À la dérive sur la rivière et sur la route, sur des radeaux gonflés d’air, à pied ou sur le pouce, en zigzagant d’une rive à l’autre en traversiers, je suis les courants de la Rivière des Outaouais jusqu’à Montréal. En partant de Hull en bateaux pneumatiques à l’embouchure du Ruisseau de la Brasserie, je me laisse porter par la rivière jusqu’à ce qu’elle me dépose une quarantaine de kilomètres plus loin. Je continue à longer la rivière en marchant et en embarquant sur tous les traversiers qui croisent mon chemin. Je trace une ligne irrégulière dans l’espace, je suis guidé par les courants et les routes qui suivent la Rivière des Outaouais, le Lac des Deux-Montagnes et le Lac Saint-Louis; je retourne dans ma ville natale en me déroutant, en revenant sur mes pas, en allongeant mon trajet. Je marche vite. Je me déplace comme je suis: en empruntant le parcours le plus long, parsemé de contradictions, de naufrages, de bifurcations, de changements d’idées et de directions. Mes mouvements sont décousus et impulsifs, mais je poursuis de l’avant en explorant tous les détours. Un carnet de voyage, une lourde expédition déroutée en vagabondage insouciant au fil de l’eau, en passant par la tente et l’auberge au bord de la route, par la proue et la roue, avec le cours de la rivière et en sens inverse du trafic; j’avance en formant un tracé incertain, influencé par les éléments naturels, les obstacles et les constructions, au gré du jour, dessiné par mes humeurs et mon tempérament. Comme les héros de contes et de légendes sur des quêtes mythiques, je rencontre des obstacles et des défaites. Ma grande odyssée sur l’eau a échoué, mon expédition surchargée a pris le bord en faveur d’un pèlerinage le long de la rivière. C’est mon châtiment et mon expiation. Je marche et je jeûne, je chante, je pleure, je saigne. Mon but est encore loin et je marche au jour le jour, pas par pas, mais je suis un protagoniste qui succombe à la tentation, mes envies deviennent élémentaires : confort et nourriture. J’assouvis mes désirs, je nourris le contraste entre mes journées de pénitence à pied et mes soirées de plénitude à l’hôtel. Comme bon me semble, je m’abandonne à mes lubies sur la route. Contrairement à la rivière où j’étais à la merci des éléments, à pied je prends des décisions, je peux prendre mon temps, je peux dormir confortablement… La rivière guide toujours mon trajet sur les routes qui suivent ses courbes, mais elle ne m’impose plus ses impasses et remous. En marchant, c’est une dérive beaucoup plus fluide, plus propice à l’émersion dans l’environnement, plus propice à la photographie. Dans les photos, je documente les points tournants de mon parcours, les points de traversées, les moments de repos et d’arrêt, les monuments le long de l’eau… Dans une rame maintenant obsolète percée d’un trou, j’encadre des éléments du paysage pour les mettre en évidence. Des photos comme signes de mon passage, placées dans un cahier de route, comme une autre donnée de la journée, telle la température et le kilométrage accompli. J’ai accompli ma quête jusqu’aux écluses de Lachine par tous les moyens; je n’ai pas traversé la ligne d’arrivée triomphalement en bateau, comme à mon point de départ, mais j’ai parcouru la rivière de tous les angles et des deux côtés, je connais toutes ses courbes, ses villages et ses villes. Je me suis adapté en cours de route; je me suis abandonné à mes instincts et désirs, à des décisions spontanées, à un laisser-aller pour que ma dérive soit à la fois influencée par les éléments extérieurs et par mon propre sens de l’orientation.

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

L'objectif de cette thèse est d'analyser l'impact des vagues sur la circulation océanique. La partie vagues est séparée du courant moyen et les deux sont décrites différemment. Divers aspects sont abordés. Dans la première partie, la dérive en surface est analysée à l'aide un modèle à 1 dimension, avec l'utilisation d'une paramétrisation du mélange lié au déferlement des vagues. Il apparaît que la dérive de Stokes des vagues domine la dérive d'Ekman en surface. Cette description apparaît cohérente avec les ordres de grandeurs des observations de dissipation d'énergie cinétique turbulente, de courants eulériens et de dérives lagrangiennes. Cependant, plusieurs aspects de cette description, l'effet Stokes-Coriolis par exemple, n'ont pas encore été validés par des observations. Une deuxième partie aborde l'impact des vagues sur le mélange et en particulier sur la profondeur de la couche de mélange. La profondeur de la couche de mélange diurne apparaît très sensible à l'état de mer. Une réanalyse de vagues est utilisée pour évaluer l'ordre de grandeur des paramètres importants pour ce mélange, ainsi que la distribution de ces paramètres à l'échelle globale. Enfin, la séparation des vagues et du courant est étudiée en zone côtière, aux abords de la zone de déferlement, et est comparée aux autres descriptions de la dynamique de la zone littorale et de ses abords immédiats. En particulier, l'impact de la non-linéarité des vagues sur les transports lagrangiens est évaluée.

Parmi les différents mécanismes physiques permettant d'actionner des échantillons liquides au sein de labopuces, l'électromouillage sur diélectrique (EWOD) s'impose peu à peu comme une solution fiable permettant de manipuler en particulier des gouttes (labopuces digitaux). Bien que des modèles énergétiques permettent d'expliquer la plupart des fonctions fluidiques élémentaires obtenues par effet EWOD, il demeure certains phénomènes hydrodynamiques en goutte dont la compréhension à l'échelle locale présente des enjeux en termes scientifiques et applicatifs. En particulier, la maîtrise des oscillations de goutte et des écoulements électrohydrodynamiques induits par des signaux électriques alternatifs (AC-EWOD) pourrait permettre l'insertion de nouvelles fonctions dans les labopuces digitaux (brassage, séparation d'espèces). Dans la thèse proposée, une configuration optimale a été retenue consistant en une goutte reposant sur deux électrodes coplanaires passivées. Un banc de caractérisation a été développé ainsi que des logiciels spécifiques dédiés à l'analyse du mouillage et des oscillations de la goutte. Une première étude permet de caractériser l'électromouillage d'une goutte en configuration d'électrodes coplanaires. En particulier, la modélisation des contraintes électriques surfaciques permet de conclure sur leurs rôles dans l'injection normale et tangentielle de quantité de mouvement. Les oscillations de la goutte et les écoulements induits sont ensuite étudiés de manière expérimentale. Suivant la géométrie des électrodes, des configurations d'écoulements axisymétriques et quadripolaires sont observées. Un modèle basé sur le concept de courant de dérive est développé ; sa résolution numérique par éléments finis permet de retrouver les configurations d'écoulement. Des applications biologiques de l'actuation EWOD en signal alternatif sont finalement proposées et discutées pour le développement de laboratoires sur puces.

Cette thèse de doctorat consiste en l’étude et en la simulation exacte de deux classes de diffusions browniennes à valeurs réelles: le mouvement brownien biaisé en plusieurs points et les diffusions browniennes avec dérive admettant un nombre fini de sauts. On appelle diffusion biaisée en plusieurs points une diffusion (Markovienne) évoluant entre plusieurs barrières semi-perméables. Lorsqu’une telle diffusion atteint l’une de ces barrières, elle est partiellement réfléchie, avec une probabilité dépendant de la barrière. Nous obtenons tout d’abord une représentation du semi-groupe de transition du mouvement brownien biaisé avec dérive constante sous la forme d’une intégrale de contour, grâce à l’étude fine des propriétés complexes de ce semi-groupe. Cette représentation nous fournit alors une formule explicite et novatrice pour la densité de transition du mouvement brownien avec dérive constante biaisé en deux points. L’expression consiste en une série de fonctions gaussiennes et spéciales. Nous proposons une nouvelle méthode de simulation par rejet qui offre la possibilité d’échantillonner de façon exacte à partir d’une densité, même si elle n’est connue que par approximation, sans aucune autre erreur que celles de l’ordinateur. Nous appliquons ensuite ce nouveau schéma à la simulation d’un mouvement brownien avec dérive constante, biaisé en deux points. Chemin faisant, nous obtenons une borne uniforme pour le quotient de cette densité par rapport à la densité du mouvement Brownien avec la même dérive. Un autre objectif de la thèse est de développer un algorithme de simulation exacte pour les diffusions browniennes avec dérive admettant plusieurs sauts. / This thesis is focused on the study and the exact simulation of two classes of real-valued Brownian diffusions: multi-skew Brownian motions with constant drift and Brownian diffusions whose drift admits a finite number of jumps. A skew diffusion with several semipermeable barriers, called multi-skew diffusion, is a (Markovian) diffusion partially reflected at some barriers with a probability depending on that particular barrier. In this thesis we first obtain a contour integral representation for the transition semigroup of the multiskew Brownian motion with constant drift, based on a fine analysis of its complex properties. Thanks to this representation we write explicitly the transition densities of the two-skew Brownian motion with constant drift as an infinite series involving Gaussian functions and their tails. Then we propose a new useful generalization of the known rejection sampling method which allows to sample exactly from densities for which only an approximation is known. The originality of our algorithm lies in the fact that we finally sample directly from the law without any approximation, except the machine’s. As an application, we sample from the transition density of the two-skew Brownian motion with or without constant drift and provide also a uniform bound for the ratio between the latter and the transition density of the Brownian motion with constant drift. The second aim of this thesis is to develop an exact simulation algorithm for a Brownian diffusion whose drift admits several jumps. The theoretical method we give allows to deal with any finite number of discontinuities. Then we focus on the case of two jumps, using the transition densities obtained before.

La plupart des opérations de secours en mer s'appuient aujourd'hui sur des prévisions numériques opérationnelles afin de coordonner les moyens d'action et de cibler les zones d'intervention prioritaires. Pour des cas de pollution marine ou pour la recherche d'objets dérivants, des modèles de trajectoire spécifiques existent et permettent d'élaborer des scenarii plus ou moins réalistes à partir de courants modélisés. La fiabilité de ces systèmes est en grande partie conditionnée par la qualité de ces courants prévus et utilisés. Ce travail de thèse s'intéresse à la modélisation des processus océaniques qui modifient les propriétés adjectives du courant, en particulier à proximité de la surface, où les vitesses sont les plus fortes, et où des structures de fine échelle liées aux interactions avec l'atmosphère et à des processus turbulents en complexifient l'estimation. La méthodologie adoptée est la classique confrontation modèle-observation pour deux cas d'étude distincts, l'un en Méditerranée occidentale (hiver 2007) et l'autre en Atlantique Est-Équatorial près de l'embouchure du Congo (printemps 2008). À partir d'outils numériques dérivés de l'opérationnel, il est tenté de reproduire des trajectoires réelles de flotteurs de surface en réalisant diverses études de sensibilité. Les prévisions de courant sont générées à partir de configurations régionales à haute résolution basées sur le code d'océan NEMO. Le logiciel Ariane (B. Blanke, 1997) utilise les propriétés de surface du courant, alors que le modèle d'hydrocarbure Mothy (Météo France) utilise une extraction en profondeur afin de compléter sa modélisation interne de l'océan en réponse aux changements rapides du forçage atmosphérique. Cette étude cible des échelles de prévisions de quelques heures à trois jours au maximum (échéance typique demandée en cas de crise). Les tests ciblent la résolution horizontale, l'impact des paramétrisations sur les forçages et la représentation des processus physiques, en particulier ceux rencontrés par les bouées, comme par exemple le panache du fleuve Congo en Angola.

Mémoire en recherche-création / Dérive(s) cinématographique(s) est une recherche pratique et théorique de la dérive au cinéma. Elle concerne à la fois des œuvres et des pratiques déjà existantes aussi bien qu’une expérimentation esthétique, formelle et structurelle que je mène personnellement. L’identification d’un cinéma de la dérive a pour but de dégager les motifs, les mouvements et les dynamiques principalement engagés dans ce geste. Il s’agit alors de concevoir la dérive comme un potentiel de fuite qui agit, transforme, et déterritorialise l’espace filmique. / Cinematic drifting(s) is a theoretical and practical research project that explores drifting (la dérive) in cinema. It involves both looking at existing works and practices, as well as aesthetic, formal and structural experimentation in which I am personally embarking. The aim of identifying a cinema of the drift (cinéma de la dérive) is to extract the main patterns, movements and dynamics engaged in this gesture. Drifting is thus conceived in its potential of flight as a force that acts, transforms and deterritorializes the cinematic space.

Si l'on essaye de concentrer notre attention sur un objet physique ou mental donné, on s'aperçoit vite qu'elle ne peut pas rester indéfiniment fixée sur l'objet en question mais se ré-oriente rapidement vers d'autres pensées ou sensations, un phénomène appelé dérive attentionnelle. Fait intéressant, les anciennes traditions de pratiques de méditation ont développé une grande variété de méthodes visant à développer la prise de conscience des épisodes de dérive attentionnelle et à entraîner l'esprit à rester concentré. Il est important de souligner que la connaissance du contenu de l'attention est une information qui est personnelle au sujet et qui ne peut être évaluée qu'à l'aide de méthode prennant en compte la perspective à la première personne. Au cours de ma thèse, j'ai étudié à la fois la dérive attentionnelle et les états de méditation dans un effort pour mieux comprendre ce qui se passe dans le cerveau quand quelqu'un médite. Quelle que soit la tradition de méditation, les dérives attentionnelles sont omniprésentes pendant la méditation. Ce sujet constitue donc un point de départ idéal pour l'étude de la méditation. Ce phénomène de dérive attentionnelle n'est pas unique à la méditation mais est présent dès qu'une personne se concentre sur une tâche à l'exclusion de toute autre. En utilisant un protocole nouveau, nous montrons que les épisodes de dérive attentionnelle sont accompagnés par une amplitude accrue des basses fréquences EEG 1-3Hz delta et 4-7Hz theta ainsi qu'une réduction du traitement sensoriel pré-attentif, comme le montre l'analyse de potentiels évoqués. Ces résultats indiquent que la dérive attention- nelle est associée à un niveau réduit de vigilance, similaire aux premiers stades de la somnolence. Ceci est cohérent avec certains textes bouddhistes sur la méditation, qui représentent la dérive attentionelle comme un état de sommeil par rapport aux périodes où l'esprit est concentré. Puis, nous avons réalisé une étude comparative de l'activité EEG au cours de la méditation pour tenter de déterminer l'origine des résultats divergents de la littérature. Nous avons enregistré l'activité spontanée EEG de 3 groupes de méditants de 3 différentes traditions de méditation et d'un groupe de non-méditants en utilisant le même protocole. Nous avons montré que tous les groupes de méditants avaient une amplitude de fréquence gamma 60-110Hz plus élevée par rapport aux contrôles pendant la méditation, indiquant peut-être des processus attentionnels différents chez les méditants. Aucune différence n'a été trouvée entre l'état mental contrôle et l'état méditatif chez les méditants, ce qui suggère que les modifications dues à la pratique longue de la méditation sont plus robustes que les effets de l'état mental de méditation par rapport à un état contrôle. Dans l'ensemble, notre étude souligne la nécessité de mieux définir ce que pourrait être le meilleur état de contrôle mental pour la méditation. Au cours de ce travail j'ai également exploré les méthodo-logies pour recueillir des informations subjectives pertinentes. Notre travail apporte de nouvelles perspectives pour l'étude la conscience humaine, mais la route reste longue avant que nous ne comprenions parfaitement les mécanismes sous-jacents de notre vie intérieure.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

La promiscuité des enzymes joue un rôle primordial pour l’évolution des protéines et la divergence des fonctions catalytiques. Comprendre les déterminants moléculaires qui régissent cette promiscuité enzymatique représente un enjeu scientifique majeur pour identifier les trajectoires évolutives pouvant entrainer l’émergence de nouvelles fonctions. L’objectif de cette thèse a consisté d’une part à sonder la promiscuité catalytique de l’amylosaccharase de Neisseria polysaccharea, une transglucosidase d’intérêt biotechnologique majeur, dans le but d’identifier des substrats alternatifs et d’autre part à étendre ses capacités naturelles par des techniques d’évolution moléculaire. Une trentaine de molécules ont été testées et ont permis de mettre en évidence la forte spécificité de l’enzyme pour son substrat donneur ainsi que sa large promiscuité vers les substrats accepteurs. Le rôle des résidus impliqués dans la reconnaissance des substrats a par la suite été considéré au travers d’une stratégie rationnelle basée sur des prévisions de stabilité thermodynamique. Deux histidines (H187 et H392), ont ainsi été ciblées par mutagénèse à saturation. La stabilité de ces mutants a été étudiée ainsi que ainsi que leur activité envers différents substrats. Des enzymes à la stabilité améliorée ou montrant des changements de spécificité de produits ont ainsi été identifiées. Afin d’étudier plus amplement la promiscuité de cette amylosaccharase, une deuxième stratégie d’ingénierie a été menée pour mimer in vitro les mécanismes moléculaires de la dérive génétique neutre. Ce phénomène dit de “Neutral-Drift” a préalablement été décrit comme un facteur impliqué dans les changements de promiscuité catalytique. Quatre cycles de mutagénèse ont ainsi été réalisés et 440 clones ont été sélectionnés pour avoir conservé leur fonction originelle (i.e. leur activité sur saccharose). Des variants aux propriétés catalytiques améliorées envers des substrats alternatifs ont été caractérisés et des groupes de positions corrélées ont été identifiés. L’effet des mutations neutres sur la thermostabilité a également été étudié. Enfin, de façon remarquable, une nouvelle activité envers un substrat non reconnu par l’enzyme native, le méthyl-α-L-rhamnopyranoside, a été détectée. Ce variant possédant quatre substitutions a été caractérisé et la résolution de sa structure tridimensionnelle par cristallographie aux rayons-X permettra d’approfondir les relations unissant séquence, structure et activité de l’enzyme / Investigation of substrate promiscuity is of prime interest to understand the way enzymes evolve. Understanding the molecular determinants involved in substrate promiscuity is challenging to determine the evolutionary trajectories that lead to the emergence of catalytic functions and to take further advantage of their evolvability to develop original biocatalysts. The objective of this thesis aimed to investigate the substrate promiscuity of the amylosucrase from Neisseria polysaccharea, a transglucosidase of prime biotechnological interest, to identify alternative donor and acceptor molecules and further extend its catalytic properties through enzyme engineering. About thirty molecules were assayed and the strong specificity for the natural donor sucrose was emphasized, as well as the broad acceptor promiscuity. The rational engineering of active site residues responsible for substrate recognition was undertaken through thermodynamic stability predictions. Two residues, namely H187 and H392, were rationally targeted for site-directed mutagenesis. The stability of these variants was investigated as well as their activity toward both natural and promiscuous substrates. Variants with enhanced stability or altered product distribution were identified. These results highlighted that mutations responsible for stability changes may also lead to substrate promiscuity or product specificity changes. To further investigate the promiscuity of amylosucrase, we considered another engineering strategy to mimic in vitro the neutral enzyme evolution. Neutral genetic drift was previously shown to be related to promiscuity changes. On this basis, four repeated round of mutagenesis were performed and 440 clones were selected because they maintained the protein original function (i.e. the activity on sucrose). Variants with enhanced properties towards promiscuous donors and acceptors were characterized and clusters of correlated amino acid substitutions were identified. The impact of neutral mutations on thermodynamic stability was also discussed. Remarkably, a totally new activity towards methyl-α-L-rhamnopyranoside, an acceptor not recognized by the parental wild-type enzyme, was detected. The variant harboring four amino acid substitutions was characterized and the determination of its three-dimensional structure by X-ray crystallography will be useful to further investigate the structure-sequence-activity relationships of this enzyme