratrice et de la chirurgie orale, nous avons voulu : (i) évaluer l’impact de la simulation haptique sur la formation en odontologie en nous focalisant sur l’implantologie et la dentisterie restauratrice ; (ii) définir de nouveaux paramètres pédagogiques pour essayer de les évaluer objectivement et estimer l’importance de la vision 3D en simulation
The rapid development of new digital technologies is revolutionizing the classical teaching of dentistry as in many medical specialties. Indeed, the advent of new devices combining virtual reality with a haptic device allowing to simulate the technical gestures of odontology, suggests the possibility to evaluate the skills of future Dentists more objectively and to strengthen traditional training. Through various educational experiments in the fields of implantology, restorative dentistry and oral surgery, we wanted to: (i) assess the impact of haptic simulation on odontology training by focusing on implantology and restorative dentistry ; (ii) define new objectively evaluable pedagogical parameters and to estimate the importance of 3D vision in simulation

Cette étude s'inscrit dans la simulation d'interventions chirurgicales à but pédagogique. L'avantage de cette technique est d'autoriser l'entraînement à volonté en supprimant tout risque pour les patients. En plus d'exiger la production en temps réel d'images de grande qualité, elle demande également la prise en compte des interactions mécaniques entre le chirurgien et la partie du corps humain opérée. La première partie de ce travail a consisté en la conception d'un simulateur pédagogique simple (sans interactions) en ophtalmologie pour permettre l'apprentissage de la photocoagulation par laser. Ce projet a montré l'intérêt de la simulation médicale. La seconde partie concerne les problèmes liés aux interactions mécaniques dans les simulateurs chirurgicaux. Il faut d'une part savoir modéliser le comportement des organes en s'appuyant sur la mécanique des corps mous. Les propositions de modèles de ce type sont nombreuses en animation, mais peu d'entre elles s'intéressent véritablement à l'aspect temps-réel de la simulation. D'autre part, il faut savoir traiter les interactions, sous les trois aspects que sont la détection, l'accélération de la détection puis le calcul de la réponse a la collision. Ce dernier point consiste non seulement à différencier les chocs des contacts prolongés, mais aussi à prendre en compte les interactions extrêmes comme les découpes ou les déchirures. Nous proposons un modèle dynamique dont le but est de répondre de façon optimale, en temps réel à ces contraintes.

L'interaction protéine/surface est l'un des premiers évènements suivant l'implantation d'un matériau dans l'organisme et en conditionne l'intégration. Contrôler la morphologie des assemblages protéiques en deux dimensions est donc l'un des enjeux de la recherche en ingénierie médicale. Dans le contexte de l'élaboration de matériaux de substitution du tissus osseux, nous nous intéressons à la structuration d'une protéine de la matrice extra-cellulaire, la fibronectine, sur une matrice minérale synthétique d'hydroxyapatite (HA). Cette étude est menée d'une part à l'aide de l'observation par immunofluorescence de fibronectine humaine adsorbée sur des céramiques d'HA, et d'autre part, au travers du développement d'un modèle d'adsorption, étudié par simulations numériques
Protein adsorption is one of the first event following the implantation of a foreign material in the body and this interaction directly triggers the organism's response to the material and subsequent material integration. Hence, controlling the morphology of two-dimensional protein assemblies is a keystone in tissue engineering. In the context of bone materials, we study the organization of an extracellular matrix protein, fibronectin, onto a synthetic mineral matrix of hydroxyapatite (HA). This study is carried out on the one hand, by in situ observation of human fibronectin adsorbed onto HA, using immunofluorescence techniques, and on the other hand, by the development of a model of the adsorption process, studied by numerical simulations

L'ablathermie par ultrasons focalisés est un traitement pour l'ablation des tumeurs cancéreuses qui permet de réaliser un traitement médical non invasif. Un transducteur ultrasonore émet des ondes acoustiques qui vont provoquer l'échauffement des tissus cancéreux à distance. Lorsque le seuil d'énergie déposée (la dose thermique) pour le tissu est dépassé, les cellules sont détruites. Cette technique nécessite un positionnement précis des appareils pour ne détruire que les amas de cellules cancéreuses et préserver les cellules saines. Nous proposons un outil permettant d'effectuer une simulation complète d'une intervention d'ablathermie par ultrasons focalisés ainsi qu'un outil permettant de calculer de manière automatique des trajectoires spatiales pour le balayage optimal de la tumeur.

Ce travail tente de montrer que la simulation est particulièrement bien adaptée à l'enseignement du français sur objectifs spécifiques. Beaucoup mieux, indiscutablement que les méthodes existantes. Pour les apprenants dont la dominante est de nature scientifique ou fonctionnelle, l'apprentissage d'une langue et d'une culture étrangères présente un caractère d'importance moins décisive. Pour eux, le français n'est qu'une discipline instrumentale et le climat créé par la simulation globale permet une approche libérée des contraintes d'évaluation et de certification. Au fond, ce qui est posé n'est pas simplement une avancée , une approche pédagogique de plus, mais un nouveau système de rapports entre des gens de cultures différentes. Ces rapports auxquels songent les théoriciens de la simulation globale posent le problème de l'enseignement-apprentissage en langue étrangère dans une perspective non seulement technique mais aussi humaniste. On pourrait aller plus loin dans ce sens en exploitant le côté éthique de la simulation globale. Celle-ci exige de se mettre en route vers l'autre avec qui l'on veut échanger et dialoguer. Il ne s'agit donc plus de rester à l'intérieur de la culture d'autrui mais de l'investir, c'est à dire d'y pénétrer, d'essayer de la mettre en pratique dans sa propre existence. Avec un regard neuf sur la simulation globale, prenant son origine dans les activités du genre Festival de Hue, on voit que cette approche repose sur une philosophie nouvelle quant à la coopération entre les peuples par le biais de la langue et de la culture. Le fait est qu'au fil des années, la didactique des langues-cultures qui englobe la simulation globale est devenue une discipline incontournable pour prémunir les hommes contre le danger d'une mondialisation accélérée, forcée et aveugle
This is an attempt to demonstrate that global simulation is particularly well adapted to the teaching of French for special purposes. Without question, it far surpasses other. .

Cette thèse décrit un système intelligent de formation assistée par ordinateur, destiné aux travailleurs de santé des pays en développement. Ce système baptisé Consult-Eao, dispense un enseignement par simulation de cas. L'étudiant doit, en posant des questions pertinentes, résoudre le problème diagnostique et thérapeutique d'un malade que lui présente le système. Consult-Eao comprend un module expert, qui résout le cas en parallèle avec l'étudiant afin de le guider. Ce module dispose d'une base de connaissances sur le domaine : la médecine des pays en développement, qui utilise une représentation par cadres sémantiques. La stratégie de résolution est représentée par des métarègles. Un module pédagogue est responsable du dialogue avec l'étudiant et valide un modèle de l'étudiant. Ainsi, le système, qui génère de façon autonome et adaptée des cas de simulation, peut assurer un suivi pédagogique
This thesis describes an intelligent computer assisted instruction system, designed for rural health workers in developing countries. This system, called Consult-Eao, provides a case simulation teaching. By asking questions he thinks relevant, the student has to solve the diagnostic and therapeutic problem of the patient displayed by the system. Consult-Eao includes an expert system which solves the case besides the student in order to guide him. This module includes a knowledge base of the domain : medicine in developing countries, which is represented by frames. The reasoning strategy is represented by meta-rules. A pedagogical module is in charge of the student and updates a student model. Thus the system, which can generate autonomously adapted cases, is able to perform a pedagogical monitoring of the student

A chaque fois que les hommes communiquent de manière technique, le contenu univoque des messages transmis se fait dans un langage implicite. Dans l'enseignement scientifique et technologique, les élèves rencontrent des difficultés pour produire des artefacts satisfaisants car les objets référents ne sont pas nettement définis et les renseignements fournis par les représentations externes sont parfois inexploitables ce qui rend difficile la construction des représentations internes des acteurs, notamment lorsqu'il s'agit de dessins techniques. Pour accéder à la connaissance adéquate des objets technologiques sur lesquels ils travaillent, les élèves ont donc besoin d'instruments favorisant la construction de leurs représentations et la conception d'artefacts. Dans cette thèse, nous avons mis en évidence que la décomposition des objets techniques puis l'ordonnancement des objets technologiques en formes et en fonctions semblent nécessaires mais insuffisantes lorsque les objets référents sont très complexes. La nature du mode d'illustration de la définition des objets technologiques semble alors déterminante pour que les élèves simulent mentalement avant de concevoir et produire des artefacts.

La chirurgie par laparoscopie est synonyme de faible invasivité et par conséquent d’une réduction du temps d’hospitalisation et des coûts associés. En effet l’utilisation d’un endoscope, de trocarts et d’instruments longs et rigides permet d’opérer dans un milieu clos, réduisant ainsi la taille des incisions et le temps de cicatrisation. Cependant ces conditions imposent au chirurgien une réorganisation des habilités motrices et cognitives. Ainsi, il est confronté à une inversion du sens du travail, des contraintes ergonomiques plus fortes, des rétroactions visuelles et proprioceptives réduites, ce qui complexifie considérablement la pratique. Au-delà, la formation des chirurgiens nécessite d’être mise à jour pour mieux répondre à ces nouvelles exigences. Les résultats expérimentaux montrent qu’il est nécessaire de mieux identifier les invariants de l’activité (ex : capacités spatiales, coordination visuo-motrice) pour permettre d’accélérer la courbe d’apprentissage. De plus, l’entraînement des capacités spatiales doit être integré dans les simulateurs et ceux-ci doivent mieux prendre en compte les principes pédagogiques (charge cognitive, rétroactions). La simulation cognitive doit être introduite au plus tôt et de manière espacée dans la formation, pour être mieux maitrisée et pour mieux exploiter tout son potentiel. La coordination visuo-motrice doit faire l’objet d’un entraînement explicite en dehors des salles d’opérations. Enfin, pour favoriser l’apprentissage, les différentes techniques de simulation doivent être implémentées de manière complémentaire dans le cursus
Minimally invasive surgery reduces postoperative pain, hospitalisation and associated costs. The use of long and rigid instruments in a closed haptic space limits incisions. The latter working conditions also challenge cognitive and motor skills of the surgeons. The surgeons need to mentally rotate the work scene, execute accurate movements with decreased sensitive and visual feedback. Moreover, the current learning paradigm needs to be updated to better match laparoscopic requirements. Our results show that cognitive features underpinning laparoscopy e.g., spatial abilities, hand eye coordination need to be contemplated to improve the learning curve. Simulators should provide the training of spatial abilities and better consider learning features (cognitive load, feedback). To be mastered and express the full potential of mental simulation, this technique should be implemented on a distributed way and earlier in the curricula. Hand-eye coordination needs explicit training outside the operation room. Finally, to favour skill learning, simulation techniques should be implemented on a complementary way in the curricula

Face à des injonctions éthiques et sociales, la formation des professionnels santé est devenue un défi en particulier dans la gestion des risques en situation critique. La simulation interprofessionnelle (SIP) est un dispositif de formation incontournable dans la formation des professionnels de santé. Cependant, le dispositif de SIP favorise les effets induits par l’asymétrie sociale (peur du jugement, conflits de pouvoir, rôles hiérarchiques) perturbant la régulation des conflits sociocognitifs à la base du processus d’apprentissage. Nous avons proposé une évolution du dispositif standard vers un dispositif de SIP avec un débriefing combiné (entretien individuel avant le débriefing collectif - CODIS). Une méthodologie de recherche mixte a été menée avec comme intention de « connaître pour objectiver » les effets du dispositif et de « connaître pour expliquer » les effets observés ou mesurés. L’hypothèse principale était que le dispositif CODIS était plus efficace que la SIP standard pour le développement des compétences des équipes de soins aigus dans la gestion de situation critique. Une approche multidimensionnelle a permis de conclure que CODIS était plus efficace dans la régulation des émotions, a amélioré les interactions sociales au moment du débriefing collectif et a diminué les tensions hiérarchiques avec comme résultante l’amélioration de la performance des équipes de soins aigus dans la gestion d’une situation critique en particulier dans les comportements liés au leadership. Une réflexion épistémologique nous a conduit à nous questionner sur les modèles d’évaluation des dispositifs de formation par simulation dans le domaine de la santé. Nous proposons une approche méthodologique différente suite à ce travail de recherche afin d’explorer les effets internes et externes du dispositif. De nouvelles recherches devront être menées dans une visée transformative
Considering the ethical and social injunctions, the training of health professionals has become a challenge especially crisis resource management. Interprofessional simulation (IPS) has become an essential tool in the training of healthcare professionals. However, the IPS promotes social asymmetry (fear of judgment, power conflicts, hierarchical roles) that disrupts the regulation of sociocognitive conflicts as the foundation of the learning process. We proposed an evolution from the standard debriefing to a combined debriefing (individual interview before the collective debriefing - CODIS). A mixed research methodology was conducted with the intention of "knowing to objectify" the effects of the method and "knowing to explain" the observed or measured effects. The hypothesis was that CODIS could be a more effective interprofessional training than the standard debriefing for developing the skills of acute care teams in crisis resource management. A multidimensional approach concluded that CODIS was more effective in regulating emotions, improved social interactions during collective debriefing and reduced hierarchical tensions combined with an improvement of acute care teams performance in critical situation management. An epistemological reflection led us to question the assessment of simulation-based training. We propose a different methodological approach to explore the internal and external effects of the device. Further researches should be carried out to evaluate this methodology

Dans cette thèse, le premier challenge consiste à simuler l'électrophysiologie cardiaque en temps-réel. Une implémentation GPU innovante permet cela et celle-ci est appliquée à un patient souffrant d'un bloc de branche gauche. Les activités électrique et mécanique caractéristiques de cette pathologie sont ainsi reproduite in silico. Une seconde étape de ce travail se concentre sur la personnalisation du modèle d'électrophysiologie cardiaque afin de reproduire de manière rapide et précise l'activité électrique d'un patient. Enfin, cette thèse présente le développement d’un framework d’entrainement à l’ablation radiofréquence d’arythmies cardiaques. Basé sur les simulations patient-spécifiques d’électrophysiologie, ce simulateur vise à entrainer in silico des électrophysiologistes non-expérimentés et ainsi accélérer leur apprentissage. Ce système d’entrainement inclut une phase de navigation endovasculaire et la simulation d’une arythmie cardiaque qu’il faut virtuellement traiter. Une évaluation clinique a été menée auprès de cardiologistes et les resultats attestent des bonnes performances et du réalisme du simulateur. Ce travail est donc un premier pas vers des outils d’entrainement basés sur la simulation
The objective of this thesis is to construct a training framework, allowing junior electrophysiologists to practice radio-frequency ablation for the treatment of ventricular arrhythmia on virtual patients. The first challenge consists in simulating the cardiac electrophysiology in real-time. A powerful GPU implementation is proposed to reach real-time performances. A realistic left bandle branch block can be simulated, thus inducing the associated late contraction of the left ventricle. For clinical application of electrophysiological mathematics, this GPU simulation needs to be personalized. This crucial step aims at adapting all model parameters in order to fit patient data. Our personalization is achieved in about 20 minutes and relies on an Unscented Kalman filter applied iteratively on the clinical data. Lastly, the construction of the first training framework dedicated to cardiac ablation is presented. An innovative multithreading approach couples the simulation of cardiac electrophysiology and catheter navigation. A clinical evaluation performed by electrophysiologists highlights the good performances and the realism of the training framework. This framework is a first step towards realistic and efficient virtual training systems in cardiology

En ski alpin et quelle que soit la discipline (descente, slalom, géant, ), la dispersion de la performance entre les meilleurs skieurs mondiaux est inférieure au pour-cent. Compte tenu de cette faible variabilité, un problème se pose à l'entraîneur : comment juger du bien fondé d'une stratégie gestuelle par rapport à une autre ? La modélisation s'avère être une solution pertinente. La démarche consiste à établir la corrélation entre des paramètres cinématiques et posturaux observables sur le terrain et chacune des forces intervenant dans l'équation du mouvement du skieur. Dans le cas des stratégies gestuelles mises en œuvre au passage de bosse en ski alpin, la traînée et la portance aérodynamique sont modélisées en fonction de paramètres posturaux (longueur et orientation des segments du skieur) ; la réaction normale du sol et les frottements skis-neige sont modélisés en fonction de la cinématique posturale du skieur (variation d'amplitude du skieur et durée des déploiements). Le poids du skieur est facilement accessible. L'expression des forces appliquées au système skieur-skis étant ainsi connue, l'équation de son mouvement peut être résolue et des simulations peuvent être réalisées. Elles permettent d'estimer l'écart de temps et le déficit de vitesse induits par différentes stratégies gestuelles. De telles simulations trouvent une application dans le domaine de l'entraînement en évaluant l'impact d'une stratégie gestuelle par rapport à une autre sur la performance. Les résultats des simulations, présentés sous la forme de visuels interactifs utilisant la technologie du DVD, permettent aux entraîneurs de montrer aux skieurs l'efficacité relative d'une stratégie gestuelle par rapport à une autre.

Les professionnels de santé sont particulièrement impactés par les problèmes liés au stress. Ceux qui exercent en anesthésie réanimation ont un risque majoré. Le secteur de la santé et la santé des individus sont au cœur du changement (Rhéaume, 2002 ; Bedin, 2013 ; Marcel, 2014). La formation des praticiens a évolué pour une approche par les compétences et intègre la simulation comme méthode de développement de ces compétences. Dans ce contexte, nous avons essayé de mettre en évidence l’impact de la simulation pleine échelle de situations critiques (Pastré, 2010) sur le stress, l’anxiété, l’épuisement professionnel et in fine sur la qualité de vie au travail des participants. Pour cela, nous avons réalisé, dans le cadre d’une démarche quasi-expérimentale, une phase exploratoire, avec 50 étudiants en soins infirmiers, pour tester trois échelles relatives à l’anxiété et au burn out. Lors de la phase 2, nous avons assisté à des séances de simulation auprès de soignants exerçant en anesthésie réanimation pendant un an et testé 209 professionnels. Ils ont renseigné les échelles avant et après la séance de simulation. Enfin, dans la phase 3, nous avons cherché à mettre en évidence l’effet de la simulation sur le stress clinique de 215 étudiants en soins infirmiers. Nous montrons les effets positifs que semble avoir la simulation sur le stress, l’épuisement professionnel, l’anxiété et les traits de personnalité anxieux des participants. D’autre part, il semblerait que la simulation puisse permettre une diminution du stress clinique des étudiants en soins infirmiers et que cet effet soit stable quatre mois après la séance de simulation. La simulation aurait ainsi un effet préventif sur le stress. Ces résultats permettent d’appuyer des propositions de développement de cette méthode pédagogique en formation initiale et continue
Professional in healthcare are particularly affected by the problems related to stress. Those who perform in anesthesia and intensive care unit have an increased risk. The health sector and the health of individuals are at the heart of change (Rhéaume, 2002; Bedin, 2013; Marcel, 2014). The training of practitioners has evolved to a competency-based approach and integrates simulation as method of developing these skills. In this context, we have tried to highlight the impact of full-scale simulation of critical situation (Pastré, 2010) on stress, anxiety, burnout and ultimately on the quality of working life of the participants. For this purpose, we conducted, as part of a quasi-experimental approach, an exploratory phase 1, with 50 students in nursing to test three scales relating to anxiety and burnout. During phase 2, we attended simulation sessions with caregivers practicing anesthesia for one year and we tested 209 professionals. They filled in the scales before and after the simulation session. Finally, in phase 3, we sought to highlight the effect of simulation on clinical stress of 215 nursing students. We show the positive effects that simulation seems to have on participants’ stress,burnout, anxiety and anxious personality traits. On the other hand, it seems that the simulation can reduce the clinical stress of nursing students and that this effect is stable four months after simulation. The simulation would thus have a preventive effect on the stress. These results make it possible to support proposals for the development of this pedagogical method in initial and in-service training

Les progrès des outils numériques transforment les modalités pédagogiques en formation initiale et professionnelle. Parmi eux, la simulation haute-fidélité en santé semble être devenue incontournable. Différentes études soulignent l’intérêt de cet usage en formation initiale, notamment pour le développement des gestes techniques (savoir-faire), des savoirs et de la gestion des émotions (savoir-être) dans l’action. Cette thèse s’inscrit dans un contexte de formation initiale en institut de masso-kinésithérapie basée sur une démarche expérientielle. Nous tenterons, par l’apport de la didactique professionnelle, d’appréhender les mécanismes mis en jeu par la simulation, en comparaison avec une autre modalité. Deux axes seront ainsi envisagés. Le premier s’intéressera, à travers le recueil des données quantitatives, à évaluer l’acquisition du savoir théorique des apprenants par la simulation versus un travail pratique. Le second axe, par l’utilisation d’entretiens d’autoconfrontation, s’efforcera de comprendre les différences dans le raisonnement clinique des étudiants. L’analyse de schèmes nous amènera à proposer des réponses à nos questionnements et à pointer des stratégies pédagogiques. La conclusion de cette étude envisagera la mise en place d’ajustements de séquences pédagogiques issues de l’analyse des entretiens. Nous proposons également, à la suite de ce travail, la création d’un autre outil technologique visant l’amélioration continue de la qualité et de la sécurité des soins intéressant la communauté médicale et paramédicale. Il s’agit, à notre connaissance d’une des rares études portant sur la simulation en kinésithérapie liant l’approche par la simulation et l’immersion clinique
Advances in digital tools are transforming teaching methods in initial and professional training. Among them, high fidelity simulation for health is now key. Various studies show the value of using simulation in initial training, specifically for the acquisition of technical gestures (hard skills) and knowledge, and emotion management (soft skills) during acts. Thus, this thesis is part of the initial training in a physiotherapy institute based on an experiential approach. In this research-action we will endeavour, with occupational didactics, to apprehend the mechanisms triggered by simulation by comparing them to another method. Two axes will be considered. The first will focus through quantitative data collection on assessing acquisition of theoretical knowledge by our learners by simulation versus a practical work. The second, through the use of self-confrontation interviews, will attempt to understand the differences in students' clinical reasoning. Schema analysis will lead us to offer answers to our questions and point out teaching strategies. The conclusion to our research will consider the setting up of learning sequence adjustment resulting from the analysis of the interviews. We also propose as a result of this work, the creation of another technological tool that will interest the medical and paramedical community. To our knowledge, this is one of the few studies on simulation in physiotherapy linking the simulation approach and clinical immersion

Cette thèse s’intéresse à l’activité des formateurs en soins infirmiers utilisant la simulation clinique pleine échelle dans leur dispositif de formation. Ce format, basé sur l’apprentissage expérientiel et la réflexivité sur l’action, est considéré comme innovant et complexe à utiliser. Il requiert notamment une remise en question des pratiques pédagogiques habituelles. Notre contribution cherche à identifier ce qui détermine l’engagement des formateurs dans cette activité, et à comprendre comment et selon quelles logiques celui-ci se manifeste dans les pratiques. La recherche croise les cadres théoriques de la théorie sociocognitive de Bandura (1977) et de la didactique professionnelle (Pastré, 1997, 2002) et utilise des modèles de l’engagement et de l’agir enseignant. Notre étude a une visée descriptive des profils d’engagement dans l’activité et une visée compréhensive de leurs manifestations. Le matériau empirique a été obtenu au moyen d’entretiens semi-directifs, d’observations en situation suivies d’entretiens d’autoconfrontation. Il a été traité selon des méthodes qualitatives et quantitatives. Nos résultats montrent un profil dominant, privilégiant des logiques dialogique et herméneutique, et un second profil, sous-tendu par des logiques personnelle et techniciste, ce qui nous permet de proposer une typologie des profils d’engagement dans l’activité. Les pratiques observées et explicitées montrent l’influence du profil d’engagement sur la posture pédagogique. Nous objectivons une forte tension entre une posture de contrôle et une posture de lâcher-prise, cette dernière étant le révélateur d’une transformation en cours dans les pratiques et dans les croyances
This thesis in education science focuses on the nurse trainers using full-scale clinical simulation in their training plans. This educational tool, based on experiential apprenticeship and reflexivity on the practice, is considered both innovative and complex to use. It especially requires questioning the customary practices of teaching. The author’s has tried to identify what determines and characterizes the commitment of the trainers in this activity, and to understand how and according to which logics that commitment manifests itself at the heart of their practices. The search crossed the sociocognitive theoretical framework of Bandura (1977) and the vocational didactics (Pastré, 1997, 2002); it also used models of commitment and of teaching practice. This study has a descriptive approach of the commitment profiles in the activity and a comprehensive approach of their demonstrations. The empirical material was obtained from semi-directive interviews, observations in situation followed by self-confrontation interviews. It was handled according to qualitative and quantitative mixed methods. The results highlight a dominant profile, favouring the dialogical and hermeneutic logics, and a second profile, underlined by logics rather personal and technical; hence allowing the author to propose a typology of commitment profiles in the activity. The observed and analysed practices reveal the influence of the commitment profile on the educational perspective. A strong tension between a control position and a “let it go” position was identified, the latter being the sign of a transformation in the implementation of learning beliefs

La Haute Autorité de Santé recommande depuis 2012, le développement de simulateurs afin de ne jamais effectuer la première procédure médicale d’un primo-apprenant sur un patient lors de leur formation. Or, le réalisme haptique des simulateurs anthropomorphes reste encore trop éloigné de la réalité. Le travail présenté dans ce manuscrit concerne l’amélioration du réalisme tactile des simulateurs de pose de voie veineuse périphérique.Suite à une revue de la littérature identifiant les données mécaniques manquantes à la validation du simulateur par rapport à un avant-bras humain, une étude clinique a été mise en place pour analyser la biomécanique du geste de pose de cathéter sur la zone antébrachiale. La cinématique du geste du praticien et les efforts de perforation de la peau et de la veine (efforts de rupture et de frottements) ont été obtenus à l’aide d’un dispositif couplant capteurs de force et stéréo-corrélation. Ces résultats permettent de reproduire le geste médical de manière contrôlé mais aussi de valider le comportement des substituts en perforation par rapport aux tissus humains.Parallèlement, une étude sensorielle a été réalisée pour comparer sensoriellement, des prototypes à base de silicone et des simulateurs du commerce, à l’avant-bras d’un panel composé d’étudiants en santé. Pour ce faire, une matériauthèque du toucher, composée de descripteurs tactiles relatifs au geste médical et définis par un panel de praticiens expérimentés, a été développée pour borner et quantifier les sensations du panel. Cette analyse sensorielle nous a permis d’observer que la proéminence de la veine était le descripteur prédominant dans le réalisme des substituts d’avant-bras. Des préférences selon le sexe des participants ont également émergés marquant un besoin d’adapter les propriétés des simulateurs aux différentes catégories de population. Une analyse en composantes principales a ensuite permis d’observer les points forts et faibles des prototypes présentés amenant à une version améliorée du simulateur.Enfin, une étude comparative a été réalisée pour valider mécaniquement le prototype amélioré en regard d’avant-bras humains. Des essais de perforation, d’indentation et de frottements ont montré que le simulateur développé possédait des propriétés mécaniques et tribologiques plus proches des tissus mous superficiels de l’avant-bras humain que les simulateurs utilisés actuellement par les étudiants en santé
The French National Authority for Health recommended since 2012, the use of medical simulators in order to never conduct students’ first medical procedure on a patient during their training. Yet, the haptic realism of anthropomorphic simulators drift too far from reality. The presented work concerns the enhancement of the haptic realism of peripheral venous catheter insertion (PVCI) simulators.Following a literature review made to find the available mechanical data on human skin and vein useful to validate the design of PVCI simulators, a clinical trial was set up to analyze the biomechanics of PVCI gesture when performed by a nurse on the antebrachial area. The kinematic of the practitioner’s gesture and the puncture loads of skin and veins (rupture and friction loads) were obtained thanks to an experimental setup coupling force sensors and digital image correlation.Simultaneously, a sensory study was realized to sensiorally compare silicone-based prototypes and commercially available simulators with the forearms of a panel composed of healthcare students. To this end, a tactile material library composed of tactile descriptors related to PVCI was designed to confine and objectively quantify the sensation of the panel. The descriptors were obtained via an online survey sent to experimented practitioners who performed PVCI on a regular basis. We observed that vein prominence was the predominant descriptor in the realism of forearm substitutes. Preferences according to participants’ gender arose highlighting the need to adapt the mechanical and tribological properties of PVCI simulators to different categories of population. Principal component analysis was subsequently used to analyze the strengths and weaknesses of the presented prototypes resulting in the design of an enhanced prototype.Finally, a comparative study was carried out to mechanically assess the enhanced prototype in regard to human forearms. Results regarding puncture, indentation and friction tests showed that the developed simulator possessed mechanical and tribological properties closer to human skin and vein than venipuncture simulators currently used by healthcare students

La formation par simulation dans le champ de la santé a pris son essor il y a une dizaine d’années en France, notamment en anesthésie-réanimation. Dans cette thèse, nous portons intérêt aux pratiques pédagogiques qui étayent ce dispositif et plus particulièrement au débriefing qui constitue l’axe central pour la conceptualisation de l’action, au regard de la didactique professionnelle (Pastré, 1999). Dans sa forme pleine échelle, la simulation vise à travailler des compétences techniques associées à des compétences dites non techniques (communication, leadership, émotions, …). Pour approcher les pratiques des formateurs dans le débriefing portant sur la construction des compétences non techniques, nous avons d’abord réalisé une enquête exploratoire auprès de formés puis nous avons mis en place un programme de recherche en trois phases : phase 1 - observations filmées à visée heuristique, phase 2 - observations filmées et entretiens d’auto confrontation en France et au Canada, phase 3 - focus groups avec des formateurs. Nous montrons, par l’analyse des données recueillies, que le passage de l’expertise professionnelle en anesthésie-réanimation à la posture de formateur dans le cadre d’un débriefing présente certaines difficultés. Nos résultats permettent alors d’appuyer des propositions pour accompagner un changement dans les pratiques des formateurs grâce à l’élaboration de la structure conceptuelle du débriefing, à la construction d’un référentiel de formation de formateurs et à un type d’artéfact cognitif pouvant soutenir le débriefing
Interest for simulation-based training in healthcare arose around ten years ago in France, especially in the field of anesthesia and resuscitation. Studies about the teaching practices underlying this type of training focus on several points but more particularly on debriefing, which constitutes the central axis for conceptualizing action, according to professional didactics (Pastré, 1999). In its full-scale form, simulation aims at improving technical skills in association to so-called non-technical skills (communication, leadership, emotion management, etc.). To study the practices of trainers in the debriefing of non-technical skills, we first conducted an exploratory survey with trainees, then we created a research program in three steps: step 1 – filmed observations with a heuristic objective, step 2 – filmed observations and self-confrontation interviews in France and Canada, step 3 – focus groups with trainers. Through the analysis of this data, we show that the transition from professional expertise to trainer status in the framework of debriefing is challenging. Our results allow us to back propositions supporting a change in the practices of trainers based on the design of the conceptual structure of debriefing, the creation of a curriculum for a training-of-trainers course, and a type of cognitive artifact to support the organization of debriefing

Le cancer de la prostate est le premier cancer en fréquence et la 3ème cause de mortalité chez l’homme en France, enjeu majeur de santé publique avec environ 50 000 nouveaux cas diagnostiqués par an. Son diagnostic est suspecté devant un toucher rectal anormal ou une élévation du taux de l’antigène spécifique prostatique (PSA). Les biopsies prostatiques randomisées, écho-guidées, sont actuellement recommandées en première intention pour confirmer le diagnostic et définir la localisation, le volume, et l’agressivité tumorale par le score de Gleason. Les difficultés de l’enseignement du geste de biopsie prostatique par compagnonnage, sans retour réellement quantifié sur la répartition des biopsies, sont une des explications du manque de précision des biopsies.C’est dans ce contexte qu’a été développé le simulateur Biopsym, environnement pédagogique permettant l’enseignement des biopsies prostatiques à l’aide de 7 exercices et d’un module simulant une série de 12 biopsies randomisées. Plusieurs niveaux d’assistance et un retour sur les performances réalisées par l’apprenant sont proposés. Une première étude avait permis de valider l’apparence et le contenu du simulateur, mais sa capacité à discriminer experts et novices (construit) n’avait pu être mise en évidence notamment en raison d’un manque de réalisme. Au cours de cette thèse, 2 nouvelles études de validation ont donc été réalisées sur une nouvelle version du simulateur. La première a permis d’en valider le construit. La seconde a permis de valider le transfert des compétences, c’est à dire la capacité des étudiants à reproduire les compétences acquises sur le simulateur en situation réelle
Prostate cancer is the most common malignancy and the 3rd cause of death among men in France. It is a major public health problem with around 50 000 new cases diagnosed each year. The diagnosis is suspected based on an abnormal digital rectal examination or an increase in the prostatic specific antigen level (PSA). Systematic, randomized, ultrasound-guided prostate biopsies are currently recommended first-line to confirm the diagnosis and define the tumor location, volume, and aggressiveness using the Gleason grading system. The conventional training method, based on mentoring, without quantitative feedback on the distribution of the biopsies, has limitations which can partly explain the lack of precision offered by systematic prostate biopsies.The Biopsym simulator was designed in this context to enhance prostate biopsy teaching through 7 exercises and a module replicating the performance of a 12-core systematic biopsy scheme. Several levels of assistance can be offered and a performance feedback is provided. A first validation study allowed to validate face, content and reliability of the simulator, but failed to prove its ability to discriminate between experts and novices (construct validity), in part due to a lack of realism. Two new validation studies on the new version of the simulator were set up during this thesis. The first one allowed for validation of the construct. The second one was able to demonstrate the transfer of skills acquired on the simulator under real-life conditions

L'objectif general de cette recherche est d'accroitre l'efficacite des formations a la gestion en milieu professionnel, afin d'augmenter l'efficacite de l'entreprise par une meilleure comprehension des agents, dans leur cadre de travail. L'etude recherche, tout d'abord, les finalites a satisfaire pour la construction d'une base d'apprentissage de la gestion en milieu professionnel. Cette base repose sur un modele pedagogique dans lequel les concepts a enseigner sont instancies a partir d'un objet entreprise, isomorphe des systemes de gestion et homomorphes des finalites du pedagogue. L'objet entreprise prend la forme d'un modele de simulation, manipulable sur ordinateur grace a une double parametrisation du temps. La base d'apprentissage, est concue de maniere a transmettre les proprietes de complexite et d'incertitude caracteristiques des systemes de gestion. Elle est, par ailleurs, suffisamment souple pour repondre a l'heterogeneite des publics en formation. A partir de la base d'apprentissage ainsi definie est ensuite elabore un modele didactique a dominante constructive. Ce modele privilegie la retroaction pour l'apprentissage de process eux-memes auto-regules. Ce travail est ensuite valide a deux niveaux: evaluation interne de la base theorique en milieu universitaire, evaluation externe de ses potentialites et de ses limites en milieu professionnel. Nous avons, enfin, pour ameliorer encore la souplesse de la reponse aux besoins en formation qu'apporte le modele, concu et elabore la maquette d'un tuteur intelligent, dans le but d'individualiser et de rendre autonome l'enseignement de la gestion en milieu professionnel

La microchirurgie de l’oreille moyenne requiert une forte dextérité en raison de la finesse et de l’extrême sensibilité des structures impliquées. L’apprentissage de cette chirurgie est délicat et est effectué en fin d’internat. Ce travail porte sur le développement d’un modèle mécanique en éléments finis des différentes structures qui composent l’oreille moyenne dans le but de concevoir un simulateur chirurgical. Les objectifs sont de fournir un outil polyvalent pour l’apprentissage et l’entraînement de la chirurgie par la chirurgie, ainsi que d’offrir la possibilité d’explorer et d’évaluer de nouvelles procédures chirurgicales liées à l’apport de nouvelles technologies telles que la robotique. Le comportement mécanique du modèle développé a été confronté avec succès aux observations réalisées sur des pièces anatomiques. Afin d’obtenir un outil de simulation qui tienne compte des différences anatomiques de chaque patient, une méthode de déformation de l’atlas mécanique basée sur l’imagerie clinique a été implémentée. Les simulations du fraisage de la platine de l’étrier ainsi que le placement d’une prothèse ossiculaire ont été réalisées à l’aide d’une interface haptique et d’une nouvelle approche du rendu. Ce travail constitue ainsi le premier simulateur virtuel de chirurgie de l’oreille moyenne. Enfin le robot télé-opéré, RobOtol, a été intégré au simulateur afin d’étudier de nouvelles procédures chirurgicales robotisées. Le travail effectué porte essentiellement sur la simulation interactive réaliste de procédures chirurgicales complexes ainsi que la formation et la robotisation de la microchirurgie otologique
Microsurgery of the middle ear requires high dexterity due to the finesse and the extreme sensitivity of the structures involved. Learning this surgery is delicate and is performed at the end of the residency. This work focuses on the development of a mechanical finite element model of the anatomical structures that compose the middle ear in order to design a surgical simulator. The objectives are to provide a versatile tool for learning and training of the surgery by surgical practice, as well as the opportunity to explore and evaluate new surgical procedures related to new technologies such as robotics. The mechanical behavior of the developed model was successfully confronted with observations on human specimens. In order to obtain a simulation tool that takes into account the anatomical differences of each patient, a deformation approach of our mechanical atlas, based on clinical imaging, was implemented. Simulations of the stapes footplate drilling and the placement of an ossicular prosthesis were performed using a haptic interface and a novel rendering approach. This work is thus the first virtual simulator of the middle ear surgery. Finally the tele-operated robot, called RobOtol was incorporate in the simulator to explore new robot-based surgical procedures. In addition, the simulation allows to train the otologists to the use of the robot. This work concerns mainly on the interactive simulation of complex surgical procedures, as well as on the learning and the robotization of the otologic microsurgery

Cette recherche est centrée sur la population des infirmiers de sapeurs-pompiers en formation continue dans le domaine de l’urgence pré hospitalière. Son objet est d’étudier la trace des erreurs réalisées lors des apprentissages en simulation et la pérennité de ces apprentissages, à moyen terme, selon le degré de réflexivité mobilisé lors du débriefing filmé, versus des apprentissages effectués sans instrumentation audio vidéo. La méthode de recherche est mixte, quantitative et qualitative.La taxonomie des erreurs initiales permet de caractériser des erreurs de processus cognitifs et des erreurs non techniques, essentiellement de leadership, de communication et d’organisation. Est également repérée l’influence des processus d’apprentissage par le stress et les émotions.Le degré de réflexivité est corrélé au type de débriefing, celui instrumenté par la vidéo étant le plus performant. Si l’influence du débriefing filmé, sur l’évitement de l’erreur initiale n’est pas statistiquement démontrée à moyen terme, les analyses qualitatives des corpus donnent à voir l’efficacité de la simulation pour la professionnalisation des infirmiers d’urgence et la limitation des récidives d’erreurs sur le terrain. Un lien de corrélation entre la formation et l’erreur autorisée est remarqué pendant le temps de débriefing.L’apprentissage est plus fécond en simulation qu’en situation réelle. La temporalité des processus réflexifs étaye l’intérêt d’une formation curriculaire.Cependant, la simulation peut engendrer des erreurs par confusion de postures, par exemple lors de jeux de rôles
This research focuses on nurses from fire brigades undergoing continuous training in the field of pre-hospital emergencies. The aim is to study the impacts of mistakes made during simulations and the sustainability of training, on the medium-term, depending on the degree of reflexivity gathered during debriefing, compared to the level without audio video instrumentation. The research method is mixed, quantitative and qualitative.The taxonomy of initial mistakes highlights mistakes in cognitive processing and non-technical mistakes, essentially in leadership, communication and organisation, which are consistent with literature. The influence of stress and emotions on the apprenticeship process is also listed. However, leadership reveals to be the main cause behind initial mistakes.The degree of reflexivity is correlated to the type of debriefing used, video footage proving to be the most efficient. Although the influence of filmed debriefing on the avoidance of initial mistakes is not statistically proven on the medium-term, qualitative analyses of corpora reveal the efficiency of simulation for the professionalisation of nurses working with emergencies and the limitation of repeated mistakes on the field. A link between training and permitted mistakes is observed during the debriefing period.Training is more fruitful in simulation rather than in real-life situations and the temporality of reflective processes is a favour from curriculum training. However, simulation can lead to mistakes due to posture confusion during role play.Highlighting the difficulty to take on a leader posture for a response team allows room for recommendations towards trainers

La simulation est devenue un outil pédagogique incontournable dans la formation et le développement des professionnels de santé tant sur un plan individuel que sur le plan du travail en équipe. Cependant, face à l’utilisation croissante de la simulation pour les formations en santé, nombre de questions persistent quant aux mécanismes en jeu dans l’apprentissage par simulation ainsi qu’aux modalités pédagogiques à mettre en œuvre pour optimiser l’efficacité de ces formations. L’objectif de ce travail de thèse vise d’abord une meilleure compréhension du processus d’apprentissage expérientiel à l’œuvre lors d’une session d’apprentissage par simulation pour ensuite proposer une structuration des phases du débriefing susceptibles de favoriser l’acquisition de nouvelles connaissances déclaratives et procédurales. Une première étude a permis de montrer l’efficacité de la mise en place de situations simulées lors des formations aux gestes et soins d’urgence. Une deuxième étude a confirmé l’intérêt d’un programme de simulation construit selon les principes d’apprentissage expérientiel de Kolb (1984) sur les réactions, apprentissages et comportements de soignants expérimentés travaillant en équipes pluri-professionnelles de structure mobile d’urgence et de réanimation (SMUR). Ce travail s’est ensuite centré sur la place accordée au débriefing dans l’apprentissage par simulation. Une troisième étude a précisé la place du débriefing dans l’évolution du sentiment d’efficacité personnelle des apprenants et, dans la lignée des travaux sur l’enseignement explicite, a montré la supériorité des approches structurées et explicites du débriefing par rapport aux approches implicites et réflexives pour l’apprentissage de connaissances déclaratives chez les apprenants novices (étudiants infirmiers). Une quatrième étude a ensuite montré que, pour des apprenants expérimentés en équipes pluri-professionnelles de service d’urgence, le débriefing explicite s’avérait aussi efficace qu’un débriefing réflexif sur l’évolution des connaissances déclaratives, du sentiment d’efficacité personnelle ainsi que sur les modifications comportementales. Sur un plan pragmatique, les résultats de ce travail apportent des éléments pour la mise en œuvre d’une session d’apprentissage par simulation en santé et notamment sur la manière de structurer les différentes séquences de débriefing selon le public considéré
Simulation remains an essential educational tool in training and development for health professionals both on individual level and teamwork level. However, with the increasing use of simulation in healthcare training, many questions persist about the mechanisms involved in learning with simulation as well as the teaching methods to be implemented to optimize the effectiveness of these training courses. The objective of this thesis is firstly to better understand the experiential learning process involved in simulation learning and then to propose a structure of the debriefing phases to improve the acquisition of new declarative and procedural knowledge. A first study showed the effectiveness of simulated situations during emergency training course. A second study confirmed the interest of a simulation program built with experiential learning principles of Kolb (1984) on reactions, learning and behavior for experienced healthcare professionals of pre hospital emergency team (SMUR). This work then focused on debriefing in simulation learning. A third study clarified the importance of debriefing in the evolution of learners' self-efficacy and, according to explicit teaching literature, showed the superiority of structured and explicit approaches of debriefing over implicit and reflective approaches for declarative knowledge acquisition with novice learners (nursing students). A fourth study then showed that, for experienced learners in multi-professional emergency teams, explicit debriefing was as effective as reflective debriefing on declarative knowledge and self-efficacy as well as on behavioral modifications. On a pragmatic level, the results of this work provide elements to implement simulation in healthcare training and in particular how to structure the different debriefing sequences according to the participants

L’amélioration du raisonnement clinique (RC) est un enjeu essentiel pour la Médecine de demain car il est établi que son utilisation imparfaite conduit à des résultats de soins insuffisants. Le RC est un processus cognitif complexe. Cette activité intellectuelle synthétise l’information obtenue à partir de la situation clinique et l’utilise pour faire une analyse diagnostique et prendre une décision de prise en charge du patient en intégrant les connaissances et expériences antérieures. La formation à cette compétence est donc essentielle. Pour améliorer le raisonnement, une connaissance des mécanismes qui le constituent est nécessaire et une revue de ces mécanismes constitue la partie initiale de cette thèse.La formation des professionnels de santé par la simulation se généralise avec pour objectif « jamais la première fois sur le patient ». En plein essor, le jeu sérieux (JS) représente un outil pédagogique intéressant. Une revue de la littérature sur l’efficacité des JS et plus particulièrement dans le cadre du RC est également incluse dans la partie initiale de cette thèse. Ainsi, les JS sont efficaces et peuvent, entre autres, cibler certaines compétences dont le RC. Cependant, la plupart des études sur le RC dans le cadre des JS, restent subjectives avec des évaluations qualitatives ou des autoévaluations des apprenants ou concernent uniquement le résultat (prise de décision). Par conséquent, la valeur éducative et les modalités des JS dans la formation du RC restent à approfondir.Le JS LabForGames Warning a été développé dans le centre de simulation LabForSIMS pour les étudiants infirmiers et cible la détection de l’aggravation d’un patient et la communication. Cette thèse a pour objectif de tester un mode d’apprentissage utilisant la simulation par les JS afin d’améliorer le RC chez les professionnels de santé.Une 1ère étude a évalué la validité du JS LabForGames Warning selon le cadre théorique proposé par Messick. Elle a démontré que les scores et le temps de jeu ne pouvaient pas différencier le niveau des compétences cliniques des infirmiers.Cependant, les preuves de validité étaient obtenues pour le contenu, le processus de réponse et la structure interne. Même si cette version du jeu ne peut donc pas être utilisée pour une évaluation sommative des étudiants, notre étude montre que ce JS est bien accepté par les étudiants et qu’il peut être utilisé pour la formation au sein d’un programme éducatif.Une seconde étude a évalué l’efficacité de 2 modalités pédagogiques sur l’apprentissage du RC à la détection de l’aggravation clinique d’un patient en comparant un groupe d’étudiants infirmiers formé par simulation avec LabForGames Warning par rapport à un groupe formé par un enseignement traditionnel. Le RC a été évalué par les tests de concordance de script immédiatement et 1 mois après. Cette étude multicentrique randomisée a inclus 146 étudiants infirmiers volontaires. Aucune différence significative n’a été observée sur le RC entre la formation par la simulation avec JS et l’enseignement traditionnel. Cependant, la satisfaction et la motivation étaient meilleures avec l’enseignement par simulation.En conclusion, nous avons tout d’abord confirmé la validité du JS LabForGames Warning en tant qu’outil pédagogique à visée formative et non sommative. Puis, bien qu’aucune différence d’apprentissage du RC n’ait été observée entre la formation par la simulation avec JS et l’enseignement traditionnel, la satisfaction et la motivation étaient meilleures avec l’enseignement par simulation avec le jeu. Les études sont à poursuivre pour préciser les modalités et stratégies pédagogiques des JS dans la formation des professionnels de santé, comme par exemple la place du débriefing, le rôle de la motivation. En effet, en plein essor, les développements technologiques telle que l’intelligence artificielle vont transformer la formation au RC ainsi que les outils pédagogiques disponibles dans les années à venir
Improvement of clinical reasoning (CR) is a key issue for the future of medicine because it has been established that imperfect reasoning leads to insufficient care results. CR is a complex cognitive process which synthesizes information obtained from the clinical situation, then uses it to make a diagnostic analysis and take a decision on patient management by integrating previous knowledge and experience. Training for this skill is therefore essential. To improve reasoning, knowledge of the mechanisms which build it up is necessary and a review of these mechanisms constitutes the initial part of this thesis.Training of healthcare professionals through simulation is becoming widespread with the objective of "never the first time on a patient". In rapid expansion, the use of serious games (SG) represents an interesting pedagogical tool. A review of the literature on the effectiveness of SG and more particularly in the context of CR is also included in the initial part of this thesis. Thus, SG is effective and may, among other things, target certain skills, including CR. However, most studies dealing with CR by using SG include qualitative assessments or self-assessments of learners or focus only on the outcome (decision making). Therefore, the educational value and modalities of SG in the training of CR of health professionals remain to be further explored.The SG LabForGames Warning was developed in the LabForSIMS simulation center for nursing students and targets detection of patient deterioration and the ensuing communication. The objective of this thesis is to test a learning mode using SG simulation in order to improve CR in healthcare professionals.The first study evaluated the validity of the SG LabForGames Warning according to the Messick’s Framework. This study showed that scores and playing time could not differentiate the level of clinical skills of nurses. However, evidence of validity was obtained for content, response process and internal structure. Although this version of the game cannot therefore be used for summative evaluation of students, our study shows that this SG is well accepted by students and can be used for training within an educational program.A second study evaluated the effectiveness of 2 teaching modalities on learning CR for the detection of clinical patient deterioration by comparing a group of nursing students trained by simulation with LabForGames Warning compared to a group trained by traditional teaching. CR was assessed by script concordance tests immediately and 1 month later. This randomized multicenter study included 146 volunteer nursing students. No significant difference was observed in CR change between simulation training with SG and traditional teaching. However, satisfaction and motivation were better with simulation instruction.In conclusion, we have confirmed the validity of SG LabForGames Warning as an educational tool with formative and not summative aims. Then, although no difference in learning about CR was observed between simulation training with SG and traditional teaching, satisfaction and motivation were better with simulation teaching with the game. Further studies are needed to clarify the modalities and pedagogical strategies of SG in the training of healthcare professionals, such as the place of debriefing and the role of motivation. Moreover, technological developments such as artificial intelligence might transform CR training and the available pedagogical tools in the coming years

L’éducation des sciences de la santé repose sur des bases conceptuelles solides et propose de multiples méthodes pédagogiques au service des acquisitions de compétences. La simulation en santé est un des outils à fort potentiel impact pédagogique. Par les diverses modalités, la simulation haute-fidélité permet de travailler les compétences requises lors de gestion de situation critiques médicales avec une forte implication des apprenants, facilitées par un très grand réalisme d’expérience immersive. Le niveau de stress des participants durant les séances de simulation haute-fidélité affecte leurs performances en simulation, leurs acquisitions, leurs mémorisations et leurs comportements ultérieurs en situation réelle.La thèse présentée ici s’est intéressée aux niveaux de stress ressentis des internes, apprenants en simulation haute-fidélité, ainsi qu’à certaines techniques cognitives développées dans le but d’amélioration des acquisitions et de diminution du niveau de stress. La première étude observationnelle relate du niveau de stress et d’anxiété ainsi que des différences observées parmi les internes lors de leur première session de simulation. La seconde étude montre, dans un essai randomisé, l’effet favorable d’une pause relaxation intégrée avant le débriefing du scénario, sur la mémorisation à trois mois des messages clés critiques du scénario. La troisième étude, ancillaire de la seconde, relate les différences de niveaux de stress et de mémorisation entre les apprenants impliqués activement et ceux observateurs du scénario. La quatrième étude est un essai randomisé qui montre l’intérêt d’une concertation pré-critique en équipe pour l’amélioration des performances techniques en simulation. La cinquième étude est un essai randomisé qui montre les effets favorables, sur les performances non-techniques et le stress en simulation, d’une formation à la gestion du stress préalable et d’une réactivation juste avant scénario. La sixième étude est le protocole de recherche d’un prochain essai randomisé qui visera à comparer les niveaux de stress et les performances des internes durant la simulation, après qu’ils aient pratiqué une respiration relaxante standardisée, guidée ou non par biofeedback de cohérence cardiaque et comparé à un groupe contrôle
Medical education, as a pedagogical science, is based on robust conceptual background and offers a variety of teaching methods to optimize the professional competencies development. Simulation in healthcare is certainly one of the tools with great educational impact. Among simulation tools, high-fidelity simulation is one of the newest that allows practicing the management of medical critical situation, with a strong implication of the learners, facilitated by immersion into a realistic experience. The level of stress of participants in high-fidelity simulation sessions affects their performance in simulation, their acquisitions, their memorization and their subsequent behaviours in real-life situations.The present thesis is focusing on the stress levels experienced by learners during high-fidelity simulation and some cognitive techniques developed with the aim of improving acquisition and reducing the stress level. The first observational study is reporting the stress and anxiety levels, as well as the differences observed among residents during their first simulation session. The second study shows, in a randomized trial, the effect of an integrated relaxation break before the debriefing of the scenario that favoured the memorization at three months of the critical key messages of the scenario. The third study, ancillary to the second one, reports differences in the stress level and memorization between learners who were actively involved and those who were just observers of the scenario. The fourth study is a randomized trial that shows the interest of a pre-critical team planning discussion improving technical performance during simulation. The fifth study is a randomized trial that shows the effects of a stress management training and reactivation occurring before the critical scenario that favoured the non-technical performance and stress control during simulation. The sixth study is the research protocol of a future randomized trial that will compare the stress level and performance of residents during simulation scenario, after a standardized relaxation breathing guided or not by cardiac coherence biofeedback and compared to a control group

Cette thèse a pour objet la formation d’équipes de professionnels de santé aux situations d’urgence vitale. Notre travail se focalise sur des techniques innovantes de simulation pour des équipes interprofessionnelles, et notamment son cœur : le débriefing. Plusieurs travaux ont montré que des débriefings sans instructeur pouvaient être efficaces pour l’apprentissage individuel. Mais aucune étude n’avait exploré le débriefing en équipe sans instructeur pour l’amélioration de la performance d’équipe. Or la prise en charge d’un patient en situation d’urgence vitale est presque systématiquement du ressort d’une équipe. Grâce à l’association de méthodologies de recherche quantitative et qualitative, nous avons évalué l’efficacité et analysé le contenu de l’auto-débriefing en équipe sans instructeur pour améliorer la performance de prise en charge d’urgences vitales par des équipes interprofessionnelles. Ce travail permet d’optimiser la formation des instructeurs et de faciliter la diffusion des formations interprofessionnelles par simulation
This thesis aims at training healthcare teams in life-threatening emergency situations. Our work focuses on innovative simulation techniques for interprofessional teams, and especially its heart: the debriefing. Several studies have shown that debriefing without instructor could be effective for individual learning. But no study has yet explored team debriefing without instructor as a possible approach to improving team performance. However patient care in emergency life-threatening situations is almost always the responsibility of a team. Combining quantitative and qualitative research methodologies, we evaluated the effectiveness and analyzed the content of within-team debriefing without instructor to improve performance of life-threatening emergencies management by interprofessional teams. This work optimizes instructor training, and facilitates diffusion of simulation-based interprofessional training

La thèse porte sur le travail des enseignants autour de la simulation en probabilité en classe de troisième et seconde. Nous avons exploré la manière dont les enseignants de mathématiques, s'emparent d'une tâche qui leur a été présentée lors d'une formation. Notre recherche prend appui sur cette tâche (le problème du lièvre et de la tortue) pour répondre à nos questions sur les liens entre expériences aléatoires et modèles, sur la place des artefacts et sur la nature des preuves utilisant une simulation. Pour mener notre étude, nous avons adopté la théorie des Espaces de Travail Mathématique (Kuzniak, 2011), ainsi que des éléments complémentaires tels que le cycle de modélisation de Blum & Leiss (2009). Nous avons introduit la notion d'avatar pour rendre compte des transformations de la tâche afin de suivre la trajectoire d'avatars successifs. Notre méthodologie de recherche spécifique est composée de trois boucles dont l'une inclut une formation continue courte. La première boucle est concernée par la préparation de la formation avec notamment une première implémentation du problème par des formateurs dans leur classe. La deuxième boucle, constituée de trois étapes, est celle de la formation proprement dite. Un premier scénario est élaboré par un collectif de stagiaires à la suite d'un travail d'analyse a priori du problème. Il est suivi de la mise en œuvre de la tâche par l'un des stagiaires dans une classe prêtée par les formateurs et observée par les autres participants du stage. Enfin le collectif élabore, a posteriori, un nouvel avatar repensé au regard de l'analyse de l'avatar précédent et de sa mise en œuvre. La troisième boucle comporte les avatars testés par les stagiaires dans leur propre classe après la formation. En se référant à un ETM idoine attendu défini pour la recherche, il s'agit de repérer les transformations opérées pendant et après la formation et portant sur les itinéraires cognitifs autour du problème du lièvre et de la tortue. L'étude de ces trois boucles successives a permis de révéler l'existence de ruptures entre expérience aléatoire et modèles mathématiques lors de la résolution de ce problème. Ces ruptures sont dues à la fois à l'artefact numérique choisi pour la simulation (le tableur ou le logiciel Scratch) et au travail de l'enseignant. Grâce à un rapprochement des plans de l'ETM privilégiés par l'enseignant et les élèves dans la circulation du travail, nous avons pu repérer une tendance des enseignants à uniformiser le choix du modèle ou le type de preuve pour ce problème. De plus, certaines phases de l'ETM idoine attendu défini pour la recherche (comme l'explicitation autour des expériences aléatoires en jeu, la justification de l'introduction de la simulation ou la preuve par les calculs de probabilités) sont peu représentées ou absentes dans les itinéraires cognitifs prévus et empruntés dans ces trois boucles. Ceci traduit une difficulté d'articulation entre probabilités et statistique autour de la simulation chez l'enseignant. Dans un cas, la deuxième boucle a montré un épaississement de la dimension instrumentale relatif au travail de l'enseignant et aux artefacts numériques choisis. Elle a aussi mis en évidence différents modes de gestion des groupes d'élèves, transformant l'avatar initial et la circulation du travail dans l'ETM idoine. Les divers itinéraires cognitifs que nous avons pu observer à l'issue de la formation nous ont permis d'identifier des effets de la formation et notamment des dénaturations simplificatrices (Kuzniak, 1995) opérées par l'enseignant sur l'avatar ou l'ETM idoine associé
The thesis focuses on teacher's work around probability simulation in grades 9 and 10 in France. We explored how mathematics teachers take on a task crossed during a training session. Our research builds on this task (the hare and turtle problem) to answer our questions about the links between random experiments and models, the place of artefacts and the proofs' nature using simulation. To make our study, we adopted the theory of Mathematical Work Spaces (MWS, Kuzniak, 2011), as well as complementary elements such as the modeling cycle of Blum & Leiss (2009). We introduced the notion of avatar to account for transformations of the task in order to follow the trajectory of successive avatars. Our specific research methodology is based on three loops, and the second one includes short continuing training course. The first loop contains the elaboration of the training with a first implementation of the problem by trainers in their class. The second loop, consisting of three stages, is the training proper. A first scenario is developed by a group of trainees following a analysis a priori of the problem. It is followed by the implementation of the task by one of the trainees in a class lent by the trainers and observed by the other participants of the course. Finally, the collective develops, a posteriori, a new avatar redesigned with regard to the analysis of the previous avatar and its implementation. The third loop includes the avatars tested by the trainees in their own class after the training.Referring to a well-defined MWS expected for the research, it lets us identify the transformations made during and after the training and relates to the cognitive routes around the problem of the hare and the turtle. The study of these three successive loops reveals the existence of breaks between random experience and mathematical models during the resolution of this problem. These breaks are due to both the numerical artefact chosen for the simulation (the spreadsheet or the Scratch software) and to the teacher's work. Through a comparison of teacher and student-led MWS plans in the model of MWS, we were able to identify a tendency for teachers to standardize the choice of model for this problem. In addition, some phases of the MWS expected defined for the research (such as the explicitness around the random experiments in play, the justification of the introduction of the simulation or the proof by the calculations of probabilities) are little represented or absent in the cognitive routes planned and borrowed in these three loops. This reflects a difficulty of articulation between probabilities and statistics around simulation in the teacher. In one case, the second loop showed a thickening of the instrumental dimension relative to the teacher's work and to the chosen digital artefacts. She also highlighted different ways of managing groups of students, transforming the initial avatar and the flow of work in the appropriate MWS. The various cognitive routes that we observed at the end of the training allowed us to identify the effects of the training and in particular the simplifying denaturations (Kuzniak, 1995) made by the teacher on the avatar or the suitable MWS

Cette recherche s’inscrit dans un projet pluridisciplinaire dont l’objectif est le développement d’un environnement de formation en réalité virtuelle (RV) visant les compétences non techniques (CNT) des infirmier·es de bloc opératoire (IBODE). L’objectif de cette thèse a été de fournir aux partenaires le choix des CNT à mettre en jeu, de définir des scénarios de formation et d’apporter une première preuve du concept sur une population ciblée. D’après les travaux de la littérature et les entretiens avec des IBODE expertes, les CNT retenues pour les scénarios sont la conscience de la situation et la communication. L’étude 1, réalisée auprès de 13 IBODE expertes et 16 non-expert·es, vise à mesurer l’acceptabilité de l’environnement avec le scénario « table d’instrumentation » (sous casque de RV). L’étude 2, réalisée auprès de 18 élèves IBODE en formation initiale et 8 IBODE en formation continue, vise à développer la conscience de la situation, à partir du scénario du « bloc virtuel des erreurs » (sous casque de RV). Ce scénario permet d’évaluer la conscience de la situation et semble être un outil de formation approprié pour cette CNT. Enfin, l’étude 3, réalisée auprès de 33 élèves IBODE en formation initiale, vise à développer la communication ouverte avec un scénario sur tablettes. Nos résultats confirment partiellement l’effet du statut sur la probabilité de signaler une erreur et montrent un effet du statut sur l’embarras à signaler cette erreur. Chaque étude a nécessité de nombreux échanges avec les ingénieur·es en RV du projet ainsi qu’avec les formateur·rices IBODE afin de permettre la construction de l’outil et son intégration future dans la pédagogie mise en œuvre à l’Ecole d’IBODE. Enfin, pour chacune d’entre elles, des outils de mesure spécifiques ont été utilisés et des séances de simulation ont été élaborées selon les recommandations de l’HAS avec briefing, simulation, débriefing (HAS, 2012)
This research is part of a multidisciplinary project to develop a virtual reality (VR) training environment in non-technical skills (NTS) for scrub nurses. The objective of this thesis was to provide the partners with the choice of NTS, to define training scenarios and to provide a first proof of concept on a targeted population. According to the literature and interviews with expert scrub nurses, the NTS selected for the scenarios are situation awareness (SA) and speaking up. Study 1, carried out with 13 scrub nurses and 16 non-experts, aims to assess the acceptability of the environment with the "instrumentation table" scenario (under VR helmet). Study 2, involving 18 scrub nursing students and 8 scrub nurses during an in-service course, aims to develop situation awareness, using the "virtual operating room of errors" scenario (under VR helmet). This scenario enables SA to be assessed and seems a suitable training tool for this NTS. Finally, Study 3, involving 33 scrub nursing students, aims to develop speaking up with a tablet scenario. Our results partially confirm the effect of status on the probability of speaking up and show an effect of status on the discomfort of speaking up. Each study involved numerous exchanges with the project's VR engineers and scrub nursing teachers in order to allow the construction of the environment and its future integration into the scrub nursing school pedagogy. Finally, for each study, specific assessment tools were used and simulation sessions were developed according to recommendations with briefing, simulation, debriefing (HAS, 2012)

La présente thèse porte sur la mise en place d'un cadre théorique (conceptualisation et formalisation), visant à décrire la propagation de l'obésité au sein d'un réseau d'individus, pour parvenir à mettre en place les bonnes politiques de prévention, afin de limiter la diffusion de cette épidémie, dont la contamination est à caractère social. Pour ce faire, j’ai commencé d'abord à mettre en place une analyse approfondie des différents déterminants de l'obésité. Une fois cette étape achevée, j’ai développé un modèle de réseau, dans lequel les relations entre les individus (représentés par les nœuds du réseau) sont régies par des règles permettant d'évaluer la présence/absence de liens selon certaines valeurs d'influence, fonction de la tranche d'âge des nœuds en question et de leur caractère homophilique. Ce modèle, fondé sur la structuration en âges et la démographie, comporte deux processus; le premier permet de décrire l'obésité au niveau individuel, sous forme de compartiments épidémiologiques. Le deuxième, quant à lui, représente le niveau inter-individuel, sous forme de réseau individu-centré. Par la suite, une fois analysé le comportement asymptotique du modèle, j'ai étudié la structure sociale obtenue, pour y repérer les individus les plus influents. Ces derniers seront ceux à cibler dans la politique de prévention. Enfin, pour valider le modèle par des données de terrain, j'ai réalisé une enquête au sein d'un collège tunisien, et j'ai comparé les résultats obtenus par cette dernière avec ceux d'une enquête réalisée dans un collège français
This thesis deals with the establishment of a theoretical framework (conceptualization and formalization) capable of describing the obesity spread within a network of individuals, in order to achieve the right prevention policies and limit the epidemic spread. To do this, I started by initiating an in-depth analysis of the different obesity determinants. Once this stage completed, I developed a network model in which the relations between the individuals, (represented by the nodes of the network) are governed by rules allowing to evaluate the presence/absence of links according to their values of influence, age of the concerned nodes and their homophilic characteristics. This model, based on the age structure and demography, is constituted by two processes: the first one describes obesity at the individual level, by using epidemiological compartments. The second one describes the inter-individual level by using an individual-based network. Later, when the model reached its asymptotic behavior, I studied the social structure obtained to locate the most important individuals to be targeted in the prevention policy. Eventually, to validate the model with data, I realized an investigation in a Tunisian college and compared the obtained results from this study with those obtained from a French college survey

Cette thèse a pour but d’évaluer l'utilisation des méthodes de réduction de modèles fondées sur des approches parcimonieuses pour atteindre des performances en temps réel dans la cadre de la chirurgie computationnelle. Elle se concentre notamment sur l’intégration de la simulation biophysique dans des modèles personnalisés de tissus et d'organes afin d'augmenter les images médicales et ainsi éclairer le clinicien dans sa prise de décision. Dans ce contexte, trois enjeux fondamentaux sont mis en évidence. Le premier réside dans l'intégration de la paramétrisation de la forme au sein du modèle réduit afin de représenter fidèlement l'anatomie du patient. Une approche non intrusive reposant sur un échantillonnage parcimonieux de l'espace des caractéristiques anatomiques est introduite et validée. Ensuite, nous abordons le problème de la complétion des données et de la reconstruction des images à partir de données partielles ou incomplètes via des à priori physiques. Nous explorons le potentiel de la solution proposée dans le cadre du recalage d’images pour la réalité augmentée en laparoscopie. Des performances proches du temps réel sont obtenues grâce à une nouvelle approche d'hyper-réduction fondée sur une technique de représentation parcimonieuse. Enfin, le troisième défi concerne la propagation des incertitudes dans le cadre de systèmes biophysiques. Il est démontré que les approches de réduction de modèles traditionnelles ne réussissent pas toujours à produire une représentation de faible rang, et ce, en particulier dans le cas de la simulation électrochirurgicale. Une alternative est alors proposée via la métamodélisation. Pour ce faire, nous étendons avec succès l'utilisation de méthodes de régression parcimonieuses aux cas des systèmes à paramètres stochastiques
This thesis investigates the use of model order reduction methods based on sparsity-related techniques for the development of real-time biophysical modeling. In particular, it focuses on the embedding of interactive biophysical simulation into patient-specific models of tissues and organs to enhance medical images and assist the clinician in the process of informed decision making. In this context, three fundamental bottlenecks arise. The first lies in the embedding of the shape parametrization into the parametric reduced order model to faithfully represent the patient’s anatomy. A non-intrusive approach relying on a sparse sampling of the space of anatomical features is introduced and validated. Then, we tackle the problem of data completion and image reconstruction from partial or incomplete datasets based on physical priors. The proposed solution has the potential to perform scene registration in the context of augmented reality for laparoscopy. Quasi-real-time computations are reached by using a new hyperreduction approach based on a sparsity promoting technique. Finally, the third challenge concerns the representation of biophysical systems under uncertainty of the underlying parameters. It is shown that traditional model order reduction approaches are not always successful in producing a low dimensional representation of a model, in particular in the case of electrosurgery simulation. An alternative is proposed using a metamodeling approach. To this end, we successfully extend the use of sparse regression methods to the case of systems with stochastic parameters

Introduction : La gestion d'une urgence vitale requiert la réalisation de gestes techniques et une communication entre les soignants en condition de stress. La simulation permet cet enseignement en sécurité.Objectif : Analyser l'association entre stress et performance et l'effet de la simulation répétée. Méthodes : Deux groupes expérimental et contrôle de 6 équipes pluri-professionnelles de SAMU (n = 48), avaient respectivement 9 (1/6 semaines) et 3 (1/6 mois) simulations, avec 3 scénarios communs : initial, intermédiaire à 6 mois, final à 1 an. Le stress a été évalué par la fréquence cardiaque et sa variabilité, le cortisol salivaire et des paramètres psychologiques (échelles de : stress aigu STAI et SOM ; stress post-traumatique IES-R et PCLS) ; la performance technique par les scores de pose de voie intra-osseuse (VIO), de performance globale (TAPAS) ; la performance non-technique par les scores BAT du leader, CTS de l'équipe.Résultats : Le stress augmentait durant la simulation (p < 0,02) et baissait lors du débriefing (p < 0,01) quelle que soit la fréquence de répétition, sans stress post-traumatique. Les performances étaient corrélées entre elles (p < 0,001) avec un lien étroit entre les scores BAT (leader) et CTS (équipe) (R² = 0,93). Stress et performance n'étaient pas corrélés. La performance était supérieure dans le groupe expérimental dès le scénario intermédiaire pour les scores techniques (TAPAS : p = 0,02, VIO : p = 0,03) et pour tous les scores lors du scénario final (TAPAS et IO : p = 0,01, CTS : p = 0,03, BAT : p = 0,02).Conclusion : La répétition de séances de simulation toutes les 6 semaines apportait un bénéfice majeur. La performance d'équipe était liée à celle du leader
Introduction: The management of a life-threatening event by caregivers requires technical and non-technical skills under stress conditions. Simulation-based education allows this training in a safe environment. Objective: To analyze the association between stress and performance and the effect of repeated simulation.Methods: Two experimental and control groups of 6 MDTs of EMS (n=48) had respectively 9 (1session/6 weeks) and 3 (1session/6 months) simulations with 3 common sessions: initial, intermediate after 6 months, and final session after 1 year. Stress was assessed by heart rate and variability, salivary cortisol and psychological parameters (acute stress: STAI and SOM, and PTSD: IES-R and PCLS). The technical performance was evaluated by Intra-Osseous Access Performance Assessment Scale (IO), overall performance (TAPAS); non-technical performance by BAT score for leader and CTS score for teamwork.Results: Stress increased during simulation (p<0.02) and decreased during debriefing (p<0.01) regardless of the frequency of repetition. There was no PTSD. The performances were correlated between each other (p<0.001) with a strong link between the non-technical performance of leader and team (R²=0.93). Stress and performance were not correlated. The performance was higher in the experimental group during the intermediate scenario for technical scores (TAPAS: p=0.02, IO: p=0.03) and for all scores during the final scenario (TAPAS and IO: p=0.01 CTS: p=0.03, BAT : p=0.02).Conclusion: The benefit was greater when performing simulations every six weeks in terms of technical and non-technical performance. The team performance was linked to the leader performance