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

Dans cette thèse nous proposons et nous mettons en application plusieurs modèles décrivant la croissance et la morphologie du tissu urbain. Le premier de ces modèles est issu de la percolation en gradient (correlée) déjà proposé de la littérature. Le second, inédit, fait appel à un équation différentielle stochastique. Nos modèles sont paramétrables : les paramètres que nous avons choisi d’appliquer sont naturels et tiennent compte de l’accessibilité des sites. Le résultat des simulations est conforme à la réalité du terrain. Par ailleurs, nous étudions la percolation en gradient: nous démontrons , suivant Nolin, que la frontière de cluster principal se situe dans un voisinage de la courbe critique et nous estimons ses longueurs et largeurs. Enfin, nous menons une étude du processus de croissance SLE. Nous calculons (preuve assistée par ordinateur) l’espérance des carrés des modules pour SLE2 and SLE6. Ces résultats sont liés à la conjecture de Bieberbach. / In this thesis we propose and test models that describe the growth and morphology of cities. The first of these models is used from previously developed correlated gradient percolation model. The second model is related to a stochastic differential equation and has never been proposed before. Both models are parameterizable. The parameters we chose in applications are well justified by physical observations: proximily to axes and accessibility of sites. The result is consistent with actual data. We also study the gradient percolation as a mathematical object. We prove, following Nolin’s ideas, that the front of gradient percolation cluster is localised in a neighborhood of the critical curve with width and length depending on density gradient. Finally, we also study SLE growth processes. We calculate (computer assisted demonstration) the expected value of square of moduli for SLE2 and SLE6 related to the Bieberbach conjecture.

Spatial distribution and seasonal succesion of phytoplankton along the longitudinal axis of a eutrophic Římov reservoir was investigated in 2007. Inflow, transitional and lacustrine zones were distinquished in the reservoir according to physical, chemical and biological parameters. Using a functional group concept, typical phytoplankton assemblages were found.

Orientador: Alexandre Xavier Falcão / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-13T10:55:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Favretto_FernandaOliveira_M.pdf: 1878530 bytes, checksum: b516fce053de83b3dbd32fa789dcb9c9 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O registro de imagens é o processo que alinha duas ou mais imagens em um mesmo sistema de coordenadas espaciais [31]. Na área de Imagens Médicas, o problema de registro de imagens tem muitas aplicações permitindo, por exemplo, a análise da variação de fenômenos e estruturas anatômicas ao longo do tempo, pelo registro de imagens de uma mesma modalidade obtidas em diferentes instantes de tempo; ou o estudo das informações anatômicas e fisiológicas combinadas para uma dada estrutura fenômeno, pelo registro de imagens obtidas por modalidades diferentes. O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de uma técnica de registro para imagens tridimensionais do cérebro humano, cuja motivação é o estudo comparativo de imagens de Ressonância Magnética pré- e pós-operatórias do cérebro de pacientes de epilepsia. Um estudo recente [80] tem observado que nos casos em que houve crises recorrentes, após a remoção cirúrgica do foco da crise, os pacientes apresentaram alterações nas substâncias cinza e branca do cérebro. O registro das imagens pré- e pós- operatórias desses pacientes permite a análise dessas alterações. Foi desenvolvida uma técnica de registro rígido que realiza o alinhamento de imagens 3D de forma automática, rápida e precisa. O método baseia-se no casamento das linhas de watershed marcador de cinza extraídas da imagem móvel com uma imagem de borda realçada pelo gradiente morfológico da imagem fixa. A busca dos parâmetros de rotação e translação que compõem a função de mapeamento é feita através de uma técnica proposta neste trabalho, denominada Descendente de Gradiente em Múltiplas Escalas (MSGD) - um variante do tradicional método de Descendente de Gradiente - a qual permite passos de tamanhos escalonados dos vetores de gradiente, evitando mínimos locais indesejáveis e convergindo para o ótimo desejado mais rapidamente. O método foi avaliado em imagens 3D de ressonância magnética do cérebro humano ponderadas em T1 e obteve bons resultados. Os experimentos envolveram 2 bases de dados. A primeira base é a base de dados de controle, composta por 200 pares de imagens, onde o registro foi realizado em aproxidamente 45s e obteve erro médio de rotação de 0, 06?, 0, 08? e 0, 08? com desvio padrão de 0, 06, 0, 25 e 0, 08 nos eixos X, Y e Z, respectivamente, e erro médio de translação de 1, 67mm, 1, 55mm e 2, 27mm com desvio padrão de 1, 83, 1, 45 e 2, 27 nos eixos X, Y e Z, respectivamente. A segunda base foi uma base de dados clínicos, composta por imagens pré- e pós-operatórias de pacientes com epilepsia, que comprovou a eficácia do método em dados clínicos reais. Também foram desenvolvidas duas técnicas de visualização do registro, uma delas baseada no mosaico das imagens registradas e a outra que combina as imagens em um único volume colorido, onde as alterações de tecidos são identificadas pelas cores vermelha e verde. Portanto, as principais contribuições deste trabalho são: uma metodologia para o registro, que envolve combinação eficiente de características, métrica de similaridade e estratégia de busca; a estratégia MSGD que se mostrou promissora para outros problemas de otimização; e uma técnica de visualização das imagens registradas na forma de um volume colorido. / Abstract: Image Registration is the process that aligns two or more images in a common reference system of spacial coordinates [31]. It is an important problem with several applications in Medical Imaging, enabling, for instance, the analysis of changes in anatomy along time by the registration of images from the same modality, and the study of combined anatomic and physiologic data by the registration of images from different modalities. The objective of this work is the development of a registration method for 3D images of the human brain, and the motivation is a comparative study of pre and post-surgical images from epilepsy patients. A recent study [80] has observed that some pacients, who did not cease the seizures after surgery, presented variations in their brain tissues. The registration of pre and post-surgical images enables the analysis of these tissue's variations. We developed a rigid registration method that aligns 3D images in a fast, automatic and accurate way. The method is based on the matching between watershed lines extrated from a source image and a morphological gradient image from the target image. The search for the parameters of rotation and translation that compose the mapping function is done by a techinique proposed in this work, named Multi-Scale Gradient Descent - a variant of the tradicional method Gradient Descent - which enables gradient's vectors with scaled magnitudes, avoiding undesirable local minima and fastly converging to the desired optimum. The method was evaluated on 3D T1-weighted Magnetic Ressonance Images of the human brain. The experiments used 2 data bases: a control data base, composed by 200 pairs of images, in which the method took approximately 45s and acceptable results; and a data base of patients, composed by pre- and post-surgical images, demonstrating the effectiveness of the method for real data. We have also developed visualization techiniques for the registred images: the checkerboard image, that alternates the target and registered source in a checkerboard pattern, allowing the user to inspect the correctness, coherence and continuity of the registration; and the colorized image, that combines the target and registered source images in a single colorized volume, such that the alterations of the tissues can be identified by the red and green colors. Therefore, the main contributions of this work are: a 3D registration methodology, that involves an effective combination of feature selection, similarity measure and search strategy; a search strategy, MSGD, that seems to be promissing for other optimization problems; and a visualization techinique that uses a colorized volume to combine the registered images. / Mestrado / Processamento e Analise de Imagens / Mestre em Ciência da Computação

This work is dedicated to the study of the structure of attractors of dynamical systems with the objective of estimating their fractal dimension. First we study the case of exponential global attractors of some generalized gradient-like semigroups in a general Banach space, and estimate their fractal dimension in terms of themaximumof the dimension of the local unstablemanifolds of the isolated invariant sets, Lipschitz properties of the semigroup and rate of exponential attraction. We also generalize this result for some special evolution processes, introducing a concept of Morse decomposition with pullback attractivity. Under suitable assumptions, if (A, \'A POT. \') is an attractor-repeller pair for the attractor A of a semigroup {T (t ) : t 0}, then the fractal dimension of A can be estimated in terms of the fractal dimension of the local unstable manifold of \'A POT. \', the fractal dimension of A, the Lipschitz properties of the semigroup and the rate of the exponential attraction. The ingredients of the proof are the notion of generalized gradient-like semigroups and their regular attractors, Morse decomposition and a fine analysis of the structure of the attractors. Also, making use of the skew product semiflow and its Morse decomposition, we give some estimates of the fractal dimension of the pullback attractors of non-autonomous dynamical systems / Este trabalho é dedicado ao estudo da estrutura dos atratores de sistemas dinâmicos com o objetivo de obter estimativas de suas dimensões fractais. Primeiramente estudamos o caso de atratores globais exponenciais de alguns semigrupos gradient-like generalizados em um espaço de Banach geral, e estimamos suas dimensões fractais em termos da máxima dimensão das variedades instáveis locais dos conjuntos invariantes isolados, a propriedades de Lipschitz do semigrupo e da taxa de atração exponencial. Também generalizamos este resultado para alguns processos de evoluções especiais, introduzindo um conceito de decomposição de Morse com atração pullback. Sob hipóteses apropriadas, se (A, \'A POT. \') é um par atrator-repulsor para o atratorA de um semigrupo {T (t ) : t 0}, então a dimensão fractal de A pode ser estimada em termos da dimensão fractal da variedade instável de \'A POT. \', a dimensão fractal de A, as propriedades de Lipschitz do semigrupo e a taxa de atração exponencial. Os ingredientes da demonstração são a noção de semigrupos gradient-like e seus atratores regulares, decomposição de Morse e uma análise fina da estrutura dos atratores. Além disto, fazendo uso do skew product semiflow e sua decomposição de Morse, damos estimativas da dimensão fractal dos atratores pullback de sistêmas dinâmicos não-autônomos

L'instrument principal de la mission GOCE est un gradiométre triaxial contenant 6 paires d'accéléromètres électrostatiques ultrasensibles conçus par l'ONERA. chaque accéléromètre est constitue d'une masse d'épreuve entourée par 8 paires d'électrodes permettant de la contrôler en position grâce a une boucle d'asservissement électronique. il est possible de recombiner les mesures accélérométriques pour en déduire les composantes du gradient de gravite. il s'agit de la grandeur fondamentale d'intérêt dans la mission GOCE. malgré son succès, la communauté scientifique s'est aperçue que le bruit contenu dans le terme vzz est 2 fois plus élevés que prévu. ce niveau de bruit est reste inexpliqué. la qualité des données GOCE dépend directement de celle des mesures accélérométriques. l'ONERA détenant l'expertise sur la technologie des accéléromètres électrostatiques ultrasensibles, une étude approfondie au plus proche de l'instrument s'est avérée nécessaire. dans un premier temps, une méthode d'estimation d'un majorant du niveau de bruit empirique des mesures accélérométriques est proposée a partir de la différence des modes communs. dans un second temps, ces estimations a partir des données empiriques sont reliées aux sources de bruit. en prenant en compte les sources de bruit qui ont été vérifiées, on a analyse deux scenarios qui pourraient aboutir au niveau empirique du bruit total de mesure. enfin, on a identifie que le bruit du facteur d'échelle n'a pas été inclus dans le calcul du niveau de bruit attendu. on montre que, dans le cas des axes de mesure sensible, la prise en compte du bruit de facteur d'échelle aboutit a l'augmentation du niveau de bruit de mesure attendu. / The payload of the space mission goce is a 3 axis gradiometer containing 6 ultrasensitive electrostatic accelerometers designed by onera – the french aerospace lab. each accelerometer contains a proof mass surrounded by 8 pairs of electrodes allowing the control of its position thanks to a feedback control loop. the recombination of the accelerometer measurements leads to the estimation of the terms of the gravity gradient matrix. it is the target quantity of the mission goce. despite the success of the mission, the scientific community discovered that the noise level of the term vzz is twice as high as the level expceted. this remains unexplained. the quality of the data is directly related to the quality of the accelerometer measurements. because onera has the expertise on the accelerometer technology, an in-depth study proved to be necessary. we first provide a way to estimate an upper bound of the empirical noise in the measurements. then, we analyse two scenarios that could lead to the empirical noise observed. finally, we show that taking into account the scale factor noise leads to a higher noise than expected.

Cette thèse concerne l'étude des propriétés de migration et de détachement de lignées cancéreuses du cancer du sein de type mésenchyme, très métastatique et invasif (MDA-MB-231), ou au contraire de type épithélial et peu invasif (MCF-7). Des techniques de vidéomicroscopie et d'analyse d'images automatisées ont été utilisées afin de tirer des informations sur la dynamique cellulaire sur de grandes populations. Nos expériences sur la migration aléatoire des cellules MDA-MB-231 montrent que les propriétés de déplacement de celles-ci sont liées à la fois à la composition de leur milieu environnant, mais aussi à la nature et la quantité de protéines d'adhésion. Nous avons notamment mis en évidence un comportement biphasique de la distance migrée au cours du temps en fonction de la densité de protéines adsorbées sur des surfaces pour deux types de protéines d'adhésion (collagène type IV et fibronectine). Selon le type de protéines d'adhésion, nous avons également mis en évidence un phénotype cellulaire très différent en termes de forme, d'adhésion et de mode de déplacement. Nous avons ensuite utilisé ces résultats pour mettre en place un protocole de migration dirigée de cellules cancéreuses dans un gradient chimiotactique généré par un système microfluidique. Ainsi, en faisant varier les paramètres du système (protéines de surface, concentration maximale en chimioattractants, …), nous avons pu caractériser les bonnes conditions d'obtention de la migration dirigée. Pour finir, nous avons montré la faisabilité d'un tri cellulaire entre cellules de type mésenchyme et épithéliales en utilisant la chimiotaxie à partir de ces systèmes / This thesis investigates migration and detachement properties of different types of breast cancer cell lines : metastatic, invasive MDA-MB-231 and epithelial, low-invasive MCF-7 celles. Videomicroscopy and image analysis techniques were used to obtain dynamic information for large cell populations. Random migration assays performed on MDA-MB-231 cells reveal that their migration properties are related to both medium and surface (substrate adhesion protein type and quantity) conditions. A biphasic behavior for the migrated distance through time was observed to be dependent on the density of adsorbed protein (collagen type IV or fibronectin) on the substrate. Cell shape, detachement and moving properties were also computed as a function of the surface protein characteristics. These results were then used to perform directed migration assays in a chemotactic gradient generated in a microfluidic chamber. Optimal conditions for directed migration of cells were determined by varying the parameters of the system such as gradient maximum concentration, substrate adhesion protein… Lastly, it was experimentally proved that it is possible to separate cancer epithelial cell lines from mesenchymal ones by using chemotactic microfluidic chambers

Tato práce se zabývá studiem vlivu kaolinitových ástic (reprezentujících látky tvo ící zákal vody) a peptidové/proteinové složky COM (Cellular Organic Matter) produkovaných sinicí Microcystis aeruginosa na velikost, strukturu a tvar tvo ených agregát v prom nných hydrodynamických podmínkách (gradientu rychlosti) p i úprav vody. Agregace probíhala v Taylor-Couettov reaktoru. Koagulace vybraných typ zne iš ujících p ím sí (kaolinitové ástice, COM peptidy/proteiny a jejich sm s) probíhala pomocí síranu hlinitého a síranu železitého. Vzniklé agregáty byly hodnoceny ve fázi homogenní velikosti (steady state) po 60 min míchání pomocí ukazatel : velikost (polom r) agregát , fraktální dimenze D2 a Dpf a velikostní distribuce. Bylo zjišt no, že velikost agregát je závislá na typu koagula ního inidla, typu koagulované p ím si a aplikovaném gradientu rychlosti. S rostoucím gradientem rychlosti se velikost agregát zmenšuje. Železité koagula ní inidlo produkuje v tší agregáty než hlinité koagula ní inidlo. Podle p ím si roste velikost agregát v po adí kaolinit < COM < kaolinit + COM. Struktura agregát se stává kompaktn jší s gradientem rychlosti. P i použití hlinitého koagula ního inidla vznikají ve srovnání s inidlem železitým kompaktn jší agregáty (mají vyšší hodnotu D2). Kompaktnost agregát klesá v po adí...

Cette thèse fait partie d’un programme de recherche international (IRG Cognac). Lancé par le motoriste SNECMA (groupe SAFRAN), ce projet regroupe l’ENS Cachan, UnB, ENSMA, CNRS, Snecma, Turbomeca et Messier Bugatti Dowti, et se concentre sur l’effet du gradient des contraintes sur endommagement par fretting fatigue. Le fretting-fatigue se réfère au processus d’endommagement localisés en bord de fuite entre deux corps en contact soumis à un chargement de fatigue. La maitrise de ce phénomène est d’une importance cruciale dans la détermination des durées de vie des disques de turbine. En bord de contact, le champ de contrainte hérité des forces de contact est maximal à la surface mais présente un fort gradient en s’éloignant du contact.Il a été montré dans cette thèse que pour l’alliage Ti-6AL-4V, les approches locales, basés sur le niveau de contrainte au points critiques ne sont pas applicable dans ces conditions. Une approche non locale, s’appuyant sur la théorie de la distance critique a donc été utilisée. En effet, des fissures courtes initiées au point critique peuvent propager jusqu’à rupture ou peuvent s’arrêter si la diminution des contraintes est suffisamment sévère. Une seconde difficulté réside dans la nature multiaxial et localement non proportionnel du chargement. Le fretting fatigue est généralement créé par la superposition d’un chargement de fatigue cyclique, d’une force normale à la surface souvent considérée constante, et d’une force cyclique tangentiel à la surface mais dont la fréquence peut être différente de celle de la fatigue.Les résultats des essais réalisés ont mis en évidence l’effet du gradient des contraintes sur la fissuration et ont étaient utilisés pour évaluer le potentiel de diffèrent critères pour le dimensionnement en fatigue des structures. La simulation du phénomène a en effet été réalisé en utilisant différente approches. La première s’appuie sur la Théorie de la distance critique et utilise un critère multiaxial. La seconde utilise l’amplitude du facteur d’intensité des contraintes, ΔK, pour prédire l’arrêt des fissures courtes. Finalement un récent modèle construit comme un critère de plasticité en pointe de fissure a été appliqué au problème de fretting fatigue. Ce critère a pour particularité de prendre en compte la contrainte T dans le développement asymptotique en pointe de fissure. / This thesis is part of an international research program (IRG Cognac) initiated by the engine manufacturer SNECMA (SAFRAN group) involving ENS Cachan, UnB, ENSMA, CNRS, Snecma, Turbomeca et Messier Bugatti Dowty. The thesis focuses on the effect of a stress gradient in fretting fatigue. Fretting-fatigue refers to the damage process localized at the frontier of the contact between two contacting bodies subjected to fatigue loadings. The prediction of this phenomenon is of major importance in determining, for instance, the lifetime of fan's disc. In the vicinity of the contact front, the stress field inherited from the contact loads is maximal at the surface and displays a strong gradient from the surface. It was shown in this thesis, for a Ti-6AL-4V alloy, that local approaches, based on local stresses at the most critical point, are not appropriate to predict fretting fatigue lives. As a matter of fact, short cracks initiated at the most critical point may stop if the stress decay from the surface is strong enough or may continue their growth, up to the failure of the component, if the stress gradient from the surface is not string enough. A second difficulty is the multiaxial and non-proportional nature of the loading conditions. Fatigue-fretting stems from the combination of loads that have neither the same spatial distribution nor the same time-dependency. In fretting-fatigue tests, three loading components are considered, the fatigue loading of the component (cyclic), the normal part (assumed to be constant) and the in-plane part (cyclic) of the loads between the two contacting components. To quantify the effect of the stress gradient, tests were carried out on a fatigue testing contact bench developed at the University of Brasilia, with experimental conditions ensuring different stress gradient while keeping the maximal stress the same. Damage mechanisms were studied using post-mortem analysis and optical microscopy on the contact elements tested. The prediction of the fretting fatigue life was done using different approaches. The first one is based on the Critical Distance Method and a fatigue criterion. The second is based on a K-based short crack arrest method. Finally, a new criterion was proposed. This method considers a generalized von Mises yield criterion for the crack tip region and accounts for the T-stresses in the asymptotic LEFM development.

Le réticulum endoplasmique (RE) est le premier compartiment intracellulaire traversé par la voie de sécrétion des protéines. Au sein de cet organite, les protéines destinées à la sécrétion, à la membrane ou les protéines résidentes de la voie de sécrétion acquièrent une conformation native, et subissent une multitude de modifications post-traductionnelles incluant la glycosylation et la formation de ponts disulfures intra et intermoléculaires. Généralement, seules les protéines bien conformées sont véhiculées hors du RE grâce à un système de surveillance très fin dont le rôle est de vérifier la conformation correcte des protéines, de retenir les protéines mal conformées jusqu’à ce qu’elles atteignent une conformation adéquate ou de les adresser à la dégradation. Malgré le nombre important de protéines traversant la voie de sécrétion et de pathologies affectant le processus de repliement, seul un petit nombre de protéines ont été décrites dans le système de surveillance du RE et le système de repliement/dégradation qui lui est associé. Au cours de ma thèse, j’ai participé à la mise en place d’une stratégie expérimentale permettant d’isoler des facteurs impliqués dans le système de surveillance du repliement des protéines. Cette méthodologie nous a permis d’identifier et de caractériser la protéine AGR2 (Anterior Gradient 2), un membre putatif de la famille des Protein Disulfide Isomerase (PDI) qui semble interagir très précocement avec les polypeptides en voie de synthèse. Les résultats de notre étude fonctionnelle suggèrent qu’AGR2 joue un rôle dans l’homéostasie basale du RE et intervient spécifiquement dans la régulation de la dégradation des protéines mal conformées. L’étude du rôle moléculaire ce nouvel acteur du système de surveillance du RE pourrait permettre de progresser dans la compréhension de ce processus crucial pour l’homéostasie cellulaire. / The Endoplasmic Reticulum (ER) is the first intracellular compartment encountered by secretory proteins. In this organelle, secretory proteins and integral membrane proteins acquire their correct conformation and undergo many post-translational modifications such as N-glycosylation or disulfide bond formation. To ensure that proteins are properly folded, the ER has evolved a quality control system achieving surveillance on the protein folding status. Partially folded or misfolded proteins are not allowed to escape this compartment and remain in the ER or are taken in charge by the degradation machinery. About one third of the genome products mature in the ER, however thus far an apparently small number of quality control actors have been identified as being responsible for the survey of these proteins’s conformation. The importance of understanding principles regulating this mechanism is highlighted by the number of protein-misfolding human diseases. During my PhD thesis, I participate to a study aiming at discovering novel constituents of the ER quality control system. Our approach led to the identification and the characterization of Anterior Gradient 2 protein (AGR2) a potential member of the PDI-like family that interacts with nascent translocating polypeptides. The results of a functional study show that AGR2 is implicated in basal ER homeostasis and participates in the quality control capacity of the ER by specifically regulating the degradation of terminally misfolded proteins.