La connectomique est un des plus grands défis dans la compréhension et le diagnostic des maladies du cerveau. En effet, les mauvaises connexions et le mauvais fonctionnement des circuits du cerveau sont à l'origine de nombreuses maladies neurologiques. Ceci peut être causé par des défauts génétiques, un dérèglement en cours de développement ou à une dégénérescence à un stade ultérieur de la vie. Pour étudier les changements morphologiques à la base des maladies mentales et neurologiques, les technologies d'imagerie actuelles sont limitées. Du fait de la difficulté à acheminer la lumière à l'intérieur de grands volumes de tissus, les études se font bien souvent à partir d'images bidimensionnelles de coupes histologiques et résultent, dans de nombreux cas, à des informations spatiales incomplètes. Dans ce projet, nous avons adopté une stratégie qui permet d'obtenir des images 3D de grands volumes à haute résolution, et ce, sans coupe histologique. D'une part, des techniques de transparisation ont été utilisées afin de minimiser la diffusion de la lumière dans les échantillons de tissus. D'autre part, pour une imagerie plus rapide, nous avons conçu un microscope de fluorescence à feuillet lumineux, à large champ de vue et à haute résolution. Les rayons d'un faisceau laser afocal sont déviés par un axicon pour interagir entre eux et former, dans l'échantillon, une fine aiguille lumineuse qui forme un feuillet lumineux une fois balayée à très grande vitesse dans un plan. Le signal de fluorescence émanant de la section illuminée par le feuillet est collecté selon un axe perpendiculaire par une caméra scientifique CMOS. Cette stratégie a permis de surpasser les systèmes déjà existants en fournissant des images grand volume avec une résolution isotrope de l'ordre du micron. Enfin, ce nouvel outil nous a permis de faire des études précédemment impossibles et aura certainement un impact direct sur l'évaluation post-mortem et l'optimisation de traitements, la découverte de médicaments et l'identification des régions cibles pour les maladies neurodégénératives. / Connectomics is one of the biggest challenges in understanding and diagnosing brain diseases. Indeed, many neurological diseases have their origins in a bad connection or a malfunction of brain circuits. This can be caused by genetic defects, developmental dysfunction or degeneration at a later stage of life. To study the morphological changes underlying mental and neurological diseases, current imaging technologies are limited. In fact, studies are often based on two-dimensional images of histological sections and result, in many cases, in incomplete spatial information. In this project, we adopted a strategy that allows us to obtain 3D images of large volumes at high resolution, without any histological section. On the one hand, optical clearing techniques were used to minimize light scattering in tissue samples. On the other hand, for faster imaging, we have designed a fluorescence light sheet microscope with a large field of view and high resolution. The rays of an afocal laser beam are deflected by an axicon (conical prism) to interact with each other and form, in the sample, a thin needle-shaped beam which, when swept at a very high speed along an axis, forms a light sheet. The fluorescence signal from the section illuminated by the light sheet is collected along a perpendicular axis by a scientific CMOS camera. This strategy has surpassed existing systems by providing large volume images with an isotropic micronic resolution. Finally, this new tool has allowed us to make previously impossible studies and will certainly have a direct impact on postmortem evaluation and treatment optimization, drug discovery and identification of target areas for neurodegenerative diseases.

La mine Canadian Malartic, a été exploitée de 1935 à 1965 principalement pour ses zones à haute teneur aurifère, soit dans des lentilles de grauwackes altérées du Pontiac et dans des veines de quartz dans un porphyre non silicifié. À la suite des travaux de forage effectués par la Corporation Minière Osisko, il existe un grand nombre de données qui permet d'obtenir une meilleure compréhension du gisement aurifère Archéen, tant au niveau de la répartition tridimensionnelle de l'or et des altérations associées, que des structures majeures contrôlant les zones aurifères. La modélisation 3D du gisement a permis d'établir la géométrie du contact entre le porphyre et les grauwackes du Pontiac, conjointement avec les teneurs en or et les principales altérations du camp minier de Malartic, soit la calcite, la silice et la pyrite. La distribution de ces altérations hydrothermales montre une très forte association spatiale avec le porphyre-ouest et les structures qui y sont rattachées. Plus à l'est du gisement, l'or et les altérations sont corrélés au contact du porphyre et se propagent dans les sédiments suivant les plans de faiblesse présents, litage et failles. Bien qu'elles ne soient pas développées de façon uniforme au travers du gisement, les brèches constituent un contrôle important des minéralisations. Trois types majeurs de brèches sont répertoriés, traduisant différentes étapes dans la genèse de Canadian Malartic. Le premier type est une brèche chimique à matrice de biotite-calcite-pyrite±silice, à fragments silicifiés, biotitiques et fortement corrodés et montre un enrichissement en Au-Ag-Bi-W. Le deuxième type est une brèche à matrice siliceuse, dans lequel deux sous-types se recoupent. La brèche la plus précoce, à quartz grisâtre cryptocristallin, possède les caractéristiques d'une fracturation hydraulique: fragments anguleux, jointifs, peu corrodés, et une faible distribution granulométrique. Celle-ci est recoupée par une brèche hydrothermale plus tardive, à quartz laiteux plus grossier et à fragments souvent corrodés. Ce deuxième sous-type est le seul type de brèche rencontré dans les unités porphyriques; aucune brèche hydraulique n'y a été observée. Le dernier type de brèche est caractérisé par un stockwerk à carbonates-séricite-chlorite±feldspath-k ne présentant aucune corrélation avec les teneurs en or. Elles enregistreraient une chute brutale de pression. Le gisement de Canadian Malartic présente des caractéristiques atypiques d'un gite de type porphyrique. Il y a cependant plusieurs facteurs favorisant une minéralisation syn-magmatique et à faible profondeur (<5km): altération potassique bien développée, forte association spatiale de l'or et des altérations avec un porphyre syn-tectonique, et plusieurs générations de processus de bréchifications. Les caractéristiques générales du gisement ont des affinités principales avec les gisements d'or liés aux intrusions et aux skarns aurifères, mais plus particulière Canadian Malartic possède plusieurs éléments de ressemblance avec le gisement de Boddington, en Australie. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Gisement d'or, Modélisation 3D, Brèche, Pontiac, Porphyre.

Volume visualization is one important part of scientific visualization. It has developed basing on absorbing the relative knowledge of computer delineation, computer visualization and computer image disposal. The knowledge of this branch is of much importance in computer application. Since it deals with contents with deeper meaning and it is more theoretic, having more arithmetic means, it generally stands for the level of computer application. The study and application of volume visualization is like a raging fire. My country started comparatively later in this field. This thesis gives systematic representation and discuss in the field of tomography image 3D reconstruction. It mainly discusses after rotation, translation, filtering, interpolation and sharpening a series of 2D CT scanning images, get the boundary data of different object to form 3D volume data and actualize the 3D reconstruction of the object, and at the same time implement the function of display, translation, rotation, scaling and projection the volume data. Basing on the implementation of these functions according to software programming, this thesis gives a sum up to each algorithm of 3D volume visualization processing. The method to actualize the 3D reconstruction of the tomography image is mainly about the image processing, image transformation, the way to actualize 3D reconstruction and image compression, etc. In image processing, it talks about getting the anchor points in the tomography image, the geometrie transformation of the image, getting the boundary of the target, cross section display and the smoothing and sharpening of the image. In the transformation of the image, this thesis deals with the algorithm and implementation principle of the geometric transformation (transition, rotation, and scaling) of the 2D image, the three-dimensionalization of the planar data, construction of the stereo mode, geometric transformation of the 3D graph, curve-fitting, the processing of hidden line and hidden surface, color processing. It also introduces the thoughts of using OpenGL to develop and actualize tomography image 3D reconstruction system, including using OpenGL to transform the coordinate, solid model building, to actualize 3D rotation and projection. Recently, the methods of applying chemotherapy to deal with cancer in hospitals of our country are different. Hospital with great fund takes import software to design while most of the hospitals take domestic software. These kinds of software are designed by DAHENG Company in BeiJing, WEIDA Company in ShenZhen. The programs in the software these two hospitals' doctors use to treat are images fielding in the plane not making radiation design under the mode of omnibearing cubic display. Under this circumstance the judgment of the key part can not remain precise, and this part is the most important part that the doctors need. The above problem is the aim of this project. This thesis mainly deals with the subject that after calibrating and sharpening the series of 2D CT images, extract the boundary data of different bodies to form a 3D volume data and actualize 3D reconstruction and at the same time actualize the function of display, translation, rotation, scaling and projection. Mostly basing on the application of medical area, this thesis aims at making further research on computer graphies, computer vision and computer image processing through the study and application of volume visualization in this field. By the study and development of the volume visualization technology in this project, it can provide simulation and display functions to the observer before the operation and the radiotherapy as well as providing the chance to simulate the real teaching and practicing link to the medical school in the teaching process, and increase the clinic level and teaching level of medical area. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : volume visualization, volume data, tomography image, 3D reconstruction, anchor point, boundary data, periphery boundary, OpenGL.

Thèse doctorat : Traitement du signal et télécommunications : Rennes 1 : 2005. / Bibliogr. p. 159-175.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Automatique et Informatique industrielle : Lille 1 : 2004. / N° d'ordre (Lille 1) : 3441. Résumé en français et en anglais. Titre provenant de la page de titre du document numérisé. Bibliogr. p. [164]-170. Liste des publications.

Thèse de doctorat : Mécanique. Biomécanique : Paris 12 : 2006. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. : 124 réf.

Reproduction de : Thèse de 3e cycle : informatique : Grenoble, INPG : 1984. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. p. 105-109.

Thèse de doctorat : Electronique, électrotechnique, automatique. Vision et robotique : Strasbourg : 2009. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. 8 p.

Thèse (M. Sc.)--Université Laval, 2005. / Titre de l'écran-titre (visionné le 28 septembre 2005). Bibliogr.

La visualisation 3D de données cadastrales a été exploitée dans de nombreuses études, car elle offre de nouvelles possibilités d’examiner des situations de supervision verticale des propriétés. Les chercheurs actifs dans ce domaine estiment que la visualisation 3D pourrait fournir aux utilisateurs une compréhension plus intuitive d’une situation où des propriétés se superposent, ainsi qu’une plus grande capacité et avec moins d’ambiguïté de montrer des problèmes potentiels de chevauchement des unités de propriété. Cependant, la visualisation 3D est une approche qui apporte de nombreux défis par rapport à la visualisation 2D. Les précédentes recherches effectuées en cadastre 3D, et qui utilisent la visualisation 3D, ont très peu enquêté l’impact du choix des variables visuelles (ex. couleur, style) sur la prise de décision. Dans l’optique d'améliorer la visualisation 3D de données cadastres, cette thèse de doctorat examine l’adéquation du choix des variables visuelles et des techniques de rehaussement associées afin de produire un modèle de condominium 3D optimal, et ce, en fonction de certaines tâches spécifiques de visualisation. Les tâches visées sont celles dédiées à la compréhension dans l’espace 3D des limites de propriété du condominium. En ce sens, ce sont principalement des tâches notariales qui ont été ciblées. De plus, cette thèse va mettre en lumière les différences de l’impact des variables visuelles entre une visualisation 2D et 3D. Cette thèse identifie dans un premier temps un cadre théorique pour l'interprétation des variables visuelles dans le contexte d’une visualisation 3D et de données cadastrales au regard d’une revue de littéraire. Dans un deuxième temps, des expérimentations ont été réalisées afin de mettre à l’épreuve la performance des variables visuelles (ex. couleur, valeur, texture) et des techniques de rehaussement (transparence, annotation, déplacement). Trois approches distinctes ont été utilisées : 1) discussion directe avec des personnes œuvrant en géomatique, 2) entrevue face à face avec des notaires et 3) questionnaire en ligne avec des groupes ciblés. L’utilisabilité mesurée en termes d’efficacité, d’efficience et de degré de satisfaction a servi aux comparaisons des expérimentations. Les principaux résultats de cette recherche sont : 1) Une liste de tâches visuelles notariales utiles à la délimitation des unités de propriété dans le contexte de la visualisation 3D de condominium ; 2) Des recommandations quant à l'adéquation de huit variables visuelles et de trois techniques de rehaussement afin d’optimiser la réalisation d’un certain nombre de tâches notariales ; 3) Une analyse comparative de la performance de ces variables entre une visualisation 2D et 3D. / 3D visualization is being widely used in GIS (geographic information system) and CAD (computer-aided design) applications. It has also been introduced in cadastre studies to better communicate overlaps to the viewer, where the property units vertically stretch over or cover one part of the land parcel. Researchers believe that 3D visualization could provide viewers with a more intuitive perception, and it has the capability to demonstrate overlapping property units in condominiums unambiguously. However, 3D visualization has many challenges compared with 2D visualization. Many cadastre researchers adopted 3D visualization without thoroughly investigating the potential users, the visual tasks for decision-making, and the appropriateness of their representation design. Neither designers nor users may be aware of the risk of producing an inadequate 3D visualization, especially in an era when 3D visualization is relatively novel in the cadastre domain. With a general aim to improve the 3D visualization of cadastre data, this dissertation addresses the design of the 3D cadastre model from a graphics semiotics viewpoint including visual variables and enhancement techniques. The research questions are, firstly, what is the suitability of the visual variables and enhancement techniques in the 3D cadastre model to support the intended users' decision-making goal of delimitating condominium property units, and secondly, what are the perceptual properties of visual variables in 3D visualization compared with 2D visualization? This dissertation firstly identifies the theoretical framework for the interpretation of visual variables in 3D visualization as well as cadastre-related knowledge with literature review. Then, we carry out a preliminary evaluation of the feasibility of visual variables and enhancement techniques in a form of an expert-group review. With the result of the preliminary evaluation, this research then performs the hypothetico-deductive scientific approach to establishing a list of hypotheses to be validated by empirical tests regarding the suitability of visual variables and enhancement techniques in a cartographic representation of property units in condominiums for 3D visualization. The evaluation is based on the usability specification, which contains three measurements: effectiveness, efficiency, and preference. Several empirical tests are conducted with cadastral users in the forms of face-to-face interviews and online questionnaires, followed by statistical analysis. Size, shape, brightness, saturation, hue, orientation, texture, and transparency are the most discussed and used visual variables in existing cartographic research and implementations; thus, these eight visual variables have been involved in the tests. Their perceptual properties exhibited in the empirical test with concrete 3D models in this work are compared with those in a 2D visualization, which is derived from a literature-based synthesis. Three enhancement techniques, including labeling, 3D explosion, and highlighting, are tested as well. There are three main outcomes of this work. First, we established a list of visual tasks adapted to notaries for delimiting property units in the context of 3D visualization of condominium cadastres. Second, we describe the suitability of eight visual variables (Size, Shape, Brightness, Saturation, Hue, Orientation, Texture, and Transparency) of the property units and three enhancement techniques (labeling, 3D explosion and highlighting) in the context of 3D visualisation of condominium property units, based on the usability specification for delimitating visual tasks. For example, brightness only shows good performance in helping users distinguish private and common parts in the context of 3D visualization of property units in condominiums. As well, color hue and saturation are effective and preferable. The third outcome is a statement of the perceptual properties’ differences of visual variables between 3D visualization and 2D visualization. For example, according to Bertin (1983)’s definition, orientation is associative and selective in 2D, yet it does not perform in a 3D visualization. In addition, 3D visualization affects the performance of brightness, making it marginally dissociative and selective.