Dans le but d'améliorer la modélisation de la réaction nucléaire de spallation, un nouveau dispositif (SPALADIN) a été mis en place auprès de l'accélérateur GSI à Darmstadt afin de mesurer en coïncidence et en cinématique inverse les résidus de spallation et les fragments de désexcitation. Ce document décrit l'analyse de la réaction Fe+p à 1 GeV par nucléon, utilisant pour la première fois ce dispositif. Les sections efficaces de production et les vitesses des résidus lourds obtenues dans ce travail sont comparées à des expériences précédentes dans le but de caractériser le dispositif. La désexcitation du pré-fragment en fonction de la violence de la collision est ensuite étudiée plus spécifiquement. En particulier, l'accent est mis sur l'émission des fragments de charge supérieure ou égale à trois. Enfin ces données sont comparées à différents codes de calcul dans l'optique de mieux comprendre leurs divergences avec les données expérimentales.

Pour élaborer des stratégies de jeu, les entraîneurs doivent savoir décrypter les tactiques employées par les équipes adverses. Cette recherche propose, pour les formations d'entraîneurs, un outil qui permet l'étude cinématique d'actions de jeu à partir de séquences vidéo filmées depuis les tribunes. Cet outil est fondé sur de nouveaux modèles de joueurs, d'équipes, de ballon et de terrain, de mouvements des joueurs, des équipes et du ballon, de relations entre ces mouvements. Ces modèles permettent d'interpréter avec précision les variations de configuration des équipes, de surface occupée par chaque équipe, de distance entre joueurs, ballon et panier, de vitesse des joueurs et du ballon. D'autres modèles mis au point permettent aussi d'identifier, parmi les points de vue proposés, celui qui est le plus pertinent pour étudier les corrélations entre les mouvements des joueurs, des équipes et du ballon. Les représentations graphiques permettent de montrer ces corrélations qui n'étaient pas visibles avant.

Le travail présenté dans cette thèse répond à une attente, exprimée par les cliniciens, d'objectiver leur pratique. Le traitement du handicap (notamment de l'amputé) requiert des moyens d'évaluation performants. Les technologies disponibles actuellement et les méthodes et modèles utilisés en biomécanique permettent d'envisager la réalisation d'examens standardisés de la marche utilisant ces moyens. Le partenariat double, industriel (PROTEOR) et clinique (Centre d'Etudes et de Recherche sur l'Appareillage des Handicapés), dont nous avons bénéficié, a permis d'ancrer notre recherche dans un environnement concret. Le premier résultat de cette thèse est la constitution et l'exploitation de deux bases de données de paramètres de la marche. L'une concerne 55 sujets asymptomatiques et sert de référence. L'autre synthétise les résultats obtenus pour 27 patients amputés fémoraux. L'analyse des données a mené à l'extraction de paramètres quantitatifs caractéristiques de la marche de ces sujets. Le caractère tridimensionnel de l'étude est essentiel et constitue une particularité de ce travail. Le deuxième objectif atteint au cours de cette thèse est la mise en place et l'évaluation préliminaire d'un modèle dynamique de l'amputé fémoral. L'utilisation de ce modèle en lien avec les efforts exercés au sol améliore la compréhension des écarts observés chez l'amputé fémoral par rapport aux sujets asymptomatiques. La validation par le calcul de la résultante des efforts externes est la première réalisée sur l'amputé fémoral et démontre l'intérêt et les perspectives d'une telle analyse.

La cinématique de l'articulation du genou est complexe. Elle est déterminée par des paramètres géométriques et des paramètres mécaniques. Les paramètres géométriques sont principalement définis par la géométrie des os, des surfaces articulaires et par les insertions des différents tissus mous. Les paramètres mécaniques sont définis par les caractéristiques des tissus mous exprimés par les lois qui relient les distances entre leurs insertions et les efforts qu'ils génèrent. Les muscles, tendons et ligaments sont caractérisés par leur constante de raideur et leur pré-tension à une position donnée de l'articulation du genou : l'extension totale. Cette thèse analyse à l'aide d'un modèle multi-corps rigides le comportement de l'articulation du genou. La première partie de la thèse décrit la constitution du modèle. La seconde partie positionne le modèle dans des conditions aux limites. La troisième partie présente les résultats du modèle et les compare à différentes publications de la bibliographie. La quatrième et dernière partie fait varier les différents paramètres mécaniques et quantifie leur influence sur la cinématique du genou. Une synthèse des résultats permet de mettre en évidence les paramètres les plus influents sur la rotation interne/externe du tibia par rapport au fémur et sur l'avancée/recul du fémur par rapport au tibia pendant le mouvement de flexion du genou.

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

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

Cette thèse présente une approche de modélisation inspirée par la robotique pour l'étude des changements conformationnels des protéines. Cette approche est basée sur une représentation mécanistique des protéines permettant l'application de méthodes efficaces provenant du domaine de la robotique. Elle fournit également une méthode appropriée pour le traitement " gros-grains " des protéines sans perte de détail au niveau atomique. L'approche présentée dans cette thèse est appliquée à deux types de problèmes de simulation moléculaire. Dans le premier, cette approche est utilisée pour améliorer l'échantillonnage de l'espace conformationnel des protéines. Plus précisément, cette approche de modélisation est utilisée pour implémenter des classes de mouvements pour l'échantillonnage, aussi bien connues que nouvelles, ainsi qu'une stratégie d'échantillonnage mixte, dans le contexte de la méthode de Monte Carlo. Les résultats des simulations effectuées sur des protéines ayant des topologies différentes montrent que cette stratégie améliore l'échantillonnage, sans toutefois nécessiter de ressources de calcul supplémentaires. Dans le deuxième type de problèmes abordés ici, l'approche de modélisation mécanistique est utilisée pour implémenter une méthode inspirée par la robotique et appliquée à la simulation de mouvements de grande amplitude dans les protéines. Cette méthode est basée sur la combinaison de l'algorithme RRT (Rapidly-exploring Random Tree) avec l'analyse en modes normaux, qui permet une exploration efficace des espaces de dimension élevée tels les espaces conformationnels des protéines. Les résultats de simulations effectuées sur un ensemble de protéines montrent l'efficacité de la méthode proposée pour l'étude des transitions conformationnelles.

La thématique de la thèse est très vaste. Sont présentées les grandeurs cinématiques locales ou régionales qui agissent sur le corps humain. La deuxième partie de la thèse décrit les méthodes optiques, par lesquelles on peut mesurer les vibrations produites par les machines-outils sur le système humain main-bras au cours de l'activité au travail. Dans la troisième partie sont donnés les effets négatifs des vibrations qui se produisent sur le système humain main-bras pendant l'exposition aux vibrations. La quatrième partie de cette thèse contient la base théorique des techniques optiques utilisées pour mesurer les vibrations. Le chapitre cinq présente la méthodologie d'expérimentation pour mesurer les vibrations. Les résultats des mesures sont indiqués dans le sixième chapitre de la thèse. Dans le chapitre sept on présente la modélisation mécanique et mathématique du système humain main-bras avec trois degrés de liberté et le dernier chapitre contient les conclusions finales.

Ce document présente la mesure de rendements isotopiques issus de la fission de l'U238 obtenus suite à l'expérience SOFIA réalisée au GSI à Darmstadt (août 2012). Cette expérience novatrice utilise la technique de la cinématique inverse relativiste, qui présente plusieurs avantages : les fragments de fissions sont focalisés vers l'avant dans un cône de faible ouverture angulaire (grande efficacité géométrique), et possèdent un état de charge nul ce qui facilite considérablement la mesure des rendements élémentaires. Le dispositif SOFIA se compose tout d'abord d'une cible active, dans laquelle a lieu la fission par excitation coulombienne et d'une chambre d'ionisation qui permet à la fois la mesure de la charge nucléaire et de l'angle horizontal des deux fragments en coïncidence. La mesure des masses est faite en déterminant le rayon de courbure des fragments, déviés par un puissant aimant (ALADIN), grâce à deux détecteurs de positions (MWPC), et par une mesure de temps de vol, qui nécessite une résolution extrême d'environ 40 ps FWHM pour que la séparation des isotopes lourds voisins soit acceptable. L'analyse des données montre que les objectifs initiaux ont étés remplis, puisque la séparation isotopique est atteinte sur toute la gamme des fragments de fission. Un effet pair-impair significatif est observé dans les rendements en charge, dont le spectre présente, comme attendu, une valeur moyenne pour la charge lourde très proche de Z = 54. L'effet pair-impair neutron présente, étonnamment, une amplitude et une forme très similaire à celle mesurée sur des fissions en neutrons thermiques. Le rapport pic/vallée des distributions en masses indiquent que l'énergie d'excitation est proche des 14 MeV attendus. Enfin, nos mesures sont très souvent comparées au code GEF qui donne des résultats toujours très proches des nôtres.

D’une importance majeure, la phase de décollage reste, à ce jour, une étape très mal connue du vol de l’insecte. Dans ce contexte, l’objectif de ce travail de thèse était d’identifier les différents mécanismes impliqués dans la production des forces lors du décollage chez Pieris rapae. En examinant la cinématique des ailes et du corps de l’insecte lors de l’initiation du vol, nous avons pu mettre en évidence le rôle majeur des mouvements combinés de l’abdomen, du thorax et enfin du plan de battement dans le mécanisme de redirection des forces régissant cette phase transitoire. Dans un second temps, via une combinaison d’approches numériques et expérimentales, nous avons également montré que les pattes participeraient activement à la manœuvre, générant d’importantes forces verticales responsables de l’accélération initiale de l’insecte. Une étude de la morphologie fonctionnelle de l’insecte a finalement permis de mettre en évidence les différents muscles potentiellement impliqués lors de cette phase du vol. / Despite being of major importance in insect flight, the mechanisms underlying take-off stage remain elusive. The purpose of this thesis is to explore the different mechanisms involved in force production during Pieris rapaes cabbage butterflies take-off. Detailed wings and body motions kinematics unraveled the crucial role of combined motions of the abdomen and thorax together with the angle of the stroke plane, to ensure the forces reorientation governing the transient flight initiation phase. In a second approach, legs extension active contribution to force production during take-off is suggested using a combination of numerical and experimental approaches. Finally, results are discussed from the insect morphology perspective, highlighting the principal muscles potentially involved during flight initiation.