Les codes de conception des ponts sont en mode de transition vers la conception basée sur la performance (CBP) et il n’est pas encore clair comment les critères de conception peuvent répondre aux différents critères de performance pour différentes classes de ponts. Dans ce projet, une approche locale est utilisée pour prédire la performance locale des piles de ponts en béton armé soumises à des charges sismiques. La performance locale est liée à la résistance résiduelle (exigence fonctionnelle) et au besoin de réparations postséisme (réparabilité et coûts de cycle de vie). La performance locale d’une pile de pont est liée à l’ouverture des fissures, au taux de renforcement, au flambement et à la rupture des barres longitudinales, et aux dommages irréversibles en compression du béton. Le document présente une technique de modélisation qui prédit la performance locale des piles. Le modèle du béton tient compte du confinement, du raidissement en traction et du comportement cyclique du béton à l’aide des équations du modèle de Laborderie (1991), un modèle basé sur la mécanique d’endommagement. Le modèle inclut les effets du flambement en considérant les barres longitudinales comme éléments individuels dans la région de la rotule plastique. Le flambement est modélisé en introduisant une excentricité initiale représentant l’expansion du béton en compression. Les modèles de comportement des matériaux ont été introduits au logiciel Opensees. Des outils spécifiques de post-traitement permettent d’évaluer la performance locale d’une pile de pont soumis à un tremblement de terre. La technique de modélisation est utilisée pour prédire le comportement de plusieurs piles de ponts testés en compression et flexion cyclique (tests pseudostatistiques) par Lehman et al. (2000) et Calderone et al. (2001) et peut être utilisée pour des piles testées de manière pseudodynamique pour simuler un véritable tremblement de terre. Les prédictions sont proches des valeurs expérimentales au niveau global (diagrammes d’enveloppe force-déplacement et le comportement hystérétique). En ce qui concerne la prédiction de la performance à un niveau local, le modèle prédit bien les déformations locales et les états limites pour des ductilités en déplacement allant jusqu’à 3. Pour des ductilités en déplacement supérieures à 3, le flambement et la rupture des barres sont bien prédits pour 50% des piliers. D’autres piliers devraient être testés afin de valider et d’améliorer la méthode de prédiction de ces états limites. La méthode peut être utilisée pour déterminer et valider les critères de conception par rapport aux critères de performance dans une optique de conception performancielle des piliers de ponts en béton armé.

Les récentes études sur les changements climatiques démontrent que ceux-ci auront un impact sur le régime hydrologique des rivières du Québec. Ils toucheront entre autres la fréquence et la sévérité des étiages, d’où l’importance d’approfondir nos connaissances au niveau de leur simulation. Cette étude, réalisée sur le bassin versant de la rivière Yamaska, évalue l’impact du choix d’un critère de calage sur la simulation des étiages en période de changements climatiques pour les modèles GR4J et SWAT. Les aspects suivants sont évalués en fonction du critère de calage choisi : la qualité des indicateurs d’étiage simulés et la variation de l’incertitude sur les étiages entre la période de référence (1971-1995) et la période future (2041-2065). Les deux modèles sont calés avec six critères basés sur le critère de Nash-Sutcliffe (NSE) ainsi qu’un critère basé sur l’indicateur d’étiage 7Q2 afin d’effectuer les simulations à partir de douze projections climatiques (5 MRCC, 7 NARCCAP). Pour GR4J, les résultats montrent une aggravation significative des étiages futurs. En comparaison avec l’emploi du critère NSE, l’utilisation d’un critère de calage orienté vers les étiages permet de mieux les simuler et de minimiser l’incertitude associée aux changements climatiques tout en simulant une aggravation moindre des étiages pour la période future. Pour SWAT, le choix du critère de calage n’a pas le même impact. En effet, les simulations ne montrent pas toutes une aggravation des étiages et ont de la difficulté à reproduire les indicateurs d’étiage observés. De plus, l’incertitude associée aux changements climatiques est moins influencée par le choix du critère de calage que pour le modèle GR4J. Pour une étude sur les étiages en changements climatiques, il est donc important de porter une attention particulière au choix du critère de calage. De plus, le choix du modèle est important puisque l’utilisation d’un modèle distribué tel que SWAT ne favorise pas nécessairement la simulation des étiages.

Simulation models play an important role in decision making and developement of new scientific theories. In view of their critical role, everyone can expect complete and relevant information about the confidence level that are associated with them. To achieve this goal, we must perform validation and verification (V&V) operations. This represents an important challenge in Earth Faculté des sciences where modelized systems are complex and open. An anthropic night-sky radiance model was studied to establish a V&V strategy that might be applied to Earth Faculté des sciences models in general. This strategy include qualification (are we modeling the right phenomenon?), verification (does implemantation respect the specifications?), and validation (does software simulate the phenomenon correctly?). Qualification and verification show the relevance of the selected governing equations and allow us to identify paths to improve software management maturity. Effects of distance and angle of view on anthropic night-sky radiance were studied in validation. Comparison of simulations and measurements show interesting similarities.

La présente recherche répond au besoin actuel d'évaluer l'impact des activités humaines sur les ressources naturelles de manière à encourager une exploitation durable de ces ressources. On s'intéresse précisément ici à une centaine de parcelles situées autour du terroir d'Umarbugu au Sud du Mali, une région particulièrement sensible au phénomène de dégradation des sols. L'application du modèle SLEMSA aux données caractérisant les parcelles agricoles mentionnées précédemment a permis d'obtenir des estimations annuelles des taux de pertes en sols. Celles-ci reflètent la grande variabilité et l'intensité du climat avec des années de sécheresse et très peu de pertes en sols mais aussi des années dans la moyenne, 850 mm de précipitations répartis sur environ quatre mois, ou davantage, avec des épisodes de pluies beaucoup plus intenses et de fait des pertes beaucoup plus alarmantes pouvant dépasser les 35 t/ha/année. L'analyse des estimations obtenues a également permis d'identifier certains facteurs aggravant tels que la culture du coton ou les champs ayant une grande superficie. Le modèle choisi permet de tenir compte d'éventuelles pratiques de conservation et l'on sait que certains propriétaires des champs d'Umarbugu commencent à utiliser la culture en courbes de niveau, ce qui réduit l'écoulement et favorise la rétention de l'eau. On a donc effectué quelques simulations afin d'évaluer l'impact de telles pratiques et l'on a abouti à une diminution d'environ 60 % des taux de pertes de sols.

Les études de protéomique fonctionnelle nous indiquent que probablement aucune protéine n'accomplit une activité biologique ou acquiert sa conformation active de façon complètement autonome. La fonctionnalité des protéines est donc acquise via les interactions protéine-protéine. Pensons par exemples aux interactions protéine-protéine impliquées dans les cascades de signalisation cellulaire, aux complexes de transcription, de traduction etc. Vu la réelle importance des interactions protéine-protéine, la recherche en biologie est présentement en mouvance vers un nouveau courant, soit l'étude des interactions protéiniques ou l'interactomique. Les interactions inter protéine impliquant des super-hélices ont été étudiées chez la levure et il a été avancé qu'une protéine sur 11 interagirait avec d'autres protéines en utilisant un domaine structuré en super-hélice. Plus de 5% des cadres de lecture ouvert (ORFs) du génome de la levure détiendrait l'information modulant des motifs en super-hélice. La connaissance des structures en super-hélice est importante pour le développement, selon le cas, de diverses molécules d'importance pharmacologique pouvant moduler la dynamique d'assemblage, la protection ou le maintien de ces super-hélices. Pour étudier comment les protéines interagissent entre elles via les super-hélices, nous devons étudier les caractéristiques inhérentes de ces structures. Considérant la quantité impressionnante de super-hélices dans l'interactome et la quantité non négligeable de temps nécessaire pour élucider ces structures par une approche expérimentale il est évident que nous avons besoin de méthodes efficaces, rapides, faciles d'utilisation et facilement implémentables pour obtenir les modèles structuraux de toutes les catégories de super-hélices impliquées dans l'interactome en son entier. En se basant sur des postulats analogues à ceux que H.F.C. Crick avait émis en 1953, nous avons posé comme hypothèse que de maintenir chaque brin formant la super-hélice à une distance respectant celle retrouvée dans la structure de super-hélices préalablement déterminées expérimentalement serait suffisant pour générer ces mêmes super-hélices. Afin d'évaluer notre hypothèse, nous avons créé un protocole informatique utilisant un minimum de paramètres et nous l'avons testé en générant les domaines en super-hélices de huit protéines dont les structures furent déterminées par des méthodes expérimentales. Nos modèles générés sont très similaires aux structures expérimentales correspondantes (RMSD majoritairement<1) et nous avons trouvé une excellente similitude des conformations des chaînes latérales composant l'interface. De plus, nos modèles nous permettent d'identifier une certaine dynamique spécifique aux multimères et même à des résidus précis ayant une activité biologique démontrée crucial dans l'interactomique de ces super-hélices.

L'imagerie par résonance magnétique dynamique (IRM-dynamique) consiste en l'observation de la distribution dans le temps d'un agent de contraste à l'aide de l'IRM. L'une des approches très répandues est d'analyser les données à l'aide de modèles mathématiques qui décrivent la pharmacocinétique de cet agent dans les tissus. L'une des hypothèses utilisées par l'ensemble des modèles présentés dans la littérature à ce jour est que les images d'IRM-dynamique peuvent être analysées pixel-par-pixel ce qui néglige implicitement la possibilité de diffusion de l'agent à l'intérieur des tissus. Dans ce mémoire, un nouveau modèle est proposé dans lequel la diffusion de l'agent est explicitement incluse dans un modèle à deux compartiments. Les deux paramètres couramment utilisés dans la littérature sont : K[indice supérieur trans] , le taux de transfert transcapillaire, et [nu]e, la fraction de volume extravasculaire extracellulaire. Deux méthodes d'optimisation stochastique ont été évaluées pour le lissage avec le modèle proposé à cause de la très grande taille de l'espace des solutions. Le modèle a été caractérisé avec des données simulées incluant la diffusion de l'agent de contraste et des données expérimentales montrant des signes de diffusion à l'intérieur du tissu tumoral. Les résultats avec les données simulées montrent que le modèle peut retrouver de façon fiable les valeurs des paramètres utilisés pour générer ces données (erreur relative moyenne de 16% pour K trans et 17% pour [nu]e) même lorsqu'un niveau de bruit raisonnable est ajouté. Le modèle standard à deux compartiments négligeant la diffusion retourne des distributions de valeurs de K[indice supérieur trans] erronées (erreur relative moyenne de 43%) qui sont moyennée sur le tissu. Lorsque les données expérimentales sont ajustées avec le modèle standard, les valeurs de K[indice supérieur trans] retournées montrent une perfusion moyennée sur l'ensemble du tissu, ce qui n'est pas en accord avec le rehaussement initial du signal qui est observé. À l'opposé, le modèle proposé retourne des cartes de K[indice supérieur trans] ayant une démarcation franche entre les zones bien perfusées et celles très peu perfusées en accord avec ce qui est observé sur les images d'IRM. De plus, le modèle standard à deux compartiments assigne des valeurs n'ayant pas de sens physique à [nu]e ([nu]e [supérieur à] 1) dans le centre des tumeurs où l'agent parvient par diffusion à partir de la périphérie bien vascularisée. De son côté, le modèle proposé trouve des valeurs plausibles de [nu]e pour l'ensemble du tissu.

Le renouveau actuel du vocabulaire formel dans l'univers des architectures dites « non standards » s'appuie largement sur l'utilisation de modeleurs tridimensionnels. Dans cette démarche de conception, la stratégie de modélisation d'objets relève moins de l'utilisation directe de la géométrie que de la formalisation d'une idée. En effet, le travail de recherche morphologique, de la forme idée à la forme visée, nécessite de nombreux ajustements incompatibles avec une démarche linéaire de modélisation géométrique. Nous émettons l'hypothèse que la genèse des formes résulte d'opérations successives de transformation de forme fondées sur des objectifs sémantiques et guidées par une ou plusieurs images mentales. Ce cheminement se fait par des variations importantes entre différents états de la forme et par de nombreux ajustements de cette forme. Pour répondre à ce processus itératif nous proposons une approche paramétrique de la modélisation qui s'appuie sur des modificateurs de forme de haut niveau. Nous nommons opérateurs morphologiques ces outils d'action sur la forme qui permettent à partir d'une fonction de transformation morphologique (bomber, torsader, plisser...) de trouver par différentes solutions alternatives et par ajustement une forme satisfaisante. Notre travail aborde plus spécifiquement les opérateurs plier, plisser, froisser.

L'introduction du temps dans les bases de données classiques et spatiales apparaît de plus en plus, aujourd'hui, comme une nécessité pour une gestion optimale de l'historicité. En effet, les applications de bases de données spatio-temporelles sont présentes dans un grand nombre d'applications. Le besoin, par exemple, est de sauvegarder l'historique des géométries des parcelles dans le système d'information d'un plan cadastral, la prévention d'incendie dans le système de gestion forestière, le système de navigation des véhicules, etc. Cet historique des phénomènes permet de mieux comprendre ce qui s'est produit dans le passé, de manière à éventuellement anticiper certaines évolutions futures. Etant donné ces nouveaux besoins, cette thèse se focalise sur la modélisation et l'implantation des aspects temporels dans bases de données. En effet, la conception d'une application de base de données se fait par un enchaînement de trois phases (conceptuelle, logique et physique). Au niveau conceptuel, plusieurs modèles conceptuels ont été proposés intégrant les caractéristiques temporelles et spatiales. Malheureusement, au niveau logique, les modèles de données des SGBD actuels n'offrent pas les concepts nécessaires pour implanter le modèle conceptuel spatio-temporel. Nous proposons donc de nouvelles règles de traductions d'un schéma conceptuel, basé sur le modèle MADS (Modélisation des Applications à des données spatio-temporelles), en un schéma logique MADSLog pour les modèles cibles à savoir : relationnel et relationnel-objet. Chaque règle transforme un concept structurel, temporel et spatial du modèle MADS en un ou plusieurs concepts supportés par la cible. Par exemple, la propriété spatiale définissant la géométrie d'un type d'objet est traduite par la création d'un nouvel attribut de type spatial dans ce type d'objet. Un outil CASE(Computer-Aided Software Engineering) appelé Schema Translateur est développé dans cette thèse implémentant toutes les règles de traductions. La traduction de schémas conceptuels en schémas logiques peut impliquer une perte sémantique en raison de la différence de la puissance d'expression entre le modèle conceptuel et le modèle de données des SGBD existants. D'où la nécessité de générer un ensemble de contraintes d'intégrité afin de préserver la sémantique définie dans le schéma conceptuel. Ces contraintes sont exprimées à ce niveau par des formules logiques. Avec l'apparition de GML (Geographic Markup Language ) qui est conçu pour la modélisation, le transport et le stockage d'informations géographiques. Nous transformons également le schéma conceptuel MADS en GML. De nouveaux schémas GML temporel et spatial sont définis qui peuvent être employés par n'importe application de base de données spatio-temporelle. Au niveau physique, nous proposons une méthode d'adaptation du schéma logique en schéma physique pour le modèle relationnel-objet. Elle permet de définir les tables, les types abstraits, les types d'objets, les domaines, etc. Notre proposition permet aussi la génération des contraintes d'intégrité au niveau physique. En effet, chaque contrainte d'intégrité (structurelle, temporelle ou spatiale) qui est définie en calcul logique est exprimée soit directement par des contraintes déclaratives ou soit par des déclencheurs du SGBD choisi. Les déclencheurs spatiaux sont fondés sur les fonctionnalités prédéfinies dans Oracle, alors que les déclencheurs temporels sont basés sur les opérateurs et méthodes appliquées sur les types temporels. Enfin, la traduction de requêtes est une deuxième clef de cette recherche. Le but de la traduction de requêtes, exprimées en algèbre, étant de reconstituer l'information au sens MADS à partir de la base de données stockées dans le SGDB cible. Elle permet de traduire les expressions algébriques MADS, qui sont définies sur le schéma conceptuel et non sur le schéma physique, en requêtes opérationnelles qui peuvent être exécutées sur une base de données spatiale et temporelle sous un SGBD ou un SIG.

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

La lutte anti-vectorielle est une composante importante de la lutte contre les maladies à transmission vectorielle. La connaissance des populations vectorielles, tant dans leur composition spécifique que dans leur répartition spatio-temporelle, est fondamentale pour la conception des stratégies de lutte contre ce type de maladie.Cette thèse a modélisé la distribution spatiale des formes moléculaires M et S d’Anopheles gambiae s.s., des vecteurs majeurs du paludisme au Burkina Faso. La modélisation a été faite à partir de l’analyse d’une série d’observations portant à la fois sur les vecteurs et l’environnement. Elle procède d’une combinaison de concepts et méthodes de biogéographie avec des techniques et outils d’analyse spatiale, d’analyse des données et des systèmes d’informations géographiques.Nous retenons de ce travail de recherche que l’abondance de la forme moléculaire S d’Anopheles gambiae s.s., diminue au fur et à mesure que l’on évolue des régions humides du sud et du sud-ouest vers celles les plus arides du nord et du nord-est. Le NDVI, l’ETP, et l’insolation sont les facteurs les plus déterminants de sa distribution spatiale. Par contre, l’abondance de la forme moléculaire M d’Anopheles gambiae s.s. augmente des régions humides du sud et du sud-ouest vers celles plus arides du nord et du nord-est. L’altitude, la pression, l’insolation, la densité de végétation sont les facteurs les plus déterminants de cette répartition spatiale. De ces résultats, ont été dérivés deux modèles qui ont servi à l’élaboration des cartes de distribution des formes moléculaires M et S d’Anopheles gambiae s.s.Enfin, cette thèse révèle le rôle de l’approche géographique dans la réflexion sur les questions de santé et sa méthodologie pourrait être testée sur d’autres sites et pour d’autres vecteurs de maladies. Elle peut s’enrichir d’une analyse multi échelle et d’une modélisation de la variabilité temporelle. / The anti-vectorial fight is an important constituent for vectorial borne diseases control. The knowledge of the vectors populations as well as their specific composition and spatiotemporal distribution is fundamental for the conception of the strategies of fight against this type of disease.This thesis modeled the spatial distribution of the molecular forms M and S of Anopheles gambiae s.s., major vectors of malaria in Burkina Faso. The modeling was made from the analysis of a series of observations concerning both the vectors and the environment.It proceeds of a combination of concepts and methods of biogeography with techniques and tools of spatial analysis, data analysis and the geographical information systems.We retain of this research work that the abundance of the molecular form S of Anopheles gambiae s.s., decreases as we move from wet regions of the south and the southwest to those the driest of the north and the northeast. The NDVI, the ETP, and the sunshine are the most determining factors of its spatial distribution.In contrast, the abundance of the molecular form M of Anopheles gambiae s.s. increases from the wet regions of the South and the southwest to those drier of the north and the northeast. The temperatures, the pressure, the sunshine and the NDVI are the most determining factors of this spatial distribution.Of these results, were diverted two models which we use to elaborate the Maps of distribution of the molecular forms M and S of Anopheles gambiae s.s.This thesis highlights also the role of the geographical approach in the reflection on health issues and its methodology could be tested on the other sites and for the other vectors of diseases. This methodology could be improved by multi-scale analysis and of temporal variability modeling.