L’influence de la microstructure sur l’élasticité à l’échelle macroscopique de matériaux composites renforcés par des fibres alignées sans chevauchement est quantifiée par homogénéisation numérique (FEM). La fonction de paires (Rdf) s’est montrée comme étant la corrélation du second ordre la plus efficace pour décrire la répartition spatiale des fibres. Des échantillons numériques dont la Rdf est contrôlée ont été construits par recuit simulé et leurs propriétés effectives calculées. La condition de non-chevauchement entraine un pic de la Rdf pour des distances comprises entre 1 et 1,5 diamètre. Les coefficients d’élasticité augmentent avec le pic de la Rdf. Ces résultats ont conduit à établir de nouvelles bornes pour les systèmes de fibres parallèles en équilibre. Les microstructures correspondant aux bornes inférieures et supérieures sont respectivement une répartition des fibres de Percus-Yevick et une agglomération des fibres. / Throughout this work, the influence of microstructures of non-overlapping aligned fiber reinforced composites on macroscopic elastic properties has been quantified with numerical homogenization on FEM simulations. The radial distribution function (Rdf) has proven to be the best second order correlation to describe fiber spatial distributions. Numerical samples with controlled Rdfs were built with simulated annealing and their effective values were evaluated. Due to the non-overlapping condition, Rdf exhibits a peak for distances from 1 to 1.5 diameter. When Rdf peak increases, elastic moduli increase as well. From this result, new bounds that frame any equilibrium system of aligned fiber composites were established. The corresponding microstructures for lower and upper bounds were respectively a Percus-Yevick distribution of fibers and packed fibers.

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

Les protéines à domaine FIC (Filamentation induced by cAMP) sont très répandues chez les bactéries où elles catalysent l’ajout d’une modification post-traductionnelle contenant un phosphate à une protéine cible, en utilisant différents co-substrats comme l’ATP. Certaines de ces protéines sont des toxines sécrétées par des pathogènes humains, mais la fonction de la plupart d’entre elles reste mystérieuse. Plus d’une dizaine de structures de protéines FIC ont été déterminées récemment, qui ont permis d’élucider leur mécanisme catalytique. L’une des sous-familles de protéines FIC possède un glutamate dans leur site catalytique, dont il a été proposé qu’il aurait une fonction auto-inhibitrice pour la fixation de l’ATP. Durant ma thèse, j’ai étudié la structure et les mécanismes de régulation de deux familles de protéines FIC : les protéines FIC à glutamate inhibiteur, et la toxine AnkX de la bactérie pathogène Legionella pneumophila.La première étude s’est intéressée à la protéine FIC de la bactérie pathogène Enterococcus faecalis (EfFIC), qui fait partie de la sous-famille des protéines FIC possédant un glutamate inhibiteur. J’ai résolu plusieurs structures cristallographique d’EfFIC, qui ont permis de caractériser son site catalytique et comment elle fixe l’AMP et l’ADP. En utilisant une propriété fréquemment observée d’auto-AMPylation (modification par l’AMP), j’ai montré au moyen d’ATP radioactif qu’EfFIC possède une activité basale d’auto-AMPylation, et j’ai identifié une nouvelle activité de dé-AMPylation. En m’inspirant des métaux observés dans mes structures cristallographiques, j’ai montré que l’alternance entre les activités d’AMPylation et de de-AMPylation dépend de la nature du métal fixé dans le site actif et de la présence du glutamate. Ce glutamate régulateur est également présent chez une protéine humaine, HYPE, qui possède une double activité d’AMPylation et dé-AMPylation d’ une chaperone du réticulum endoplasmique. Par un test de fluorescence, j’ai enfin montré que l’activité de HYPE était elle aussi régulée par les métaux comme celle de EfFIC. Ces résultats suggèrent un nouveau modèle de régulation partagé par des protéines FIC de la bactérie à l’homme.La seconde étude a porté sur la toxine AnkX de Legionella pneumophila, qui modifie les petites protéines G de la famille de Rab Rab1 et Rab35 (régulatrices du trafic cellulaire) par une molécule de phosphocholine (PC). En utilisant des liposomes de composition contrôlée, j’ai montré qu’AnkX interagit avec les membranes, et j’ai identifié par mutagenèse son domaine d’interaction avec les membranes. Au moyen de petites GTPases Rab ancrées artificiellement à la surface de liposomes par une queue 6his remplaçant le lipide naturel, j’ai montré que l’activité d’AnkX est stimulée par la présence de membranes. Des résultats préliminaires suggérent que Rab35 est un meilleur substrat que Rab1a, ce qui pourrait renseigner sur la fonction et le compartiment cellulaire où se trouve la toxine. J’ai ensuite mené une étude structurale d’AnkX par diffusion des rayons X aux petits angles (SAXS), qui permet d’obtenir des informations structurales en solution. AnkX est constitué d’un domaine FIC, de répétitions ankyrine et d’un domaine C-terminal. L’analyse en SAXS montre que ces domaines s’organisent en forme de fer à cheval, suggérant un modèle d’association bi-partite du complexe AnkX/Rab aux membranes. L’ensemble de ces résultats conduit à un modèle dans lequel l’activité d’AnkX est régulée spatialement par les membranes, ce qui pourrait lui permettre de cibler à la fois les petites GTPases Rab cellulaires et le compartiment membranaire. / FIC (Filamentation induced by cAMP ) domain containing proteins are widespread in bacteria where they use different substrate such ATP to modify a target protein with a phosphate containing post-translational modification. Some of those proteins are secreted toxins from pathogens but the function of the majority stay unknown. Some recently resolved structures explain the catalytic mechanism. A subfamily of FIC proteins was proposed to be auto-inhibited for ATP binding by a glutamate in their active site. In my thesis, I lead a structural and biochemical study of two FIC proteins family: the auto-inhibited by a glutamate FIC proteins and the Legionella pneumophila toxin AnkX.For the first study, I focused on the pathogenic bacteria Enterococcus faecalis protein EfFIC that is an auto-inhibited FIC protein. I solved several crystallographic structures to characterize the active site and the AMP and ADP binding. Using the classic auto-AMPylation (modification with an AMP molecule) mechanism and radioactive ATP, I showed that EfFIC is active and I identified a new de-AMPylation activity. Using metals found in my crystallographic structures, I showed that the AMPylation and de-AMPylation switch is controlled by the nature of the metal bound in the active site and that this switch is inhibitory glutamate-dependent. This glutamate is found in human HYPE that shows a double AMPyaltion and de-AMPylation activity of the ER chaperone BIP. Using fluorescence assays, I showed that those two activities are alors regulated by metals as in EfFIC. Those results point on a new regulation model shared between FIC proteins from bacteria to human.The second study focused on Legionella pneumophila toxin AnkX that modifies small GTPases Rab1 and Rab35 with a phosphocholine (PC) molecule. Using controlled composition liposomes, I showed that AnkX interact with membranes and mapped the interaction domain by mutagenesis. With artificially anchored to nickel containing liposomes surface Rab GTPases, I demonstrated the stimulation of AnkX activity by the membranes. Preliminary results also suggest that Rab35 is a better substrate than Rab1a, giving information on AnkX function and localization during infection. I lead a small angle X-ray scattering (SAXS) study on AnkX that gave low-resolution structural information on AnkX in solution. The analyses of SAXS results show that AnkX is horseshoe shaped, suggesting an association with the membrane and Rab of AnkX model. In this model, membranes spatially regulate AnkX, allowing a targeting of Rab and cellular compartment targeting.

L’objectif principal de cette étude est de définir les méthodes nécessaires pour optimiser un réseau de surveillance conçu pour la caractérisation de source de rejets atmosphériques. L’optimisation consiste ici à déterminer le nombre et les positions optimales de capteurs à déployer afin de répondre à ce type de besoin. Dans ce contexte, l’optimisation est réalisée pour la première fois par un couplage entre la technique d’inversion de données dite de « renormalisation » et des algorithmes d’optimisation métaheuristique. La méthode d’inversion a été en premier lieu évaluée pour la caractérisation de source ponctuelle, et a permis ensuite, de définir des critères d’optimalité pour la conception des réseaux. Dans cette étude, le processus d’optimisation a été évalué dans le cadre d’expériences réalisées en terrain plat sans obstacles (DYCE) et en milieu urbain idéalisé (MUST). Trois problématiques ont été définies et testées sur ces expériences. Elles concernent (i) la détermination de la taille optimale d’un réseau permettant de caractériser une source de pollution, où une fonction coût (erreurs normalisées), traduisant l’écart entre les observations et les données modélisées, a été minimisée ; (ii) la conception optimale d’un réseau permettant de caractériser une source ponctuelle inconnue, pour une condition météorologique particulière. Dans ce contexte, une fonction coût entropique a été maximisée afin d’augmenter la quantité d’information fournie par le réseau ; (iii) la détermination d’un réseau optimal permettant de caractériser une source ponctuelle inconnue pour des configurations météorologiques multiples. Pour ce faire, une fonction coût entropique généralisée, que nous avons définie, a été maximisée. Pour ces trois problématiques, l’optimisation est assurée dans le cadre d’une approche d’optimisation combinatoire. La détermination de la taille optimale d’un réseau (problématique 1) s’est révélée particulièrement sensible aux différentes conditions expérimentales (hauteur et débit de la source, conditions de stabilité, vitesse et direction du vent, etc.). Nous avons noté pour ces expériences, que les performances des réseaux sont meilleures dans le cadre d’une dispersion sur terrain plat comparativement aux milieux urbains. Nous avons également montré que différentes architectures de réseaux pouvaient converger vers le même optimum (approché ou global). Pour la caractérisation de sources inconnues (problématiques 2 et 3), les fonctions coûts entropiques se sont avérées robustes et ont permis d’obtenir des réseaux optimaux performants (de tailles raisonnables) capables de caractériser différentes sources pour une ou plusieurs conditions météorologiques. / The main objective of this study is to define the methods required to optimize a monitoring network designed for atmospheric source characterization. The optimization consists in determining the optimal number and locations of sensors to be deployed in order to respond to such needs. In this context, the optimization is performed for the first time by a coupling between the data inversion technique named "renormalization" and the metaheuristic optimization algorithms. At first, the inversion method was evaluated for a point source, and then have allowed to define optimality criteria for networks design. In this study, the optimization process was evaluated in experiments carried out in flat terrain without obstacles (DYCE) and in an idealized urban environment (MUST). Three problems were defined and tested based on these experiments. These problems concern (i) the determination of the optimal network size for source characterization, for which a cost function (standard errors) estimating the gap between observations and modeled data, has been minimized; (ii) the optimal design of a network to retrieve an unknown point source for a particular meteorological condition. In this context, an entropy cost function has been maximized in order to increase the information’s amount provided by the network; (iii) the determination of an optimal network to reconstruct an unknown point source for multiple meteorological configurations. For this purpose, a generalized entropic cost function that we have defined, has been maximized. For these all problems, optimization is ensured within the framework of a combinatorial optimization approach. The determination of the optimal network size (problem 1) was highly sensitive to experimental conditions (source height and intensity, stability conditions, wind speed and direction, etc.). We have noted that the networks performance is better for a dispersion on flat terrain compared to the urban environments. We have also shown that different networks architectures can converge towards the same optimum (approximate or global). For unknown sources reconstruction (problems 2 and 3), the entropic cost functions have proven to be robust and allowed to obtain optimal networks (for reasonable sizes) capable of characterizing different sources for one or multiple meteorological conditions.

Dans la première partie de cette thèse, nous avons proposé des tests non paramétriques d'indépendance entre des variables aléatoires continues. Les tests proposés sont basés sur la fonction de copule empirique de Bernstein et la fonction de densité de copule de Bernstein. La deuxième partie, nous avons abordé le problème de l’estimation non paramétrique de la fonction de densité de probabilité conditionnelle et la fonction de répartition conditionnelle basée sur une représentation polynomiale de Bernstein. Les estimateurs proposés ont été utilisés pour estimer la fonction de régression et la fonction de quantile conditionnelle. Les propriétés asymptotiques de ces estimateurs ont été établies. Finalement, une étude de simulation est menée pour montrer la performance de nos estimateurs, soit sur des exemples simulés ou bien des données réelles.

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

Le BDNF (brain-derived neurotrophic factor) a été découvert dans le cerveau et est largement impliqué dans la neuroplasticité, la mémoire et la cognition via l’activation des récepteurs TrkB (tropomyosin receptor kinase B) neuronaux. Nous avons récemment montré que le système cardiovasculaire contenait autant de BDNF que le cerveau et que le BDNF exogène était capable d’induire une relaxation vasculaire dépendante de l’endothélium. D’autres études ont suggéré que l’activation des récepteurs TrkB endothéliaux par le BDNF était impliquée dans les processus athérosclérotiques. Notre laboratoire soupçonne une interaction étroite entre NO et BDNF endothélial et a même envisagé la possibilité d’une implication du BDNF secrété par l’endothélium des microvaisseaux cérébraux dans la cognition. Les patients souffrant de polyarthrite rhumatoïde (PR), une maladie inflammatoire d’origine auto-immune, sont à risque cardiovasculaire et présentent une altération de la cognition avec notamment un risque plus élevé de dépression. Etonnamment, l’effet de la PR sur le BDNF est peu documenté. Les seules études disponibles rapportent une élévation du BDNF dans le sang et le liquide synovial en cas de PR. Notre hypothèse est qu’une réduction de l’expression endothéliale du BDNF pourrait contribuer au risque cardiovasculaire et au déficit cognitif associés à la PR. Ainsi, dans notre travail, nous avons étudié le BDNF vasculaire et cérébral et son récepteur TrkB sur le modèle rat d’arthrite induite à l’adjuvant.Nos principaux résultats montrent que l’arthrite conduit à 1) une réduction des taux aortiques de BDNF indépendamment de la sévérité des symptômes inflammatoires mais dépendante de la fonction endothéliale, 2) une diminution des taux cérébraux en BDNF indépendamment de la sévérité des symptômes inflammatoires mais en lien avec la fonction endothéliale, 3) une diminution de l’expression du BDNF et de son récepteur TrkB activé au niveau tant neuronal qu’endothélial dans les régions cérébrales impliquées dans la cognition, 4) une corrélation positive entre l’expression du BDNF par l’endothélium vasculaire et l’expression neuronale des TrkB activés, 5) une absence de corrélation entre les taux sériques de BDNF et ses taux cérébraux ou vasculaires mais en revanche l’existence d’une corrélation positive entre les taux sériques de BDNF et l’inflammation qu’elle soit clinique ou biologique.L’ensemble de ces données est en faveur de l’hypothèse selon laquelle le BDNF endothélial pourrait être impliqué dans le risque athérosclérotique et le déficit cognitif associé à l’arthrite. L’inflammation doit être considérée comme un facteur confondant lorsque les taux circulants de BDNF sont utilisés comme un reflet des taux présents dans le cerveau. / BDNF (brain-derived neurotrophic factor) has been discovered in the brain and is widely implicated in neuroplasticity, memory and cognition through the activation of neuronal TrkB (tropomyosin receptor kinase B) receptors. We have recently shown that the cardiovascular system contained as much BDNF as the brain and that exogenous BDNF was able to induce endothelium-dependent vascular relaxation. Other studies have suggested that activation of endothelial TrkB receptors by BDNF is involved in atherosclerotic processes. Our laboratory suspects a close interaction between endothelial NO and BDNF and has even considered the possibility of involvement of BDNF secreted by cerebral microvessel endothelium in cognition. Patients suffering from rheumatoid arthritis (RA), an inflammatory disease of autoimmune origin, are at risk of cardiovascular disease and have an impairment of cognition, including a higher risk of depression. Surprisingly, the effect of RA on BDNF is poorly documented. The only available studies report an increase of BDNF in the blood and synovial fluid in RA. Our hypothesis is that a reduction in endothelial expression of BDNF may contribute to the cardiovascular risk and cognitive deficit associated with RA. Thus, in our work, we studied vascular and cerebral BDNF and its TrkB receptor on the rat model of adjuvant-induced arthritis.Our main findings show that arthritis leads to 1) a decrease in BDNF levels in aortas independently of the severity of inflammatory symptoms but dependent on endothelial function, 2) a decrease in brain BDNF levels independent of the severity of inflammatory symptoms, but link with endothelial function, 3) a decreased expression of BDNF and its activated TrkB receptor at both neuronal and endothelial levels in the brain regions involved in cognition, 4) a positive correlation between endothelial expression of BDNF and neuronal expression of activated TrkB, 5) a lack of correlation between serum BDNF levels and its cerebral or vascular levels, but on the other hand the existence of a positive correlation between serum BDNF levels and inflammation, whether clinical or biological.All of these data support the hypothesis that endothelial BDNF may be involved in atherosclerotic risk and cognitive impairment associated with arthritis. Inflammation should be considered as a confounding factor when circulating levels of BDNF are used as a reflection of levels present in the brain.

Quel est l'impact du combat pour l’égalité qui tente de s'imposer dans la famille et dans la démocratie ? A-t-on besoin de la hiérarchisation des places ou plutôt de la différenciation des dites places ? Le point de départ sera, en France, l'évolution de l'autorité au sein de la famille, l'apparition de l'autorité parentale qui accompagne le déclin du pater familias. Le questionnement portera sur l'impact de la parentalité dans l'introduction de la fonction paternelle. Il portera également sur le masculin et le féminin. Un parallélisme sera effectué avec la société démocratique et les bouleversements qu'induit cette recherche d'égalité. L'hypothèse est que les changements perceptibles qui s'opèrent actuellement au niveau de la famille et de la société ouvrent vers une pluralité d'avenirs possibles. Aussi, nous interrogerons l’inaltérabilité de la fonction parentale liée au symbolique. La recherche dans le champ de la psychanalyse est ici menée en articulation avec d’autres domaines, en particulier l’anthropologie, le juridique et la sociologie. / What is the impact of the combat for equality which is tending to develop in the family and democracy? Do we need the hierarchisation of the places or rather differentiation of these places? The Starting point will be, in France, the evolutionof the authority within the family, i.e. the advent of parental authority which accompanies the decline of the paterfamilias. This questions the impact of the parenthood on the introduction of the paternal function. It also relates to the masculine and the female one. A parallelism will be carried out at the scale of the democratic society, studying the upheavals which the seek for equality induces. Our assumption is that the perceptible changes, which currently take place at the level of the family and society, open towards a plurality of possible futures. So, we will examine inalterability of the parental function relate to symbolic. The research in the Psychoanalysis field is being carried out in connexion with over regulation fields as anthropology, sociology, law.

Cette thèse rassemble plusieurs articles ayant pour sujet l'étude de la dynamique d'une large classe de réseaux d'automates. Deux outils sont introduits: les invariants algébriques associés à l'évolution temporelle; la fonction d'énergie permettant de déterminer l'évolution du réseau, tant en régime transitoire qu'en régime stationnaire. Finalement, nous étudions des réseaux unidimensionnels, la dynamique d'un automate à mémoire et les réseaux des fonctions booléennes à deux variables

Cette thèse vise à questionner le processus de médiation sémiotique mis en place lors de l'utilisation de un artefact technologique, dans des séquences d'enseignement qui ont pour objectif l'apprentissage des notions de variable, fonction et graphe de fonction. <br />Elle se développe selon trois axes de recherche principaux : <br />I. la conception de séquences d'activités en partant du cadre inhabituel de la géométrie dynamique, rendu possible par l'environnement Cabri-géomètre. En offrant une modélisation des objets géométriques en tant qu'objets variables, ce cadre peut conduire à une appréhension dynamique et co- variationnelle des notions visées. <br />II. La réflexion théorique sur l'articulation possible entre les deux cadres théoriques qui ont guidé la conception des séquences : inspirée par Vygotskij et particulièrement développé en Italie et celui de la « Théorie des situations didactiques » élaborée en France par Brousseau. <br />III. L'analyse du rôle de l'enseignant dans le processus de médiation sémiotique lors de l'orchestration de discussions collectives. En fait, à l'intérieur du processus de médiation sémiotique, l'enseignant occupe une place critique et cruciale. Par la proposition de tâches spécifiques, il organise l'accès aux signes et, par une orchestration adéquate des discussions collectives, il soutient leur internalisation éventuelle de la part des élèves.