Résumé : Les résultats d'une étude expérimentale sur les possibilités d'utilisation des systèmes radar dans l'évolution temporelle de l'humidité du sol sont présentés. Une campagne de terrain a été conduite durant tout un cycle de croissance sur un couvert de blé. Les mesures ont été obtenues à l'aide d'un diffusomètre radar à 5.17 GHz, en polarisation HH, pour six angles d'incidence. Les données incluent deux directions d'illumination, l'une parallèle à l'orientation des rangs (13=0°) et l'autre perpendiculaire (13=90°). Des analyses de régression et une analyse graphique de l'évolution temporelle de a° ont démontré que la conversion des données radar en valeur d'humidité du sol devient difficile lorsque le taux d'humidité se situe en deça d'un certain seuil (-20%). Il a été démontré également que les changements dans la morphologie de la plante peuvent causer des variations extrêmes des valeurs de rétrodiffusion et présenter de ce fait une ambiguïté dans l'interprétation de l'humidité du sol. ||Abstract : The results of experimental studies on the use of radar to mesure the temporal evolution of soil moisture are presented. An experiment was conducted using the FM microwave scatterometer of the Canada Centre for Remote Sensing. The radar measurements were made during all growing season at 5.17 GHz, HH polarization, and at six incidence angles. Two row aspects of the wheat fields were included, one parallel to the furrows (13=0°) and the other perpendicular (13=90°). Regression analysis followed by graphic analysis of the temporal evolution of a° show that for a certain range of soil moisture the temporal evolution is ambiguous. This occurs when soil moisture is relatively low, resulting in saturation of the radar backscatter. A positive inversion of the curve is observed when soil humidity is lower than a certain threshold 20%). Moreover it is shown that temporal plant morphology variations can cause extreme variations in the values of the scattering coefficient

Pour tirer pleinement profit des avantages liés au déploiement dans les nuages, les applications doivent s’exécuter sur des environnements configurés de façon à répondre précisément aux besoins desdites applications. Nous considérons que la sélection et la configuration d’un nuage peut s’appuyer sur une approche basée sur les Lignes de Produits Logiciels (LPLs). Les LPLs sont définies pour exploiter les points communs par la définition d’éléments réutilisables. Cette thèse propose une approche basée sur les LPLs pour sélectionner et configurer un nuage en fonction des besoins d’une application à déployer. Concrètement, nous introduisons un modèle de variabilité permettant de décrire les points communs des différents nuages. Ce modèle de variabilité est notamment étendu avec des attributs et des multiplicités, qui peuvent être également impliqués dans des contraintes complexes. Ensuite, nous proposons une approche permettant de vérifier la cohérence de modèles de variabilité étendus avec des cardinalités, en particulier lorsque ceux-ci évoluent. En cas d’incohérence, nous fournissons un support permettant d’en expliquer son origine et sa cause. Enfin, nous proposons une plateforme automatisée de sélection et configuration de nuages, permettant la dérivation de fichiers de configuration relatifs aux besoins de l’application à déployer en fonction du nuage choisi. Ce travail de recherche s’est effectué dans le cadre du projet européen PaaSage. Les expérimentations menées montrent les avantages de notre approche basée sur les LPLs et, en particulier, comment son utilisation améliore la fiabilité lors d’un déploiement, tout en proposant une plateforme flexible et extensible. / To benefit from the promise of the cloud computing paradigm, applications must be deployed on well-suited and configured cloud environments fulfilling the application’s requirements. We consider that the selection and configuration of such environments can leverage Software Product Line (SPL) principles. SPLs were defined to take advantage of software commonalities through the definition of reusable artifacts. This thesis thus proposes an approach based on SPLs to select and configure cloud environments regarding the requirements related to the application to deploy. In particular, we introduce a variability model enabling the description of commonalities and variabilities between clouds as feature models. In addition, we extend this variability model with attributes and cardinalities, together with constraints over them. Then, we propose an approach to check the consistency of cardinality-based feature models when evolving those models. Our approach provides a support to detect and explain automatically a cardinality inconsistency. Finally, we propose an automated platform to select and configure cloud environments, which generates configuration scripts regarding the requirements of the application to deploy. This work has been done as part of the European PaaSage project. The experiments we conducted to evaluate our approach show that it is well suited to handle the configuration of cloud environments, being both scalable and practical while improving the reliability of the deployment.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Les microbes ou micro-organismes sont les producteurs primaires des services écosystémiques pour les cycles biogéochimiques de la terre et les systèmes biologiques. Les xénobiotiques marquent une nouvelle ère anthropogénique « l’anthropocène », et ils représentent une source de sélection artificielle de la structure et de la composition de la biodiversité microbienne. Par conséquent, les perturbations anthropogéniques sont néfastes pour les systèmes microbiens et induisent des changements adaptatifs ou des dommages dans leurs répertoires génotypiques. L’assemblage des communautés microbiennes durant la résistance et la résilience est gouverné par des processus éco-évolutifs. Ce travail découle de l’intersection transdisciplinaire de l’écotoxicologie, l’écologie microbienne, la métagénomique et la bioinformatique. L’objectif de ce travail consiste à étudier les signatures adaptatives de la résistance et de la résilience microbienne selon deux modèles. Le premier est environnemental (E) composé d’un bassin versant lacustre contaminé par des métaux lourds. Le deuxième modèle est hôte-associé (HA), constitué d’un système expérimental d’exposition de la Perchaude (Perca flavescens) au chlorure de cadmium selon deux régimes constant et graduel. Trois nouveautés résument les travaux de cette thèse de doctorat. Premièrement, le phénomène de découplage taxon-fonction a été démontré pour la première fois, dans le système E sous un gradient sélectif de pollution, et au sein du microbiote cutané dans le système HA durant sa période de résilience. Deuxièmement, des altérations significatives de la diversité taxonomiques et fonctionnelles mettent en évidence des signatures adaptatives du résistome et de l’érosion des fonctions métaboliques dans le système E. Quant au système HA, le stress métallique a augmenté la prévalence significative de souches pathogènes et des opportunistes avec une dysbiose cutanée de la perchaude accompagnée par une réduction de sa capacité de résistance à une colonisation bactérienne massive. Troisièmement, la modélisation de l’assemblage bactérien de microbiote du système HA montre des rôles confondus de l’ontogenèse et de la force de sélection durant la période de résistance. La persistance des effets à long terme de la sélection durant le stade de résilience a été expliquée par une augmentation inattendue de la bioaccumulation du cadmium dans les tissus hépatiques de l’hôte. En conclusion, nos travaux montrent que l’adaptation des répertoires métagénomiques peut être décelée par le phénomène de redondance fonctionnelle observée à l’échelle de découplage taxon-fonction, ce qui reflète potentiellement une stratégie adaptative par transfert horizontal de gènes partagés entre les communautés microbiennes environnementales sous perturbation graduelle. Dans le système HA, l’assemblage de microbiote montre un gradient de processus neutres et non neutres. Enfin, la dérive taxonomique serait une force écologique non négligeable plus importante dans le système environnemental que dans le système intestinal durant et après la perturbation. / Microbes or microorganisms are the primary producers of ecosystem services for biogeochemical cycles of the earth and biological systems. Xenobiotics mark a new anthropogenic era, "the Anthropocene," and they represent a source of artificial selection of the structure and composition of microbial biodiversity. As a result, anthropogenic disturbances are detrimental to microbial systems and induce adaptive changes or damage in their metagenomic repertories. During resistance and recovery, the ecological processes governing the assembly of microbial communities cannot be dissociated from those of microbial evolution. This work stems from the transdisciplinary intersection of ecotoxicology, microbial ecology, metagenomics and bioinformatics. The main goal is to understand the adaptive signatures of microbial resistance and resilience in two models. The first is environmental (E) composed of a lake-bound watershed contaminated by heavy metals. The second model is hostassociated (HA), consisting of an experimental system of perch (Perca flavescens) intoxicated with cadmium using two steady and gradual regimes. Three novelties summarize the work of this doctoral thesis. Firstly, the phenomenon of taxon-function decoupling has been demonstrated for the first time, in the E system under selective pollution gradient, and second, within the cutaneous microbiota in the HA system during its recovery stage. Third, the microbiota assembly modelling in the HA system suggested mixed effects of ontogenesis, and selective pressure during the period of resistance and recovery. The increase in cadmium bioaccumulation in liver tissues of perch can argue the persistence of the long-term effects of selection during the recovery stage. In conclusion, our work showed that the adaptation of microbial metagenomic repertories could be revealed through functional and taxonomic redundancy patterns observed at the scale of taxon-function decoupling. The gap between functional and taxonomic diversity reflects an adaptive strategy by horizontal gene transfer among environmental communities microbial under gradual disruption In the HA system, the microbiota assembly shows a gradient of neutral and non-neutral processes. Finally, the taxonomic drift is a significant ecological force, more effective in the environmental system than in the intestinal system during and after the disruption.

Montréal Trigonix inc. 2018

Cette thèse vise à fournir un élément de réponse à un problème politicoanthropologique classique, celui de l'origine de l'inégalité parmi les hommes. Plus précisément, elle vise à déterminer deux choses: 1) pourquoi des hommes, capables de culture, ont vécu pendant des centaines de milliers d'années dans des petits groupes de chasseurs-cueilleurs nomades et égalitaires 2) pourquoi l'apparition de sociétés de grande taille au cours du Néolithique s'est systématiquement accompagnée d'une différenciation sociale accrue, de l'apparition de hiérarchies de statuts et, éventuellement, de la centralisation du pouvoir politique. La réponse proposée est que la taille des sociétés humaines est sensible à un effet de plafonnement. Ceci s'explique par le caractère conditionnel de la coopération humaine et par la mémoire limitée des humains en contexte social. Ce plafonnement de la taille des groupes ne peut être surmonté que si les humains créent des institutions qui permettent une division sociale du travail de sanction, ce qui à son tour dépend de l'émergence chez l'homme d'un langage et d'une théorie de l'esprit complexes. L'argument proposé est de type fonctionnaliste et vise à appuyer les théories en sciences sociales qui s'intéressent à l'évolution de la culture et des formes politiques.

La simulation in silico des gènes codant pour des ARN de transfert et des protéines a connu un développement considérable ces dernières années car elle permet de déduire de modèles simples des comportements inattendus qui découlent de la structure des génotypes dans l'espace des séquences et de la correspondance génotype-phénotype. Le modèle d'évolution le plus élémentaire, la théorie dite "de l'évolution neutre" conçue et défendue par Kimura principalement, donne lieu à un phénomène à présent bien documenté: les génotypes robustes aux mutations et exprimant des protéines se repliant efficacement, sont surreprésentés en comparaison des génotypes "fragiles". De nombreuses questions restent en suspens notamment en ce qui concerne l'incidence que peut avoir une modélisation plus réaliste de la fonctionnalité d'une protéine sur le schéma tracé à partir de considérations purement structurales et cinétiques. Pour cela, nous avons développé un modèle incluant une contrainte sélective imposant une dimérisation spécifique minimale de deux protéines codées par deux gènes pour qu'un individu puisse survivre. Nous démontrons que les réseaux neutres construits d'après des critères structuraux sont grandement plastiques et peuvent s'adapter à une fonction vitale sans souffrir de baisse de stabilité. La surreprésentation des génotypes robustes est maintenue, elle est même amplifiée par l'interaction épistatique existant entre les deux gènes. On observe que cela s'accompagne d'une augmentation en moyenne de la fonctionnalité résultant de l'émergence d'un *superfunnel* fonctionnel dans l'espace des séquences. Cette propriété remarquable pourrait avoir d'importantes implications dans l'explication de l'émergence de nouvelles fonctions biologiques. Une autre question concerne les simplifications impliquées par le choix des modèles protéiques. Puisque les simulations évolutives supposent un coût de calcul important, les protéines sur réseau ont eu la préférence de nombreux modélisateurs. Dans ce mémoire, nous proposons un modèle de protéine hors réseau possédant des cartes de contacts plus complexes que les protéines sur réseau. Il confirme les conclusions tirées des simulations sur les protéines sur réseau.

Le paradigme ingénierie-dirigée par les modèles (Model-Driven Engine MDE) encourage l'utilisation des modèles et des langages de modélisation durant le processus de développement afin d'améliorer la qualité et la productivité. Les métamodèles sont des composants essentiels de tout écosystème de langage de modélisation afin de définir les aspects structurels d'un domaine d'activité. En complément, l'Object Constraint Language (OCL) est utilisé pour spécifier en détail les aspects du domaine d'activité, par exemple plus de 750 contraintes viennent avec le métamodèle UML. Malheureusement, les métamodèles sont constamment soumis aux changements et évolution qui affectent les contraintes OCL définies qui peuvent avoir besoin d'être co-évolué en conséquence. Bien que plusieurs approches aient été proposées pour détecter les changements de métamodèle lors de l'évolution et de les utiliser par la suite pour co-évoluer les contraintes OCL. Ils ne peuvent toujours pas détecter une trace d'évolution complète et correcte du métamodèle tout en proposant une résolution unique par contrainte OCL impactée alors que des résolutions multiples et alternatives peuvent être appliquées. Dans cette thèse, nous proposons une approche pour détecter les changements de métamodèle lors d'une évolution, tout en visant la complétude et une haute précision. Notre approche de détection considère les changements atomiques et complexes au cours de l'évolution. Par ailleurs, nous proposons une approche dédiée à la co-évolution des contraintes OCL tout en tenant compte des résolutions alternatives et à veiller à ce que seules les résolutions appropriées sont proposées à l'utilisateur pour chaque contrainte OCL impactée. Notre validation montre d'une part que le rappel (recall) de 100% est toujours atteint dans nos cas d'études avec une précision moyenne de 70,75%, qui est encore améliorée par nos heuristiques jusqu'à 91% et 100% dans certains cas. D'autre part, une moyenne de 92% et 93% respectivement syntaxiquement et sémantiquement correcte de co-évolution d'OCL sont atteintes dans nos études de cas. Les deux approches sont implémentées sous forme de plugins pour l'IDE Eclipse, un environnement de développement très répandu pour les développeurs de logiciels. Les plugins sont testés par nos partenaires industriels du projet ANR MoNoGe. Cette thèse a abouti à huit articles publiés et trois autres articles qui sont en cours de soumission / phase de révision. / Model-Driven Engineering (MDE) paradigm promotes the use of models and modeling languages during the development process aiming at a better quality and productivity. Metamodels are core components of any modeling language ecosystem to define structural aspects of a business domain. As a complement, the Object Constraint Language (OCL) is used to specify detailed aspects of the business domain, e.g. more than 750 constraints come with the UML metamodel. Unfortunately, metamodels are subject to a constant change and evolution which impacts the defined OCL constraints that may need to be co-evolved as well. Although several approaches have been proposed to detect metamodel changes during evolution and to use them to co-evolve OCL constraints. They still cannot detect a complete and a correct evolution trace of the metamodel while proposing a unique resolution per impacted OCL constraint whereas multiple and alternative ones can be applied. In this thesis, we propose an approach to detect metamodel changes during evolution while aiming at completeness and high precision. Our detection approach considers both atomic and complex changes during evolution. In addition, we propose a dedicated approach to co-evolve OCL constraints while considering alternative resolutions and ensuring that only the appropriate resolutions are proposed to the user for each impacted OCL constraint. Our validation shows on the one hand that a 100% recall is always reached in our case studies with an average precision of 70.75%, which is improved by our heuristics up to 91% and 100% in some cases. On the other hand, an average of 92% and 93% of respectively syntactically and semantically correct OCL co-evolution are reached in our case studies. Both approaches are implemented as plugins for the Eclipse IDE a wide-spread development environment for software developers. The plugins are under test by our industrial partners in the ANR MoNoGe project. This PhD resulted in eight published papers and three other papers are currently under submission/revision phase.

Comment la société humaine est-elle apparue ? Sur quoi reposent les distinctions entre l'homme et l'animal ? Voici un questionnement qui a habité l'humanité depuis les origines. On en trouve l'écho dans les écrits des philosophes et hommes de science au Siècle des Lumières, mais également au sein même de la science moderne. D'un côté, les sciences biologiques ont tenté de répondre en cheminant sous l'impulsion de l'évolutionnisme et, de l'autre, les sciences humaines ont répondu sous la forme ± de grands récits ¿ des origines de l'homme. Constituant peut-être une des grandes ± antinomies ¿ de la science moderne, ces deux visions présentent l'homme, l'une comme le prolongement de la nature et, l'autre, comme le fruit d'une rupture avec l'animalité. Bien que solidement ancrées dans la culture scientifique, ces deux conceptions devaient toutefois être secouées par de nouvelles découvertes. Celles-ci ont, petit à petit, déplacé l'intelligibilité de la condition humaine vers un nouveau paradigme porté, entre autres, par la primatologie. Son mérite fondamental est de nous avoir fait comprendre que la vie sociale des grands anthropoïdes est le fond réel de l'avènement de la socialité et des sociétés humaines récentes. Ces découvertes nous permettent de mieux comprendre la spécificité de la société humaine. Bref, nous aurons à explorer et actualiser un débat classique de la discipline sociologique : le débat sur les rôles respectifs de la nature et de la culture dans l'avènement des sociétés humaines.

Les parents qui apprennent que leur enfant est atteint d'une condition médicale incurable vivent de profonds bouleversements personnels, émotifs, sociaux et spirituels. Le but de cette étude doctorale est de trouver une piste explicative à l'évolution de leur attitude envers la vie. Le cadre théorique se base sur les concepts de récit et d'identité de Ricoeur. La spiritualité fut retenue pour expliquer l'évolution (ou non) des parents vers une sérénité. A l'aide d'entrevues, une typologie en trois modèles d'identité spirituelle fut établie. Les parents du modèle « Toute-puissance » délèguent à l'A-autre la résolution de leur problème et ainsi ne participent pas activement à la construction de leur récit, ne permettant pas d'accéder à un sens réparateur. Les parents du modèle « Moi » ne croient qu'en eux-mêmes; ils ne délèguent aucune décision. Ces parents vivent un stress constant. Le troisième modèle « Guide » est constitué des parents les plus sereins. Ils présentent une spiritualité mature, ils se sentent guidés et protégés et envisagent avec joie leur évolution spirituelle. Cette typologie tripartite est retrouvée dans la littérature scientifique à plusieurs reprises. Les perspectives pour les soignants s'occupant de ces enfants sont discutées.