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

L'aérosol anthropique peut affecter le cycle de vie des nuages de couche limite, en modifiant l'albédo du nuage et en inhibant la formation des précipitations. Cependant, il est difficile de quantifier ces impacts à partir d'observations. Les interactions aérosol-nuages de couche limite sont donc étudiées à l'aide des modèles numériques à résolution fine (LES), qui disposent de paramétrisations détaillées de la turbulence, du transfert radiatif et de la microphysique nuageuse. Dans cette étude, nous examinons plus spécifiquement les impacts de l'aérosol sur le cycle diurne de stratocumulus marins. Des simulations LES d'un cycle de 36 heures sont réalisées pour des concentrations d'aérosol typiques de masses d'air pures et polluées. Partant d'un même état initial, les simulations divergent rapidement. L'augmentation de la concentration des noyaux de condensation nuageux conduit à une augmentation de la concentration des gouttelettes, à une diminution de leur diamètre, et ainsi à l'inhibition de leur sédimentation et de la précipitation de bruine. Le contenu en eau liquide au sommet nuage augmente et l'entraînement sommital est renforcé. De plus, l'absorption du rayonnement solaire à la base du nuage n'est plus compensée par l'évaporation de la bruine et le découplage de la couche nuageuse est renforcé. Dans l'ensemble, la couche limite polluée est mieux couplée la nuit et plus découplée le jour que la couche limite marine pure. Ces simulations permettent d'identifier des signatures mesurables de l'impact des aérosols sur la dynamique de la couche limite, et ainsi de mieux concevoir les expériences de terrain qui visent à quantifier ces impacts.

No description available.

La mélatonine, hormone "donneuse de temps de l’organisme", en plus de sa synthèse principale dans la glande pinéale est produite dans la rétine où sa régulation et ses fonctions restent partiellement connues chez les mammifères. Le but de mon projet a été de caractériser l’expression temporelle et spatiale de la mélatonine et d’examiner son rôle potentiel dans la physiopathologie rétinienne. Une première partie a révélé au moins deux sites de production de la mélatonine dans la rétine : une synthèse nocturne de l'hormone dans les photorécepteurs de type cône ainsi qu'une production diurne dans les cellules ganglionnaires. Nos résultats ont démontré que la mélatonine peut agir par l'intermédiaire de son récepteur nommé MT1, localisés dans chacune des trois couches rétiniennes. Une seconde partie a mis en évidence que la mélatonine augmente la survie des photorécepteurs chez les rongeurs âgés en modulant l'activation de la voie de survie cellulaire via ses récepteurs MT1 et MT2. / Melatonin, a major hormonal "Zeitgeber" in the body, is produced in the pineal gland as well as the retina. In mammals its regulation and functions in this tissue are only partially understood. The aim of my project was to characterize the temporal and spatial expressions of melatonin as well as its potential roles in retinal physiopathology. In the first part, we identified the timing and sites of melatonin production. Notably, nocturnal synthesis occurs in the cones while diurnal production is seen in the ganglion cells. Our work also establishes that melatonin can act via its MT1-type receptors localized in the three retinal nuclear layers. The second axis demonstrated that melatonin increases photoreceptors viability via its receptors during the course of aging by modulating activation of an intracellular survival pathway.

Ce travail de thèse vise à déterminer si le couplage de l'atmosphère avec la surface marine joue un rôle dans la variabilité intrasaisonnière estivale de la circulation atmosphérique de grande échelle et si la surface marine peut être une source de prévisibilité potentielle pour l'atmosphère à ces échelles de temps. Un second objectif consiste en l'analyse de l'impact de la représentation des processus physiques dans l'océan superficiel, et en particulier l'impact des variations diurnes océaniques, sur la représentation des températures de surface océanique et sur la circulation atmosphérique de grande échelle à des échelles de temps supérieures. Pour mener à bien ces travaux, le modèle océanique 1D CNRMOM1D a été développé : le choix des paramétrisations utilisées dans ce modèle vise à optimiser la représentation des processus physiques dominant l'évolution des températures de surface océanique aux échelles de temps diurnes à intrasaisonnières. Les résultats, obtenus à partir de simulations numériques effectuées avec le modèle d'atmosphère ARPEGE-climat forcé ou couplé avec le modèle CNRMOM1D, suggèrent que les anomalies de températures de surface océanique induites par la circulation atmosphérique de grande échelle exercent sur celle-ci une rétroaction négative aux échelles de temps intrasaisonnières : le couplage avec la surface océanique dans la région Nord-Atlantique Europe (NAE) diminue le nombre de jours de persistance des régimes de temps estivaux de Dépression Atlantique, de Blocage et de NAO- d'environ 1 jour ce qui représente 15% de leur persistance moyenne, cette diminution étant variable selon le régime de temps. A partir de simulations forcées du modèle CNRMOM1D, on montre que la correction en SST liée à la prise en compte des variations diurnes océaniques peut atteindre environ 0.3°C à 0.5°C en moyenne journalière. Cette anomalie peut persister 15 à 40 jours dans les moyennes latitudes, plus de 60 dans les Tropiques. De plus, à partir de simulations couplées avec le modèle ARPEGE-climat, on montre que la variabilité diurne océanique peut affecter l'état moyen estival par une diminution du gradient méridien de SST, une diminution de l'extension de la glace de mer, une anomalie de circulation atmosphérique de grande échelle qui se projette sur une phase positive de la NAO ainsi que des modifications de la couverture nuageuse et des profils d'humidité atmosphérique. Ce travail montre les améliorations potentielles, en termes d'états moyens océanique et atmosphérique et en termes de variabilité intrasaisonnière, que peuvent apporter un couplage à fréquence horaire et l'utilisation d'un modèle de circulation générale océanique à haute résolution verticale dans les simulations couplées océan-atmosphère.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Contexte et objectif – Les patients âgés gonarthrosiques présentent une dégradation du contrôle postural. Les méthodes non pharmacologiques sont aujourdhui recommandées comme option de première intention dans la gestion de l’arthrose. L’hydrothérapie fait partie des moyens de rééducation à disposition des patients âgés atteints d’arthrose du genou pour ses effets antalgiques et musculaires. Cependant, peu d’études sont actuellement disponibles concernant l’effet de l’hydrothérapie sur le contrôle postural, associée ou non à des programmes de rééducation individuels ciblés. Par ailleurs, le contrôle postural est susceptible de variations diurnes. Cette étude a eu pour objet de décrire le contrôle postural des personnes gonarthrosiques à quatre périodes de la journée, puis de comparer l’amélioration du contrôle postural au cours de deux programmes de rééducation différents recourant à l’hydrothérapie. Matériel et méthodes - Deux-cent-quatre-vingt quatre patients souffrant d’arthrose du genou ont été inclus dans cette étude. Le bilan posturographique a été réalisé une semaine avant la cure thermale en condition simple (yeux ouverts, support stable) et en conditions sensorielles contradictoires (vision faussée ou indisponible, proprioception perturbée). Pour évaluer les variations diurnes de la stabilité posturale, les patients ont été randomisés à quatre périodes d’essai dans la journée définies comme suit : 8h-10h, 10h-12h, 13h-15h, 15h-17h. L’influence du sexe, de l’âge, de la taille, du poids et de l’indice de masse corporelle sur la stabilité posturale a été évaluée. La gonalgie a également été évaluée à quatre périodes d’essai. Par la suite, les patients ont été randomisés en deux groupes de rééducation différents pour recevoir des traitements aquatiques : groupe cure classique (hydrothérapie efficace prouvée, c’est-à-dire groupe témoin) et groupe cure active (hydrothérapie combinant des programmes de réhabilitation individuels ciblés). Les bilans de posturographie statique ont été réalisés respectivement à 21 jours, 42 jours et 90 jours après le début de l’hydrothérapie. Résultats –Les tests posturographiques ont été réalisés chez 241 patients (âge moyen : 64,8 + 8,7 ans ; 82 hommes). Le contrôle de l’équilibre était plus efficace l’après-midi que le matin à la fois dans les conditions simple (p = 0,012) et sensorielle contradictoire (p = 0,047), en particulier en début d’après-midi lorsque la vision et la proprioception étaient disponibles (p = 0,026) ou perturbées (p = 0,019). La gonalgie a été plus prononcée le matin que l’après-midi (p < 0,001). La variation diurne du contrôle postural était plus marquée chez les patients plus âgés, de poids plus élevé, de sexe masculin, dans les conditions d’essais différentes (p < 0,05). Les deux cures d’hydrothérapie ont eu des effets curatifs considérables sur la restauration du contrôle de l’équilibre. Une meilleure précision des oscillations posturales a été constatée dans le groupe cure active par rapport au groupe cure classique, 42 jours après le début de l’hydrothérapie (p = 0,020), en particulier lorsque la proprioception a été perturbée avec (p = 0,028) ou sans (p = 0,025) vision disponible. Dans les deux groupes a été observée une stabilité posturale comparable dans un délai de trois mois. Conclusions - Cette étude a montré une meilleure stabilité posturale chez les patients atteints d’arthrose du genou, en début d’après-midi par rapport à la fin de matinée dans les situations sensorielles simples ou contradictoires. Il a été constaté que ces variations étaient également liées à l’âge, au sexe, au poids et pourraient être expliquées par la douleur articulaire fluctuante dans la journée. Considérée comme un traitement non pharmacologique applicable et recommandé, l’hydrothérapie est bénéfique à l’amélioration de la stabilité posturale chez les patients âgés atteints d’arthrose du genou, en particulier combinant un programme de réhabilitation individuel ciblé. [...] / Background and Objective – Increasing evidence supports balance control impairment in elderly patients with knee osteoarthritis (OA). Current guidelines recommend non-pharmacologic methods as first-line options in the management of OA. Hydrotherapy is a beneficial training medium for rehabilitation in elderly knee OA patients. However, few indications at present are available concerning the effect of hydrotherapy combining with targeted individual rehabilitation programs to improve balance control. Meanwhile, there is limited data on diurnal variation of balance control in these patients. This study aimed to investigate postural stability in elderly patients with symptomatic knee OA during different periods in a daytime before the spa therapy, then to study the results obtained before and after hydrotherapy to compare the improvement of balance control in these patients in two different water-based rehabilitation programs. Materials and Methods – Two-hundred and eighty-four knee OA patients were enrolled in this study. Static posturography using a vertical force platform was performed one week before spa therapy in simple (eyes open, firm support) and conflicting sensory (vision altered or unavailable, proprioception altered) conditions. To assess diurnal postural variations, patients were randomized to four testing sessions in a daytime defined as follows: 8-10am, 10-12am, 1pm-3pm, 3pm-5pm. Influence of sex, age, height, weight, and body mass index on postural stability was evaluated. Knee pain was also assessed in four testing sessions. Patients were then randomized to two different rehabilitated groups to receive spa therapies. Classic treatment group as a control received the efficacy proven spa water therapy, and active treatment group received spa water therapy combining with targeted individual rehabilitation programs. Static posturographies were carried out respectively in 21 days, 42 days and 90 days after the beginning of hydrotherapy. Results – Posturographic tests were completed for 241 patients (mean age: 64.8 + 8.7 years; 82 males). Balance control was more efficient in the afternoon than in the morning both in simple (p = 0.012) and conflicting sensory conditions (p = 0.047), especially in early afternoon when vision and proprioception were available (p = 0.026) or disturbed (p = 0.019). Patients’ knee pain was more pronounced in the morning than in the afternoon (p < 0.001). Diurnal variation of balance control was more noticeable in older, heavier, and male patients under different testing conditions (p < 0.05). Both the water-based therapies had considerable curative effect on balance control restoration. Better postural sway precision were found in active group than classic group 42 days after the beginning of hydrotherapy (p = .020), especially when proprioception was interfered with (p = .028) or without (p = .025) an available vision. Both of the groups have been observed a comparable postural stability in a three-month term. Conclusions – This study showed that better postural stability was observed in patients with knee OA in early afternoon than in late morning in simple and conflicting sensory situations. These variations appeared also to be related to age, sex, and weight and could be explained by fluctuant joint pain in a daytime. As feasible and recommended non-pharmacologic treatment, hydrotherapy is beneficial to the improvement of postural stability in elderly patients with knee OA, especially combining with targeted individual rehabilitation programs. These findings are important for future studies aiming at enhancing postural stability in knee OA patients and should be taken into account in the management of knee OA to generate applicative approaches to prevent the occurrence of adverse events in patient’s daily life.

Dans les tropiques, la convection atmosphérique est fortement modulée à l'échelle intrasaisonnière (périodes de 20 à 90 jours). L'océan jouerait un rôle important dans l'activité atmosphérique à cette échelle. Les variations de Températures de Surface de l'Océan (TSO) perturberaient en effet les flux de surface et déstabiliseraient l'atmosphère pour déclencher un événement convectif organisé à grande échelle. La réponse dynamique associée permettrait alors l'entretien de la convection à l'échelle intrasaisonnière par augmentation des flux de chaleur à la surface. Ces perturbations de TSO sont principalement liées aux perturbations de la température de la couche de mélange et dépendent donc, comme l'énergie disponible pour l'entretien de la convection, de la profondeur de cette dernière. Les résultats d'observations, présentés ici, étayent cette conception thermodynamique de l'origine de la variabilité intrasaisonnière qui permet d'expliquer son lien climatologique avec le cycle saisonnier des moussons. L'impact des perturbations intrasaisonnières de la TSO sur l'organisation des événements convectifs est ensuite étudié au moyen de simulations effectuées avec le modèle de climat LMDZ. Une part importante de la variabilité intrasaisonnière de la TSO est de plus liée à la formation de Couches de Réchauffement Diurne comme le montre le diagnostic effectué à partir d'un algorithme simple forcé par les données ERA-40. La validation de cette démarche au moyen des mesures du réseau global de bouées SVP autorise l'inclusion de cet algorithme dans LMDZ. On vérifie enfin la capacité du modèle à reproduire des CRD réalistes avant de discuter leur effet sur la variabilité intrasaisonnière simulée.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Les particules en suspension dans l'eau de mer incluent les sédiments, le phytoplancton, le zooplancton, les bactéries, les virus et des détritus. Ces particules sont communément appelés matière en suspension (MES). Dans les eaux côtières, la MES peut parcourir de longues distances et être transportée verticalement à travers la colonne d'eau sous l'effet des vents et des marées favorisant les processus d'advection et de resuspension. Ceci implique une large variabilité spatio-temporelle de MES et quasiment impossible à reconstituer à travers les mesures traditionnelles des concentrations de MES [MES], par filtration de l'eau de mer à bord de bateaux. La [MES] peut être obtenue à partir de capteurs optiques enregistrant la diffusion et déployés soit de manière in-situ, soit à partir d'un satellite dans l'espace. Depuis la fin des années 70, par exemple, les satellites "couleur de l'eau" permettent d'établir des cartes de [MES] globales. La fréquence d'une image par jour pour la mer di Nord de ces capteurs polaires représente un obstacle non négligeable pour l'étude de variabilité de la [MES] dans les eaux côtières où la marée et les vents engendrent des variations rapides au cours de la journée. Cette limitation est d'autant plus importante pour les régions avec une couverture nuageuse fréquente. Les méthodes in-situ à partir d'un navire autonome ou d'une plateforme amarrée permettent d'enregistrer des données en continu mais leur couverture spatiale reste néanmoins limitée. Ce travail a pour objectif de mettre en avant les techniques de mesures in-situ et satellite de la [MES] en se concentrant principalement sur deux points. Premièrement, d'acquérir une meilleure connaissance de la variabilité de la relation entre la [MES] et la lumière diffuse, et deuxièmement, d'établir des cartes de [MES] dans la mer du Nord avec le capteur géostationnaire météorologique Européen (SEVIRI) qui donne des images chaque 15 minutes.La variabilité de la relation entre la [MES] et la lumière diffuse est étudiée à l'aide d'une banque de données in-situ. Nous démontrons que la [MES] est le mieux estimée à partir des mesures dans l'intervalle rouge du spectre de lumière rétro-diffuse. Par ailleurs, la relation entre la [MES] et la rétrodiffusion est gouvernée par la composition organique/inorganique des particules, ce qui représente des possibilités d'amélioration pour les algorithmes d'estimation de [MES] à partir de la couleur de l'eau. Nous démontrons aussi qu'avec SEVIRI il est possible d'estimer la [MES], la turbidité et le coefficient d'atténuation, deux variables étroitement liées à la [MES], avec généralement une bonne précision. Bien qu'il y ait d'importantes incertitudes dans les eaux claires, cette réussite est remarquable pour un capteur météorologique initialement conçu pour le suivi des nuages et des masses glaciaires, cibles beaucoup plus brillantes que la mer! Ce travail démontre pour la première fois que la variabilité de la [MES] à l'échelle temporelle des marées dans les eaux côtières au sud de la mer du Nord peut être capturée et mesurée par le biais de la télédétection de la couleur de l'eau ; ce qui ouvre des opportunités pour le monitoring de la turbidité et pour la modélisation des écosystèmes. Le premier capteur géostationnaire couleur de l'eau a été lancé en juin 2012, donnant des images multispectrale des eaux coréennes chaque heure. D'autres capteurs vont probablement suivre dans l'avenir, couvrant le reste des eaux du globe. Ce travail nous permet donc de préparer, de façon optimale, l'arrivée de ces capteurs qui vont révolutionner l'océanographie optique. / Particles suspended in seawater include sediments, phytoplankton, zooplankton, bacteria, viruses, and detritus, and are collectively referred to as suspended particulate matter, SPM. In coastal waters, SPM is transported over long distances and in the water column by biological, tide or wind-driven advection and resuspension processes, thus varying strongly in time and space. These strong dynamics challenge the traditional measurement of the concentration of SPM, [SPM], through filtration of seawater sampled from ships. Estimation of [SPM] from sensors recording optical scattering allows to cover larger temporal or spatial scales. So called ocean colour satelittes, for example, have been used for the mapping of [SPM] on a global scale since the late 1970s. These polar-orbiting satellites typically provide one image per day forthe North Sea area. However, the sampling frequency of these satellites is a serious limitation in coastal waters where [SPM] changes rapidly during the day due to tides and winds.Optical instruments installed on moored platforms or on under-water vehicles can be operated continuously, but their spatial coverage is limited. This work aims to advance in situ and space-based optical techniques for [SPM] retrieval by investigating the natural variability in the relationship between [SPM] and light scattering by particles and by investigating whether the European geostationary meteorological SEVIRI sensor, which provides imagery every 15 minutes, can be used for the mapping of [SPM] in the southern North Sea. Based on an extensive in situ dataset, we show that [SPM] is best estimated from red light scattered in the back directions (backscattering). Moreover, the relationship between [SPM]] and particulate backscattering is driven by the organic/inorganic composition of suspended particles, offering opportunities to improve [SPM] retrieval algorithms. We also show that SEVIRI successfully retrieves [SPM] and related parameters such as turbidity and the vertical light attenuation coefficient in turbid waters. Even though uncertainties are considerable in clear waters, this is a remarkable result for a meteorological sensor designed to monitor clouds and ice, much brighter targets than the sea! On cloud free days, tidal variability of [SPM] can now be resolved by remote sensing for the first time, offering new opportunities for monitoring of turbidity and ecosystem modelling. In June 2010 the first geostationary ocean colour sensor was launched into space which provides hourly multispectral imagery of Korean waters. Other geostationary ocean colour sensors are likely to become operational in the (near?) future over the rest of the world's sea. This work allows us to maximally prepare for the coming of geostationary ocean colour satellites, which are expected to revolutionize optical oceanography. / De in zeewater aanwezige zwevende materie zoals sedimenten, fytoplankton, zooplankton, bacteriën, virussen en detritus, worden collectief "suspended particulate matter" (SPM) genoemd. In kustwateren worden deze deeltjes over lange afstanden en in de waterkolom getransporteerd door biologische processen of wind- of getijdenwerking, waardoor SPM sterk varieert in ruimte en tijd. Door deze sterke dynamiek wordt de traditionele bemonstering van de concentratie van SPM, [SPM], door middel van filtratie van zeewaterstalen aan boord van schepen ontoereikend. Optische technieken die gebruik maken van de lichtverstriioongseigenschappen van SPM bieden een gebieds- of tijdsdekkend alternatief. Zogenaamde "ocean colour" satellieten bijvoorbeeld leveren beelden van o.a. [SPM] aan het zeeoppervlak op globale schaal sinds eind 1970, met een frequantie van één beeld per dag voor de Noordzee. Deze frequentie is echter onvoldoende in onze kustwateren waar [SPM] drastisch kan veranderen in enkele uren tijd. Optische instrumenten aan boord vann schepen of op onderwatervoertuigen kunnen continu meten, maar de gebiedsdekking is deperkt. Dit werk heeft tot doel de lichtverstriioongseigenschappen van SPM te karakterizeren en te onderzoeken of de Europese geostationaire weersatelliet, die elk kwartier een beeld geeft, kan worden gebruikt voor de kartering van [SPM] in de zuidelijke Noordzee. Op basis van een grote dataset van in situ metingen tonen wij aan dat [SPM] het nauwkeurigst kan worden bepaald door de meting van de verstrooiing van rood licht in achterwaartse richtingen (terugverstrooiing). Bovendien blijkt de relatie tussen [SPM] en terugverstrooiing afhankelijk van de organische-anorganische samenstelling van zwenvende stof, wat mogelijkhenden biedt tot het verfijnen van teledetectiealgoritmen voor [SPM]. Voorts tonen woj aan dat de Europese weersatelliet, SEVIRI, successvol kan worden aangewend voor de kartering van [SPM] en gerelateerde parameters zoals troebelheid en lichtdemping in de waterkolom. Hoewel met grote meetonzekerheid in klaar water toch een opmerkelijk resultaat voor een sensor die ontworpen werd voor detectie van wolken en ijs! Op wolkenvrije dagen wordt hierdoor de getijdendynamiek van [SPM] in de zuidelijke Noordzee voor het eerst detecteerbaar vanuit de ruimte, wat nieuwe mogelijkheden biedt voor de monitoring van waterkwaliteit en verbetering van ecosysteellodellen. Sinds juni 2010 is de eerste geostationaire ocean colour satelliet een feit : elk uur een multispectraal beeld van Koreaanse wateren. Vermoedelijk zullen er in de (nabije?) toekomst meer volgen over Europa en Amerika. Dit werk laat toe ons maximaal voor te bereiden op te komst van zo'n satellieten, waarvan verwacht wordt dat zij een nieuwe revolutie in optische oceanografie zullen ontketenen.