Des études d’association à l’échelle du génome (GWAS) ont permis l’identification de milliers de régions du génome comportant des variants génétiques associés à des traits et qui peuvent être à l’origine de certaines maladies complexes. Cependant faire des tests biologiques pour tous les variants génétiques découverts à l’aide de GWAS est pratiquement impossible. Ainsi, les études de cartographie-fine visent à déterminer un ensemble cible de variants génétiques susceptibles d’être associés à un trait d’intérêt. Les principales difficultés pour les méthodes statistiques pour la cartographie-fine sont la présence de milliers de variants génétiques pour seulement une centaine d’individus et la présence d’une forte structure de corrélation, ou déséquilibre de liaison (LD) entre les variants génétiques. Il existe de nombreuses contributions dans les études de cartographie-fine notamment CAVIAR [19], CAVIAR-Gene [30], PAINTOR [28], fastPAINTOR [27] etc. Ces études se basent sur des méthodes statistiques de sélection d’un ensemble crédible de variants génétiques pour aider à prioriser les variants et à discerner les conséquences fonctionnelles du risque de maladies des variants sélectionnés. Dans ce mémoire, nous proposons un nouveau cadre statistique avec une procédure de sélection de variants génétiques (SNPs). Nous utilisons une méthode conditionnelle ou bayésienne pour identifier les SNPs susceptibles d’être causaux. Ainsi la statistique d’association d’un SNP est réécrite et sa loi asymptotique est déterminée. Notre procédure de sélection est itérative et grâce à une loi a priori, elle calcule les probabilités a posteriori pour qu’un SNP soit significatif pour le trait d’intérêt. À chaque étape les statistiques d’association des SNPs sont calculées et le SNP avec la plus forte probabilité a posteriori est choisi. Dans nos simulations, nous montrons que la correction sur la loi asymptotique de la statistique d’association apporte une amélioration significative dans la sélection des SNPs qui ont un lien avec le trait d’intérêt

Cette thèse s'intéresse à la résolution de problèmes d'optimisation non-differentiable de grandes tailles résultant le plus souvent d'une relaxation Lagrangienne d'un problème difficile. Cette technique est couramment utilisée pour appréhender des problèmes linéaires avec nombres entiers ou des problèmes convexes complexes. Le problème dual obtenu est non-différentiable - éventuellement séparable - et peut être résolu par exemple par un algorithme de faisceau. Le Chapitre 2 propose une revue de littérature des méthodes d'optimisation non-différentiable. Dans certaines situations, le problème dual peut être lui-même très difficile à résoudre et nécessiter des stratégies adaptées. Par exemple, lorsque le nombre de contraintes dualisées est très élevé, une dualisation explicite peut s'avérer impossible ou la mise a jour des variables duales peut échouer. Au Chapitre 3, nous étudions les propriétés de convergence lorsqu'une relaxation Lagrangienne dynamique est effectuée : seul un sous-ensemble de contraintes est dualisé a chaque itération, ce qui permet de réduire la dimension du problème dual. Une autre limite de la relaxation Lagrangienne peut apparaître lorsque la fonction duale est séparable en un grand nombre de sous fonctions, ou que celles-ci restent difficiles a évaluer. Une stratégie naturelle consiste alors à tirer partie de la structure séparable en effectuant des itérations duales en n'ayant évalué qu'un sous-ensemble des sous fonctions. Au chapitre 4, nous proposons d'utiliser une méthode de faisceau dans ce contexte incrémental. Enfin, le Chapitre 5 présente des applications numériques sur des problèmes de gestion de production d'électricité.

La médecine personnalisée est un domaine en pleine croissance, qui met l'accent sur l'utilisation de l'historique des informations individuelles des patients afin d'optimiser des stratégies de traitement adaptées à chaque patient ou groupe de patients ayant les mêmes caractéristiques. Plusieurs méthodes d'estimation dites de stratégies de traitement adaptatives (ATS) existent, telles que les méthodes Q-learning, DWOLS et G-estimation. Ces méthodes nécessitent des interactions entre toutes les caractéristiques pertinentes des patients et le traitement pour produire des estimations non biaisées. En pratique, il n'est pas toujours désirable d'établir des règles de décisions adaptatives dépendant de plusieurs variables. De nouvelles méthodes d'estimation plus réalistes, appelées méthodes de stratégies de traitement partiellement adaptatives (PATS) ont été conçues, par exemple la méthode CE-DWOLS. Elles permettent de personnaliser les décisions de traitements à l'aide d'un sous-ensemble de caractéristiques des patients. Notre objectif est de savoir s'il y a un intérêt statistique à utiliser les PATS. Pour cela, nous comparons la puissance statistique et la valeur entre les méthodes Q-learning et DWOLS des ATS et la méthode CE-DWOLS des PATS. Plus précisément, des études de simulations ont été effectuées considérant neuf scénarios produisant chacun 1000 réplications de la puissance et la valeur de ces méthodes d'estimation. Les résultats de nos simulations montrent que la méthode CE-DWOLS des PATS bénéficie d'une plus grande puissance statistique à détecter des termes d'interaction covariable-traitement que les méthodes Q-learning et DWOLS des ATS. Par contre, la valeur des PATS optimales estimées par la méthode CE-DWOLS est en moyenne inférieure à celles des ATS optimales estimées avec les méthodes Q-learning et DWOLS. Les valeurs des PATS optimales sont aussi plus variables que celles des ATS. Enfin, une application sur des données réelles issues de la banque de données du cancer du sein du Centre des Maladies du Sein (CSM) a été réalisée. Il en ressort qu'en ce qui concerne la puissance, la méthode Q-learning des ATS performe mieux que les méthodes DWOLS des ATS et CE-DWOLS des PATS. Quant à la variabilité de la valeur, la méthode CE-DWOLS des PATS montre une plus grande variabilité par rapport aux méthodes des ATS. En conclusion, les résultats de notre étude indiquent que les bénéfices d'utiliser les PATS plutôt que les ATS sont variables, à la fois en termes de puissance statistique que de valeur des stratégies optimales estimées. / Personalized medicine is a growing field that focuses on using individual patient information history to optimize treatment strategies tailored to each patient or group of patients with the same characteristics. Several so-called adaptive treatment strategy (ATS) estimation methods exist, such as Q-learning, DWOLS, and G-estimation methods. These methods require interactions between all relevant patient characteristics and treatment to produce unbiased estimates. In practice, it is not always desirable to establish adaptive decision rules that depend on multiple variables. New, more realistic estimation methods, called partially adaptive treatment strategies (PATS) methods, have been developed, for example the CE-DWOLS method. These methods allow treatment decisions to be personalized using a subset of patient characteristics. Our objective is to find out whether there is statistical value in using PATS. To do so, we compare the statistical power and value between the Q-learning and DWOLS methods of ATS and the CE-DWOLS method of PATS. Specifically, simulation studies were performed considering nine scenarios each producing 1000 replications of the power and value of these estimation methods. Our simulation results show that the PATS CE-DWOLS method enjoys greater statistical power in detecting covariate-treatment interaction terms than the Q-learning and DWOLS methods of ATS. On the other hand, the value of optimal PATS estimated by the CE-DWOLS method is on average lower than those of optimal ATS estimated with the Q-learning and DWOLS methods. The values of the optimal PATS are also more variable than those of the ATS. Finally, an application on real data from the breast cancer database of the Breast Disease Center (BDC) was performed. It was found that with respect to power, the ATS Q-learning method performed better than the ATS DWOLS and PATS CE-DWOLS methods. As for the variability of the value, the PATS CE-DWOLS method shows greater variability compared to the ATS methods. In conclusion, the results of our study indicate that the benefits of using PATS rather than ATSs are variable, both in terms of statistical power and the value of the estimated optimal strategies.

L’objectif de ce mémoire est d’explorer trois différentes techniques pour prédire la toxicité chez les utilisateurs des communautés en ligne. Notre motivation principale est d’aider les modérateurs de ces communautés à concentrer leurs efforts sur les utilisateurs les plus susceptibles d’écrire des messages toxiques, et éviter ainsi de gaspiller du temps et des ressources à surveiller toute la communauté. Nous avons d’abord créé un modèle mathématique capable de prédire les cinq traits de personnalité du modèle OCEAN (Ouverture, Conscienciosité, Extraversion, Agréabilité et Neuroticisme) et les trois traits de la Triade Noire (Narcissisme, Machiavélisme et Psychopathie)d’un utilisateur à partir de son style d’écriture et de son utilisation du vocabulaire. Nos expériences avec ce modèle sur les communautés de Twitter et Reddit ont démontré qu’il existe bien une relation entre la personnalité d’un utilisateur et le niveau de toxicité de ses messages. Particulièrement, nous avons constaté que les utilisateurs avec des valeurs élevées de narcissisme, de machiavélisme et de psychopathie et faibles valeurs de conscienciosité et agréabilité ont plus tendance à écrire des messages toxiques. Dans une deuxième étape, nous appliquons des algorithmes de partitionnement dans l’espace des traits de personnalité et dans l’espace des caractéristiques du langage. Nous avons observé qu’il est possible de détecter des groupes d’utilisateurs potentiellement risqués à surveiller sans avoir besoin de créer un profile pour chaque utilisateur. Finalement, nous avons créé un modèle de régression pour estimer le niveau de toxicité des utilisateurs en fonction de leurs attributs linguistiques. Nous avons observé que les utilisateurs prédits d’avoir les niveaux de toxicité plus élevés par notre régression sont également ceux qui ont des traits de Triade Noire très élevés selon notre modèle de personnalité. / The objective of this study is to explore three different techniques to predict toxicity online community users. Our main motivation is to help the moderators of these communities to focus their efforts on users who are more likely to write toxic messages, and thus avoid wasting time and resources by monitoring the entire community. First, we created a mathematical model capable of predicting the five personality traits of the OCEAN model (Openness, Conscientiousness, Extraversion, Agreeableness and Neuroticism) and the three traits of the Dark Triad (Narcissism, Machiavellianism and Psychopathy) for auser, based on their writing style and choice of vocabulary. The experiments we performed with this model on users of the Twitter and Reddit communities have shown that there is a relationship between a user’s personality and the level of toxicity of their messages. In particular, we found that users with high values of narcissism, Machiavellianism and psychopathy andlow values of conscientiousness and agreeableness were more likely to write toxic messages. For our second technique, we applied clustering algorithms on the predicted personality traits andon the observed language characteristics. This allowed us to show that it is possible to detect clusters of potentially risky users without having to create a profile for each user. Finally, we created a regression model to estimate the level of toxicity of users based on their linguistic attributes alone. We observed that the users predicted to have higher toxicity levels by our regression model are also those who have a very high value of Dark Triad traits according to our personality model.

Ce travail cherche à élaborer une méthode de résolution pour une équation non linéaire de l'écoulement d'un fluide, en milieu poreux, par une technique de calcul hybride ou de calcul numérique. Des résultats fiables sont obtenus pour la perméabilité par une méthode numérique partiellement implicite et conservative, à partir de la théorie des différences finies. Les essais réels consistant à enregistrer la pression par des capteurs mécaniques ont été réalisés sur l'épinette blanche. Les résultats ont été extrapolés pour simuler le développement de la pression interne, durant les phases initiales des procédés Rüping et Bethell, dans un poteau théorique avec des proportions fixes d'aubier et de coeur.

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Les méthodes hybrides Moments/PDF sont bien adaptées pour la description des écoulements diphasiques turbulents, polydispersés, hors équilibre thermodynamique. Ces méthodes permettent d'avoir une description assez fine de la polydispersion, de la convection et des termes sources non-linéaires. Cependant, les approximations issues de telles simulations sont bruitées ce qui, dans certaines situations, occasionne un biais. L'approche alternative étudiée dans ce travail consiste à coupler une description Eulerienne des moments avec une description stochastique Lagrangienne à l'intérieur de la phase dispersée, permettant de réduire l'erreur statistique et d'éliminer le biais. La mise en oeuvre de cette méthode nécessite le développement de schémas numériques robustes. Les approches proposées sont basées sur l'utilisation simultanée des techniques de relaxation et de décentrement, et permettent d'obtenir des approximations stables des solutions instationnaires du système d'équations aux dérivées partielles, avec des données peu régulières provenant du couplage avec le modèle stochastique. Une comparaison des résultats de la méthode hybride Moments-Moments/PDF avec ceux issus de la méthode hybride ''classique'' est présentée en termes d'analyse des erreurs numériques sur un cas de jet co-courant gaz-particules.

Ce mémoire traite de la modélisation et la simulation dynamique d'un système d'arrimage utilisé dans le transport d'équipements hors normes. L'arrimage des charges dans ce type de transport s'effectue à l'aide de chaînes que l'opérateur du véhicule appose de manière à ancrer la charge directement sur la semi-remorque. Ce projet nécessite la modélisation d'un véhicule dans le but d'effectuer des man?uvres prédéterminées. Le véhicule doit effectuer ces man?uvres dans le but d'induire des accélérations critiques au chargement. Ce projet de recherche vise à étudier la performance du système d'arrimage en terme de tension induite dans les chaînes lors de man?uvres. En effet, il est important d'assurer la sécurité de l'arrimage de telle sorte que la force engendrée dans les chaînes ne dépasse pas la limite de charge nominale prescrite par les fabricants de composantes d'arrimage. De plus, la recherche permet d'étudier différentes configurations d'arrimage dans le but d'étudier l'impact de la disposition des chaînes sur la qualité de l'arrimage.

L’ensemble des mines – et particulièrement celles exploitant un gisement filonien ou de faible puissance – sont très sensibles à la problématique de la dilution minière (i.e ., bris hors-profil de l’éponte supérieure). En effet, puisque cette dilution est généralement de faible teneur, le matériel qui se retrouve dans les chantiers miniers peut ne pas permettre de compenser les coûts associés au minage et par conséquent, la rentabilité de l’opération peut en être affectée. Ceci est particulièrement vrai lorsque la teneur de la dilution se situe sous le seuil de rentabilité (i.e., teneur de coupure). Par ailleurs, lorsque des effondrements (dilution) surviennent pendant les activités de soutirage, ceci représente un risque important pour les équipements mobiles (e.g., chargeuse-navette). Nombreux sont les chercheurs qui ont travaillé à développer et à améliorer les abaques de stabilité et critères de conception de chantiers, mais leur efficacité à prédire le bris hors-profil est souvent faible. Néanmoins, ces outils demeurent très utiles pour les projets sur sites vierges (« greenfield projects »), mais dès lors que les conditions géomécaniques d’un site deviennent mieux comprises, il importe de corriger et d’optimiser ces critères de conception afin de mieux représenter la réalité de l’opération minière. Ce mémoire expose donc la méthodologie employée afin de quantifier le bris hors-profil provenant des différentes surfaces des chantiers (i.e., épontes, toit, murs) exploités par la méthode de chambre vide. Une comparaison entre les performances réelles et celles prédites par les modèles couramment utilisés dans l’industrie a été effectuée. À l’aide de méthodes statistiques univariées et bivariées, les paramètres affectant le bris hors-profil peuvent être déterminés objectivement. L’élaboration de nouveaux modèles statistiques permet également d’accroître la fiabilité des prédictions (i.e., le bris hors-profil) et fournit des outils permettant d’assister les ingénieurs dans la conception et le dimensionnement des chantiers miniers. La mine Éléonore de Goldcorp a servi de cas d’étude afin de démontrer la validité d’une telle démarche.

Les maladies valvulaires mitrales induisent une surcharge de pression ou de volume dans l’oreillette. L’augmentation de la pression auriculaire initie alors des complications secondaires, telles que l’hypertension artérielle pulmonaire, la fibrillation auriculaire et la thromboembolie. Les objectifs du remplacement valvulaire mitral sont donc d’améliorer l’hémodynamie de la valve, mais aussi de normaliser les pathologies secondaires. Ces objectifs ne sont pas nécessairement atteints chez tous les patients. Parfois, ils ne le sont que partiellement. L’objectif général de cette thèse est de mieux comprendre les interactions complexes entre le substitut valvulaire, les écoulements intra-auriculaires et la circulation pulmonaire. Nous avons donc développé un nouveau simulateur expérimental atrio-ventriculaire capable d’estimer ces interactions. Il est basé sur le respect du synchronisme entre les contractions et relaxations des deux cavités cardiaques, modélisées par deux moules en silicone. Deux pompes, asservies par un contrôleur temps réel, autorisent une double activation rigide et synchronisée, et la maîtrise des volumes des moules de l’oreillette et du ventricule. Un modèle Windkessel simule la circulation pulmonaire et une troisième pompe l’éjection du ventricule droit. Les courbes pression-volume des cavités et les impédances aortique et pulmonaire mesurées sur le simulateur sont totalement physiologiques, excepté l’amplitude de la pression auriculaire qui demeure encore trop élevée. La forme du moule de l’oreillette, totalement anatomique et comprenant quatre veines pulmonaires et l’appendice auriculaire gauche, permet une organisation de l’écoulement intra-auriculaire très proche de celle observée in-vivo. La visualisation de ces écoulements est réalisée par vélocimétrie par images de particules trois composantes et multi-plans, associée à une méthode de masquage automatique des régions d’intérêt. Nous avons étudié, par une approche numérique, l’impact de la disproportion patient-prothèse en position mitrale sur les pressions auriculaire gauche et artérielle pulmonaire. Le modèle numérique a permis de valider les seuils d’aire valvulaire effective indexée utilisés en clinique pour estimer la présence et la sévérité de la disproportion patient-prothèse. Par ailleurs, nous avons démontré au moyen du simulateur atrio-ventriculaire que l’aire valvulaire effective d’une prothèse mitrale varie de l’ordre de 30% durant la diastole, ce qui remet en cause l’hypothèse selon laquelle cette variable ne change pas durant cette période. Enfin, nous avons mis en évidence l’impact positif de la régurgitation d’une prothèse mécanique sur la thrombogénèse, similairement à l’insuffisance mitrale, au détriment d’une augmentation de la pression artérielle pulmonaire. Les nouvelles connaissances et le nouvel outil expérimental présentés dans cette thèse pourraient être utilisés, à l’avenir, pour améliorer les prothèses valvulaires mitrales et développer des stratégies visant à optimiser les résultats du remplacement valvulaire mitral. / Mitral valve diseases induce left atrial pressure or volume overload. The resulting increase of left atrial pressure, in turn, leads to secondary abnormalities, such as pulmonary arterial hypertension, atrial fibrillation and thromboembolism. Therefore, the main goals of mitral valve replacement are to restore the valvular hemodynamics and to normalize the secondary abnormalities. The general objective of this thesis is to better understand the complex interactions between the valve substitute, the intra-atrial flow patterns, and the pulmonary circulation. We, therefore, developed a new in-vitro pulsed atrio-ventricular mock circulatory system to investigate these interactions. The setup is based on the perfect synchronization between the contractions and relaxations of the two cardiac cavities, which are mimicked by two silicone moulds. Two pumps, real time servo-controlled, allow the double rigid and synchronized activations of the moulds, and the control of left atrial and left ventricular volumes. A Windkessel model is used as the pulmonary circulation and a third pump mimick the right ventricular ejection. Pressure-volume curves of the cardiac cavities and aortic and pulmonary impedances, measured in-vitro, are totally concordant with the cardiac physiology, except the amplitude of the left atrial pressure which remains too elevated. The anatomical shape of the left atrial mould includes the four pulmonary veins and the left atrial appendage. This realistic geometry allows flow patterns very closed to those observed in-vivo. Their visualization is performed using multi-planes three components particle image velocimetry, associated with an automatic mask generation. Using a numerical approach, we investigated the impact of mitral prosthesis-patient mismatch on left atrial and pulmonary arterial pressures. The numerical model was used to validate the cut-off values of indexed effective orifice areas generally used to define the presence and the severity of prosthesis-patient mismatch in the clinical setting. With the use of the mock circulatory system, we showed that the effective orifice area of mitral prostheses may exhibit variations of ±30% during diastole, which contradicts the previous hypothesis stating that this variable remains constant during this period. Finally, we described the positive impact of the mechanical mitral prosthetic valve regurgitation on thrombogenesis, similarly to mitral insufficiency, to the expense of an increase of the pulmonary arterial pressure. The new knowledge and the new experimental setup presented in this thesis may prove to be useful to optimize the design of mitral prosthetic valves and the performance of mitral valve replacement.