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

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Les logiciels de simulation du comportement thermique jouent un rôle capital dans l'amélioration des performances énergétiques des bâtiments. Se pose cependant le problème du crédit à apporter aux résultats de simulations de ces logiciels, autrement dit, de l'aptitude de ces derniers et des modèles intégrés à représenter la réalité. Dans ces travaux, nous appliquons une méthodologie basée sur la vérification du logiciel et sur la validation expérimentale de modèles. Pour mener à bien la première phase, nous appliquons une procédure qui a fait ses preuves : la procédure de comparaison inter-logiciels BESTEST. La validation expérimentale nécessite d'une part, la recherche des sollicitations mal prises en compte par le modèle et d'autre part, l'identification des paramètres les plus influents de ce derniers. Nous proposons, pour la première étude, l'utilisation d'un outil d'analyse temps-fréquence : la transformée de Fourier à court-terme. En ce qui concerne la seconde, une méthode d'analyse de sensibilité paramétrique de modèles, basée sur les outils d'analyse spectrale, a été développée. Cette technique constituant le coeur de ces travaux, un chapitre entier est dédié à l'analyse de sensibilité.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2007. / Bibliogr. Publié aussi en version électronique dans la Collection Mémoires et thèses électroniques.

Montréal Trigonix inc. 2018

L'étude approfondie des échanges moléculaires dans le cerveau, notamment à travers les neurotransmetteurs, est cruciale pour comprendre les mécanismes sous-jacents des maladies neurodégénératives telles que l'Alzheimer (AD), le Parkinson (PD) et la maladie de Huntington (HD). Ces molécules de signalisation neuronale jouent un rôle essentiel dans la transmission des informations dans le cerveau et elles sont impliquées dans divers processus physiologiques et comportementaux. La compréhension de leur fonctionnement normal et altéré offre des perspectives importantes pour le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques visant à améliorer la qualité de vie des patients affectés par ces maladies invalidantes. Pour contribuer à cette compréhension, nous avons développé, dans le cadre de cette thèse, un instrument d'analyse colorimétrique de haute précision, compact et autonome. Cet instrument est conçu pour potentiellement remplacer ou améliorer les dispositifs d'analyse spectrale actuellement utilisés. Il présente plusieurs avantages, notamment en termes de facilité d'utilisation, de résolution et d'applicabilité dans le domaine de l'analyse spectrale d'échantillons liquides. En outre, en combinant cet instrument avec un vecteur de détection tel que des nanoparticules d'or ultrastables fonctionnalisées par des aptamères, il serait possible de développer une méthode d'analyse sélective et de haute précision pour la détection des neurotransmetteurs en solution, tout en restant facile d'utilisation. Cette approche intégrée permettrait ainsi offrir un outil précieux pour la recherche, l'analyse et le diagnostic dans le domaine des neurosciences. Le système de détection colorimétrique avancé conçu dans le cadre de ce projet de recherche est doté de caractéristiques novatrices telles qu'un système optique polychromatique basé sur un grism (composant optique formé par la combinaison d'un réseau diffractif et d'un prism ; grating-prism), un système microfluidique modulaire et un système électronique embarqué pour le contrôle et l'analyse des données, le tout dans un format compact, portable, semi-autonome et modulaire. L'instrument ainsi développé offre la possibilité d'analyser le spectre de transmission des échantillons, offrant ainsi deux types d'analyses distinctes pour une meilleure compréhension des interactions moléculaires dans des contextes de laboratoire et in situ, selon l'application visée. Cependant, malgré les progrès réalisés dans le développement de l'instrument, des défis persistent dans l'optimisation de la détection de dopamine avec des nanoparticules. Les protocoles actuels de fonctionnarisation doivent encore être optimisés afin d'atteindre la sensibilité et la sélectivité souhaitées. En conclusion, l'instrument développé présente des caractéristiques innovantes et prometteuses pour la détection de neurotransmetteurs et d'autres composés dans les échantillons aqueux par la méthode de colorimétrie. Malgré les défis persistants, une fois optimisé, cet instrument pourrait trouver une large application dans le domaine de la chimie analytique, ouvrant ainsi de nouvelles perspectives de recherche dans le domaine de la neurologie et pouvant offrir de nouveaux espoirs aux patients atteints de maladies neurodégénératives. / The in-depth study of molecular exchanges in the brain, particularly through neurotransmitters, is crucial for understanding the underlying mechanisms of neurodegenerative diseases such as Alzheimer's (AD), Parkinson's (PD), and Huntington's disease (HD). These neuronal signalling molecules play a crucial role in transmitting information in the brain and are involved in various physiological and behavioral processes. Understanding their normal and altered functioning offers important perspectives for the development of new therapeutic strategies aimed at improving the quality of life of patients affected by these debilitating diseases. To contribute to this understanding, we have developed, as part of this thesis, a high-precision, compact, and autonomous colorimetric analysis instrument. This instrument is designed to potentially replace or improve the spectral analysis devices currently in use. It offers several advantages, particularly in terms of ease of use, resolution, and applicability in the spectral analysis of liquid samples. Furthermore, by combining this instrument with a detection vector such as ultra-stable gold nanoparticles functionalized with aptamers, it would be possible to develop a selective and high-precision analysis method for the detection of neurotransmitters in solution, while remaining easy to use. This integrated approach would thus provide a valuable tool for research, analysis, and diagnosis in the field of neuroscience. The advanced colorimetric detection system designed in this research project features innovative characteristics such as a polychromatic optical system based on a grism (optical component combining a diffractive grating and a prism; grating-prism), a modular microfluidic system, and an embedded electronic system for control and data analysis, all in a compact, portable, semi-autonomous, and modular format. The instrument developed thus offers the possibility of analyzing the transmission spectrum of samples, thus providing two distinct types of analyses for a better understanding of molecular interactions in laboratory and in situ contexts, depending on the application. However, despite the progress made in instrument development, challenges persist in optimizing the detection of dopamine with nanoparticles. Current functionalization protocols still need to be optimized in order to achieve the desired sensitivity and selectivity. In conclusion, the developed instrument presents innovative and promising features for the detection of neurotransmitters and other compounds in aqueous samples by the colorimetric method. Despite persistent challenges, once optimized, this instrument could find wide applications in the field of analytical chemistry, thus opening new research perspectives in the field of neurology and could offer new hope to patients with neurodegenerative diseases.

L'étude du spectre des réseaux complexes est un problème riche, ayant une longue histoire et des applications dans de nombreux domaines. La densité spectrale limite d'ensembles de graphes aléatoires, en particulier, fournit une information globale importante pour la compréhension de la topologie et du comportement des modèles de réseaux souvent utilisés comme version jouet des réseaux réels. Si la densité spectrale des réseaux denses et non corrélés est en général bien comprise, celle des réseaux extrêmement creux reste un problème difficile. Bien que plusieurs propriétés de la densité spectrale des réseaux extrêmement creux aient pu être établies, une forme fermée pour celle-ci échappe toujours aux chercheurs et chercheuses. C'est à ce problème que s'attaque ce mémoire. Dans un premier temps, une méthode combinatoire pour le calcul de la densité spectrale et de ses moments est développée. Elle est ensuite appliquée au modèle d'Erdős-Rényi dense avec succès, reproduisant le résultat classique qu'est la loi du demi-cercle de Wigner. Finalement, la méthode est utilisée pour l'étude de la densité spectrale des réseaux extrêmement creux. Sont obtenus ainsi une forme fermée pour la densité spectrale des graphes réguliers aléatoires, la preuve de propriétés importantes de la densité spectrale du modèle d'Erdős-Rényi extrêmement creux, une explication de la présence de pics discontinus dans la densité, une correction pour le cœur de celle-ci, ainsi qu'une forme asymptotique pour ses extrémités conjecturée comme vraie pour tous les modèles de réseaux creux et non corrélés. Malgré tout, une forme fermée est toujours inconnue. / The study of the spectra of complex networks is a rich problem with a long history and varied applications. In particular, the limiting spectral density of random graph ensembles provides important global information on the topology and behavior of the network models often used as toy versions of real networks. Though the spectral density of dense, uncorrelated networks is generally well understood, that of extremely sparse networks remains a difficult problem. Despite the fact that many properties of the spectral density of extremely sparse networks have been established, a closed form still evades researchers. It is that problem which this thesis tackles. First, a combinatorial approach to the calculation of the spectral density and its moments is developed. It is then successfully applied to the dense Erdős-Rényi model, reproducing the classical Wigner semicircle law. Finally, the approach is employed to study the spectral density of extremely sparse networks. Results obtained this way include a closed form for the spectral density of random regular graphs, proofs of important properties of the spectral density of extremely sparse Erdős-Rényi random graphs, an explanation of the presence of discontinuous peaks in the density, a correction for its bulk and an asymptotic form for its extremities, which is conjectured to hold for all models of sparse, uncorrelated networks. However, a closed form remains unknown.

Montréal Trigonix inc. 2018

Nombreuses sont les données contenues dans les relevés spectroscopiques. Seulement, la résolution spectrale qui les caractérise est souvent très faible, ce qui est contraignant par rapport à leur analyse. Effectivement, l’efficacité des techniques conventionnelles relativement à la détection du module moyen d’un champ magnétique stellaire est limitée par la résolution des spectres. Dans ce projet, nous présentons une nouvelle technique d’analyse spectrale appliquée sur les étoiles magnétiques en faisant usage de la fonction d’autocorrélation. Ce procédé inédit en astronomie nous offre la possibilité de détecter dans des spectres non polarisés (paramètre Stokes I ) un champ magnétique dont le module moyen est aussi faible que 2.4 kG pour une résolution spectrale sous 10 000. Il s’agit d’une bonne performance considérant le fait que l’usage d’une technique conventionnelle nécessite une résolution spectrale de près de 60 000 afin de détecter la séparation des raies causée par un champ magnétique d’une force similaire. Aussi, notre étude nous a permis de déceler la forme des courbes de variation du champ magnétique en fonction de la période de rotation de quatre étoiles connues pour des résolutions de l’ordre de 5000. Par ailleurs, notre analyse exhibe le rendement impressionnant de la technique à l’égard du bruit de photons polluant le signal des spectres d’étoiles. / Many data are contained within spectroscopic surveys. However, these are characterized by low spectral resolution which can be constraining regarding their analysis. Indeed, the effectiveness of conventional techniques in detecting stellar mean magnetic field moduli is limited by the resolution of the spectra. In this project, we present a new spectral analysis technique applied to magnetic stars using the autocorrelation function. This process, never used before in astronomy, allows us to detect in unpolarized spectra (Stokes I parameter) mean magnetic field moduli as low as 2.4 kG for a spectral resolution below 10 000. This is a great performance considering the fact that using conventional techniques requires a spectral resolution near 60 000 to be able to detect line splitting caused by a magnetic field of a similar strength. Also, our study allowed us to detect the shape of the magnetic field variation curves versus the rotation period of four known stars for resolutions of the order of 5000. In addition, our analysis demonstrates the impressive performance of the technique against noise polluting the signal in stellar spectra.

Titre de l'écran-titre (visionné le 2 octobre 2023) / Ce mémoire s'intéresse au développement d'un analyseur de spectre cohérent (COSA) utilisant un module laser à rétroaction répartie (DFB) comme oscillateur local (LO). L'objectif est de concevoir un analyseur de spectre cohérent plus petit, robuste et moins chers en remplaçant les lasers à cavité externe normalement utilisés, permettant ainsi d'employer de tels appareils autant dans des environnements de recherche scientifique et d'ingénierie que sur des lignes de productions ou de liens de communication déployés. L'introduction présente les méthodes d'analyse du spectre optique existantes ainsi que leurs limitations et les avantages des analyseurs de spectre optique cohérents par rapport à ces méthodes. Les bases théoriques derrière le fonctionnement des COSA sont également présentées. Le premier chapitre décrit le montage expérimental du COSA utilisé dans le cadre du mémoire. Les deux branches le composant sont décrites et la calibration nécessaire au fonctionnement de l'appareil est présentée. Le deuxième chapitre caractérise les performances de l'appareil. Le rapport signal sur bruit optique (OSNR) et la largeur de raie du signal à la sortie de l'amplificateur optique semi-conducteur (SOA) du module laser DFB sont mesurés et comparés aux performances de la portion électrique du montage afin de déterminer la dynamique et la résolution du COSA. L'appareil est ensuite utilisé pour mesurer le spectre d'un laser à cavité externe, avec et sans modulation d'amplitude, ainsi qu'avec un laser DFB. On trouve expérimentalement que le système possède une dynamique pouvant atteindre plus de 50 dB et une résolution de 10 MHz correspondant à la largeur de bande des filtres RF utilisés.