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

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

Le développement de nouvelles techniques en radiothérapie externe ouvre de nouvelles voies dans la recherche de gain de précision dans la distribution de dose en passant notamment par la connaissance du mouvement pulmonaire. La simulation numérique NEMOSIS (Neural Network Motion Simulation System) basée sur les Réseaux de Neurones Artificiels (RNA) développée ici permet, en plus de déterminer de façon personnalisée le mouvement, de réduire les doses nécessaires initiales pour le déterminer. La première partie présente les techniques actuelles de traitement, les mouvements pulmonaires ainsi que les méthodes de simulation ou d’estimation du mouvement déjà existantes. La seconde partie décrit le réseau de neurones artificiels utilisé et les étapes de son paramétrage pour répondre à la problématique posée. Une évaluation précise de notre approche a été réalisée sur des données originales. Les résultats obtenus sont comparés avec une méthode d’estimation du mouvement. Les temps de calcul extrêmement faibles, de l’ordre de 7 millisecondes pour générer une phase respiratoire, ont permis d’envisager son utilisation en routine clinique. Des modifications sont apportées à NEMOSIS afin de répondre aux critères de son utilisation en radiothérapie externe et une étude sur le mouvement de contours tumoraux est effectuée. Ces travaux ont mis en place les bases de la simulation du mouvement pulmonaire par RNA et ont validé cette approche. Son exécution en temps réel couplé à la précision de la prédiction fait de NEMOSIS un outil prometteur dans la simulation du mouvement synchronisé avec la respiration. / The development of new techniques in the field of external radiotherapy opens new ways of gaining accuracy in dose distribution, in particular through the knowledge of individual lung motion. The numeric simulation NEMOSIS (Neural Network Motion Simulation System) we describe is based on artificial neural networks (ANN) and allows, in addition to determining motion in a personalized way, to reduce the necessary initial doses to determine it. In the first part, we will present current treatment options, lung motion as well as existing simulation or estimation methods. The second part describes the artificial neural network used and the steps for defining its parameters. An accurate evaluation of our approach was carried out on original patient data. The obtained results are compared with an existing motion estimated method. The extremely short computing time, in the range of milliseconds for the generation of one respiratory phase, would allow its use in clinical routine. Modifications to NEMOSIS in order to meet the requirements for its use in external radiotherapy are described, and a study of the motion of tumor outlines is carried out. This work lays the basis for lung motion simulation with ANNs and validates our approach. Its real time implementation coupled to its predication accuracy makes NEMOSIS promising tool for the simulation of motion synchronized with breathing.

Les retours et les études dont on dispose sur les réseaux IP par satellite ne permettent pas d’apprécier les performances dont ils sont capables. Pourtant, les difficultés de transmettre de l’IP par satellite persistent encore. L’inadaptation du protocole IP, initialement conçu pour des réseaux terrestres, au large produit délai-bande du média satellite est une raison. Le fonctionnement souvent dé-corrélé entre les niveaux supérieurs de la pile TCP/IP et les couches physique et MAC du média satellite, est une autre. Dans le cadre de ce travail de thèse nous adoptons une démarche expérimentale basée sur l’observation, l’analyse et l’évaluation de systèmes implantant des technologies IP par satellite tels que le standard DVB-RCS, la technologie propriétaire iDirect ou la nouvelle norme DVB-S2. Nous étudions l’impact des règles de qualité de service IP sur les performances des applications dans un contexte de bande limitée. Nous nous penchons notamment sur l’évaluation des efficacités de l’encapsulation IP en termes de consommation de bande. Notre premier objectif est de déceler les niveaux auxquels un opérateur peut agir en vue d’optimiser la configuration d’un système IP par satellite et en accroître les performances / Despite of a number of IP satellite networks developed and deployed, only a limited number of studies and feedbacks about the performance is available. IP over satellite systems raises several constraints. One of the main reasons is the lack of adaptation of IP protocol, initially designed for terrestrial wired networks, to the large bandwidth delay product of the satellite media. Another reason is a lack of coordination between the IP protocol stack upper layer and the satellite MAC and physical layer. The purpose of this PhD study is to evaluate and assess the behaviour of IP applications when conveyed over satellite systems. We mainly focus on the IP quality of service performance, bandwidth encapsulation efficiency as well as IP applications metrics. Through the observation, we try to find how it’s possible to modify the IP satellite systems configuration in order to improve IP applications performance. We also suggest some ideas about the way to refine these technologies with regards to the design aspects. Experimentations have been performed over test beds implementing both standardised satellite technologies such as DVB-RCS as well as proprietary systems such as iDirect in addition to the new normalised technology DVB-S2

Les actionneurs à base de polymères électroactifs ioniques constituent une alternative prometteuse par rapport aux actionneurs conventionnels, en particulier lorsqu’une réponse comparable à celle d’un muscle naturel est recherché. Parmi eux, les actionneurs à base de polymères conducteurs constituent une voie prometteuse pour des applications biomédicale où la biocompatibilité, la compacité et un positionnement précis sont requis. Néanmoins, l’essor de dispositifs fonctionnels est fortement ralenti en raison de la faible efficacité d’actionnement et de la rapide dégradation des performances de ce type d’actionneurs. L’absence de rétroaction sur la force ou sur la position est également un autre aspect limitant le développement de cette approche. L’objectif de cette thèse est de proposer une technique de fabrication à grande échelle pour l’élaboration d’actionneurs à base de polymères électroactifs ioniques et permettant également l’intégration de capteurs pour un contrôle rétroactif. L’impression par jet d’encre est une technologie clé pour le dépôt de polymères et une des plus alternatives les plus prometteuses pour la production d’actionneurs à base de polymères conducteurs. Cependant, la fabrication d’actionneurs par technique jet d’encre n’est pas encore totalement maîtrisée à cause des propriétés rhéologiques des solutions de polymères conducteurs qui rendent difficile le contrôle de l’éjection de gouttes mais également en raison de la nature complexe des interactions entre la solution et l’échantillon qui peut conduire à une faible adhésion et un mauvais contrôle de l’infiltration de l’encre. Pour optimiser cette méthode de fabrication, des membranes hybrides contenant des ions ont été développées. Le greffage d’un monomère hydrophile par plasma argon avec un dépôt contrôlé en profondeur a été utilisé pour obtenir des membranes en polyfluorure de vinylidène (PVDF) avec des surfaces hydrophiles tout en conservant une zone centrale hydrophobe. Ces membranes hybrides ont permis d’obtenir, par dépôt de gouttes, des actionneurs de morphologies très variées à base de polymères conducteurs. En outre, la durée de vie d’actionneurs obtenus avec une solution conductrice de poly(3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrene sulfonate (PEDOT:PSS) a été sensiblement augmentée avec des déformations de plus de 0.6% sans qu’aucun signe de délamination ne soit perceptible. Enfin, la nature complexe des mécanismes physico-chimiques à l’origine des interactions entre le film polymère et la membrane poreuse a été mieux appréhendée durant ce travail. Les conditions nécessaires pour assurer une forte adhésion et les effets conduisant à un mauvais contrôle de l’infiltration ont été partiellement identifiés. Ces résultats ont permis de définir les paramètres clés concernant la préparation de la membrane et la composition de la solution polymère. En associant l’ensemble de ces résultats avec les exigences liées à l’utilisation de l’impression de solutions par jet d’encre, nous avons réalisé, en utilisant cette technique de dépôt, les premiers actionneurs ioniques à base de PEDOT:PSS. / Onic electroactive polymer based artificial muscles are promising alternative to traditional actuators, especially where compliant muscle-like response is desirable. Among them, conducting polymer actuators (CPAs) are most promising for biomedical applications, where biocompatibility, compactness and accurate positioning is essential. Nevertheless, development of applicable devices is hold down by their low efficiency and fast performance deterioration. The absence of a tactile, force or position feed-back is another feature limiting the development of functional devices. The goal of this thesis is to develop a fabrication technique for conducting polymer based actuators that could be up-scalable and enable facile integration of sensory feedback. Inkjet printing is key technology in the field of defined polymer deposition as well as in fabrication of strain sensors. It is also one of the most promising alternatives to prevalent fabrication of conducting polymer actuators. Nevertheless, inkjet printed actuators were not yet realized due to rheological properties of conducting polymer solutions that challenge jetting and the complex solution - membrane interactions, that lead to poor adhesion or uncontrolled infiltration. In order to enable this fabrication method, hybrid ion-storing membranes were developed. Argon plasma induced grafting-to of hydrophilic macromonomer with limited-indepth deposition was used to obtain polyvinylidene fluoride (PVDF) membranes with hydrophilic upper surfaces and hydrophobic centre. Functionalized PVDF membranes were shown to withhold good adhesion to the conducting polymer films and preserve electrically insulating layer in between them. Hybrid membranes were demonstrated to be advantageous in fabrication of CPAs by drop casting and enable production of actuators with various morphologies. Furthermore, fabricated poly(3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrene sulfonate (PEDOT:PSS) based actuators demonstrated long lifetime with no signs of delamination as well as large strain of more than 0.6%. In addition, the complex nature of the physico-chemical mechanisms of the interactions between the polymer film and the porous membrane was better understood during this work. The conditions necessary in order to ensure strong adhesion as well as circumstances leading to uncontrolled infiltration were partially identified. These were used to set up limits to membrane preparation and polymer solution composition. Combining obtained knowledge with known requirements for inkjet printable solutions lead to the realization of the first inkjet printed PEDOT:PSS based ionic actuators.

Le travail présenté dans ce mémoire concerne l'élaboration d'une stratégie complète d'identification et de commande neuronale d'un filtre actif parallèle (FAP). L'objectif visé est l'amélioration des performances par rapport aux systèmes classiques de dépollution des installations électriques basse tension. Basée sur l'utilisation des techniques neuromimétiques, notre approche de compensation des harmoniques se fait en trois étapes. Les deux premières étapes identifient respectivement les composantes de la tension et les courants harmoniques à l'aide de réseaux de neurones du type Adaline. La troisième étape injecte les courants harmoniques dans le réseau électrique par un module de commande à base de réseaux de neurones multicouches. Plusieurs architectures neuronales ont été développées et comparées pour chacune des étapes. La structure proposée s'adapte automatiquement aux variations de la charge du réseau et donc aux fluctuations du contenu harmonique des perturbations. Elle permet également la compensation sélective des harmoniques et la correction du facteur de charge. Finalement, ces stratégies ont été validées sur un banc expérimental et leur aptitude à l'intégration matérielle a été testée en simulation.

Cette thèse se compose de deux parties : la première expose et compare les différentes méthodes quantitatives d'aide à la décision utilisées dans diverses situations. La deuxième étudie et analyse l'indice du marché boursier d'Egypte - marché considéré comme inefficient parmi les marchés boursiers internationaux. En conséquence, nous précisons qu'il est très difficile d'utiliser les méthodes traditionnelles pour prévoir la tendance de l'indice de ce marché boursier (Bourse du Caire et d'Alexandrie : CASE). Pour cela nous avons appliqué la méthode ARIMA de Box-Jenkins (moyenne mobile intégrée auto-régressive) et la méthode ANN (Réseaux de Neurones Artificiels) à un échantillon d'indices du marché boursier (CASE) collecté entre 1992 et 2005, soit 3311 observations d'une série chronologique. Les résultats obtenus ont montré que la méthode traditionnelle de prédiction ARIMA ne permet pas de prévoir l'indice du marché boursier de CASE, alors que la méthode ANN est capable de suivre la tendance réelle de l'indice. Ces conclusions ont été confirmées par les deux critères de calcul du pourcentage d'erreur sur la moyenne absolue (MAPE) et de l'erreur sur la moyenne quadratique (MSE). Donc, les réseaux neuronaux pour la prédiction hebdomadaire des marchés boursiers financiers étant efficaces, l'investisseur individuel pourrait tirer profit de l'utilisation de cette méthode de prédiction pour ses propres décisions financières.

La destruction d'une partie des habitats est souvent la cause principale de leur fragmentation. Or, depuis les années 1960-1970, l'anthropisation du littoral du golfe du Lion a engendré la création d'habitats fragmentés, non pas par une destruction, mais bien par un apport nouveau via l'installation massive d'enrochements côtiers artificiels. Cette étude a eu pour but principal de comprendre le rôle de ces structures en comparaison à des zones naturelles (lagunes, zone rocheuse) dans le maintien des populations de poissons de la côte rocheuse située plus au sud. Le sar commun, poisson caractéristique des zones rocheuses, a été utilisé comme modèle. Des comptages d'adultes et de juvéniles en plongée subaquatique, des marquages directs mais aussi l'utilisation de la microanalyse chimique des otolithes ont été utilisés afin de répondre à ces interrogations. Les aménagements littoraux jouent un rôle de nourricerie non négligeable. Selon les années, les densités de juvéniles sont de 30 à 109 fois supérieures à celles observées sur les habitats naturels, que ce soit sur la côte rocheuse ou dans la lagune. La présence de seulement deux groupes principaux de géniteurs sur la côte catalane française pourrait expliquer de telles différences. Un des deux alimenterait les enrochements côtiers artificiels, il serait situé au cap Leucate. Le second, dans la réserve de Cerbère-Banyuls exporterait des juvéniles vers la côte espagnole suivant un courant dominant nord-sud. De plus, la lagune aurait perdu son rôle de nourricerie au profit des aménagements littoraux. Nos résultats montrent aussi qu'il existe une connectivité lors de la phase adulte entre ces structures côtières et les zones rocheuses naturelles. Elle a lieu principalement au printemps et en automne. 20 % des sars ayant fait leur installation sur les aménagements littoraux les quittent pour la côte rocheuse. Sur cette côte un tiers des sars sont issus d'une installation sur des habitats artificiels de la côte sableuse. Cette étude souligne le rôle majeur que peuvent avoir ces habitats artificiels dans le maintien, voire l'extension des populations de sars communs au niveau de la côte catalane, mais aussi de l'ensemble du golfe du Lion. La fragmentation de l'habitat est dans ce cas positive. Elle pourrait être à l'origine de l'apparition de nouvelles espèces sur la côte du Languedoc-Roussillon comme le sar tambour, Diplodus cervinus et le denti, Dentex dentex

La destruction d'une partie des habitats est souvent la cause principale de leur fragmentation. Or, depuis les années 1960-1970, l'anthropisation du littoral du golfe du Lion a engendré la création d'habitats fragmentés, non pas par une destruction, mais bien par un apport nouveau via l'installation massive d'enrochements côtiers artificiels. Cette étude a eu pour but principal de comprendre le rôle de ces structures en comparaison à des zones naturelles (lagunes, zone rocheuse) dans le maintien des populations de poissons de la côte rocheuse située plus au sud. Le sar commun, poisson caractéristique des zones rocheuses, a été utilisé comme modèle. Des comptages d'adultes et de juvéniles en plongée subaquatique, des marquages directs mais aussi l'utilisation de la microanalyse chimique des otolithes ont été utilisés afin de répondre à ces interrogations.<br />Les aménagements littoraux jouent un rôle de nourricerie non négligeable. Selon les années, les densités de juvéniles sont de 30 à 109 fois supérieures à celles observées sur les habitats naturels, que ce soit sur la côte rocheuse ou dans la lagune. La présence de seulement deux groupes principaux de géniteurs sur la côte catalane française pourrait expliquer de telles différences. Un des deux alimenterait les enrochements côtiers artificiels, il serait situé au cap Leucate. Le second, dans la réserve de Cerbère-Banyuls exporterait des juvéniles vers la côte espagnole suivant un courant dominant nord-sud. De plus, la lagune aurait perdu son rôle de nourricerie au profit des aménagements littoraux.<br />Nos résultats montrent aussi qu'il existe une connectivité lors de la phase adulte entre ces structures côtières et les zones rocheuses naturelles. Elle a lieu principalement au printemps et en automne. 20 % des sars ayant fait leur installation sur les aménagements littoraux les quittent pour la côte rocheuse. Sur cette côte un tiers des sars sont issus d'une installation sur des habitats artificiels de la côte sableuse.<br />Cette étude souligne le rôle majeur que peuvent avoir ces habitats artificiels dans le maintien, voire l'extension des populations de sars communs au niveau de la côte catalane, mais aussi de l'ensemble du golfe du Lion. La fragmentation de l'habitat est dans ce cas positive. Elle pourrait être à l'origine de l'apparition de nouvelles espèces sur la côte du Languedoc-Roussillon comme le sar tambour, Diplodus cervinus et le denti, Dentex dentex.

Ce sujet de recherche a pour principaux objectifs la réalisation d'une bibliothèque de fonctions électroniques analogiques intégrées réalisant les opérations mathématiques présentes dans les modèles des canaux ioniques des neurones et l'évaluation des éléments de cette même bibliothèque. Ce travail se poursuit par la conception d'un système démonstrateur basé sur un circuit intégré analogique neuromimétique utilisant la bibliothèque d'opérateurs pour que ce même circuit intégré puisse être utilisé dans de nouvelles expériences mettant en oeuvre la technique hybride. En fonction des performances du circuit, il a été aussi étudié la faisabilité de son utilisation pour le développement d'un outil d'extraction des paramètres d'une cellule nerveuse, voire même d'un mini-réseau composé de moins d'une dizaine de neurones, par la technique d'optimisation.