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

Les maladies mentales sont un phénomène en pleine expansion dans nos sociétés occidentales. Des estimations de l'Organisation Mondiale de la Santé (O.M.S) prévoient que d'ici 2020, la dépression mesurée en DALYs (déficience ajustée par année de survie qui est un indicateur d'années de vie avec une déficience et des années perdues par une mort prématurée) [1] sera la deuxième cause d'invalidité tout âge ou sexe confondu dans le monde ce qui entraînerait un coût exorbitant pour nos sociétés [2]. Investir dans la découverte des causes des maladies mentales ainsi que dans leur traitement représente par conséquent un élément crucial pour conserver la cohésion sociale. Aujourd'hui, l'une des causes les plus probables à l'origine des pathologies mentales semble impliquer une dérégulation de la voie de signalisation neuronale D2R-AKT-GSK-3 au sein du striatum. La première étape de l'étude préclinique des médicaments est le criblage pharmaceutique in-vitro c'est-à-dire un criblage sur cellules et en laboratoire. Ainsi, l'objet de ma maîtrise concerne le développement de modèles d'études in vitro permettant l'étude de la voie de signalisation neuronale D2R-AKT-GSK-3. Compte tenu du manque d'expertise de mon laboratoire d'accueil à l'époque, mon mémoire sera à dominante méthodologique. Tout d'abord, j'ai mis au point un modèle de culture cellulaire de striatum de souris transgéniques sur lamelles. Ceci pour m'assurer que la culture est viable et qu'elle présente les différentes populations neuronales en proportions similaires à ce que l'on trouve chez l'animal. J'ai utilisé cette même culture dans le cadre d'un article édité en 2011 (Swift et al., 2011) afin de prouver que les récepteurs dopaminergiques endogènes peuvent transactiver les récepteurs TrkB endogènes dans les neurones du striatum, phénomène visible via la technique d'Analyse de Distribution d'Intensité Spatiale (SpEDA). Une fois assurée par ces deux résultats que le modèle fonctionne bien et est utilisable dans le cadre d'une étude de stimulation, la seconde étape entreprise a été la mise au point d'une technique de criblage pharmacologique à moyen débit en plaque de 96 puits. Ces résultats me permettent d'envisager que ce modèle est développable et a un véritable potentiel dans le criblage pharmaceutique qui souffre actuellement de nombreuses limitations concernant l'étude des protéines G. En effet, il assure une certaine flexibilité dans l'examen des variables utilisées sans avoir à modifier la trousse de réactifs expérimentale.

L’utilisation de modèles tridimensionnels représente une approche intéressante pour visualiser, comprendre et analyser un environnement géologique. La construction de modèles 3D et leur utilisation demeurent cependant peu répandues dans le domaine de la géologie. Cela peut être expliqué, entre autres, par la diversité des données à disposition et les nombreuses étapes à réaliser afin de construire un modèle 3D valide et cohérent par rapport à son utilisation. Afin d’aider les modélisateurs et les guider dans leur procédure de construction de modèles 3D, ce projet de maîtrise vise l’élaboration d’un guide procédural qui assemble logiquement les étapes de construction d’un modèle géologique 3D tout en décrivant formellement les données géométriques (ponctuelle, linéaire, surfacique et volumique) utilisées. Cette description formelle est basée sur la norme en information géographique ISO/TC211 à laquelle est ajoutée une extension pour la représentation des objets volumiques. Le guide proposé facilite la construction des modèles 3D par des modélisateurs non experts. Il a été testé par des non experts qui ont réussi dans 80% des cas à construire des modèles géologiques 3D ce qui permet d’en confirmer son efficacité et son utilité. / The use of three-dimensional models represents an interesting approach to visualize, understand and analyze a geological environment. In Earth sciences, construction of 3D models and their use remain however not very widespread. That can be explained, in part, by the diversity of available data and the numerous steps required to build a valid and coherent 3D model. The purpose of this project is thus to propose a procedural guide that logically assembles 3D geological model construction steps while formally describing geometrical data (point, line, surface and volume) used. This formal description is based on ISO/TC211 geographic information standards to which an extension for the representation of the volumetric objects is added. The proposed guide facilitates the construction of 3D models by non-expert modellers. It was tested by non-experts who succeeded, in a proportion of 80%, in building 3D geological models which allows us to confirm the effectiveness and utility of the guide.

Les feuillets de cellules épidermiques cultivés en laboratoire sont des substituts cutanés pour le traitement des grands brûlés. Notre équipe a démontré que la couche nourricière de fibrobiastes (CNF) murine accroît la survie des kératinocytes (cellules épidermiques) humains en y maintenant l'expression du facteur de transcription Spl. Notre hypothèse est que l'utilisation d'une CNF irradiée accroit la survie des cellules souches épithéliales cutanées en culture, ce qui permet d'augmenter le potentiel de prolifération et de retarder la différenciation des kératinocytes en culture. Le but de ce projet est d'analyser l'effet des CNF d'origine humaine sur la prolifération et la différenciation des kératinocytes et de comprendre les mécanismes par lesquels Spl influence la survie de ces cellules, notamment en évaluant la régulation de la transcriptase inverse de la télomérase (hTERT). Des kératinocytes ont été cultivés sur une CNF humaine ou murine irradiées ainsi que sans CNF pendant une vingtaine de passages ou jusqu'à différenciation terminale. Des extraits de protéines, d'ARN et de cellules ont été prélevés à chaque passage. Le niveau d'expression de la protéine Spl ainsi que l'activité de la télomérase ont été analysés en fonction des passages. Les résultats obtenus montrent que la CNF humaine possède des caractéristiques similaires à la CNF murine tel que vérifié par le nombre de passages atteints avant différenciation ainsi que par l'expression du facteur de transcription Spl. De plus, il existe une forte corrélation entre l'expression de Spl et le taux de croissance des cellules, ce qui suggère un mécanisme par lequel Spl aiderait la prolifération des kératinocytes. Sans couche nourricière, l'activité de la télomérase et l'expression de Spl sont nettement diminuées. Par contre, les CNF humaines permettent une bonne prolifération des kératinocytes ainsi que le maintien de l'expression de Spl et de l'activité de la télomérase. En conclusion, nos résultats suggèrent que la survie des cellules épithéliales souches en culture passe par des mécanismes moléculaires impliquant Spl et le maintien de l'activité de la télomérase.

Le système LiDAR mobile (SLM) est une technologie d'acquisition de données de pointe qui permet de cartographier les scènes du monde réel en nuages de points 3D. Les applications du SLM sont très vastes, de la foresterie à la modélisation 3D des villes, en passant par l'évaluation de l'inventaire routier et la cartographie des infrastructures portuaires. Le SLM peut également être monté sur diverses plateformes, telles que des plateformes aériennes, terrestres, marines, etc. Indépendamment de l'application et de la plateforme, pour s'assurer que le SLM atteigne sa performance optimale et sa meilleure précision, il est essentiel de traiter correctement les erreurs systématiques du système, spécialement l'erreur des angles de visée à laquelle on s'intéresse particulièrement dans cette thèse. L'erreur des angles de visée est définie comme le désalignement rotationnel des deux parties principales du SLM, le système de positionnement et d'orientation et le scanneur LiDAR, introduit par trois angles de visée. En fait, de petites variations angulaires dans ces paramètres peuvent causer des problèmes importants d'incertitude géométrique dans le nuage de points final et il est vital d'employer une méthode d'alignement pour faire face à la problématique de l'erreur des angles de visée de ces systèmes. La plupart des méthodes existantes d'alignement des angles de visée qui ont été principalement développées pour les SLM aériens et terrestres, tirent profit d'éléments in-situ spécifiques et présents sur les sites de levés et adéquats pour ces méthodes. Par exemple, les éléments linéaires et planaires extraits des toits et des façades des maisons. Cependant, dans les environnements sans présence de ces éléments saillants comme la forêt, les zones rurales, les ports, où l'accès aux éléments appropriées pour l'alignement des angles de visée est presque impossible, les méthodes existantes fonctionnent mal, voire même pas du tout. Par conséquent, cette recherche porte sur l'alignement des angles de visée d'un SLM dans un environnement complexe. Nous souhaitons donc introduire une procédure d'acquisition et traitement pour une préparation adéquate des données, qui servira à la méthode d'alignement des angles de visée du SLM. Tout d'abord, nous explorons les différentes possibilités des éléments utilisés dans les méthodes existantes qui peuvent aider à l'identification de l'élément offrant le meilleur potentiel pour l'estimation des angles de visée d'un SLM. Ensuite, nous analysons, parmi un grand nombre de possibles configurations d'éléments (cibles) et patrons de lignes de balayage, celle qui nous apparaît la meilleure. Cette analyse est réalisée dans un environnement de simulation dans le but de générer différentes configurations de cibles et de lignes de balayage pour l'estimation des erreurs des angles de visée afin d'isoler la meilleure configuration possible. Enfin, nous validons la configuration proposée dans un scénario réel, soit l'étude de cas du port de Montréal. Le résultat de la validation révèle que la configuration proposée pour l'acquisition et le traitement des données mène à une méthode rigoureuse d'alignement des angles de visée qui est en même temps précise, robuste et répétable. Pour évaluer les résultats obtenus, nous avons également mis en œuvre une méthode d'évaluation de la précision relative, qui démontre l'amélioration de la précision du nuage de points après l'application de la procédure d'alignement des angles de visée. / A Mobile LiDAR system (MLS) is a state-of-the-art data acquisition technology that maps real-world scenes in the form of 3D point clouds. The MLS's list of applications is vast, from forestry to 3D city modeling and road inventory assessment to port infrastructure mapping. The MLS can also be mounted on various platforms, such as aerial, terrestrial, marine, and so on. Regardless of the application and the platform, to ensure that the MLS achieves its optimal performance and best accuracy, it is essential to adequately address the systematic errors of the system, especially the boresight error. The boresight error is the rotational misalignment offset of the two main parts of the MLS, the positioning and orientation system (POS) and the LiDAR scanner. Minor angular parameter variations can cause important geometric accuracy issues in the final point cloud. Therefore, it is vital to employ an alignment method to cope with the boresight error problem of such systems. Most of the existing boresight alignment methods, which have been mainly developed for aerial and terrestrial MLS, take advantage of the in-situ tie-features in the environment that are adequate for these methods. For example, tie-line and tie-plane are extracted from building roofs and facades. However, in low-feature environments like forests, rural areas, ports, and harbors, where access to suitable tie-features for boresight alignment is nearly impossible, the existing methods malfunction or do not function. Therefore, this research addresses the boresight alignment of a marine MLS in a low-feature maritime environment. Thus, we aim to introduce an acquisition procedure for suitable data preparation, which will serve as input for the boresight alignment method of a marine MLS. First, we explore various tie-features introduced in the existing ways that eventually assist in the identification of the suitable tie-feature for the boresight alignment of a marine MLS. Second, we study the best configuration for the data acquisition procedure, i.e., tie-feature(s) characteristics and the necessary scanning line pattern. This study is done in a simulation environment to achieve the best visibility of the boresight errors on the selected suitable tie-feature. Finally, we validate the proposed configuration in a real-world scenario, which is the port of Montreal case study. The validation result reveals that the proposed data acquisition and processing configuration results in an accurate, robust, and repeatable rigorous boresight alignment method. We have also implemented a relative accuracy assessment to evaluate the obtained results, demonstrating an accuracy improvement of the point cloud after the boresight alignment procedure.

L'objectif de ce mémoire est d'introduire le lecteur à la compression de données générale et sans perte et de présenter deux nouvelles techniques que nous avons développées et implantées afin de contribuer au domaine. La première technique que nous avons développée est le recyclage de bits et elle a pour objectif de réduire la taille des fichiers compressés en profitant du fait que plusieurs techniques de compression de données ont la particularité de pouvoir produire plusieurs fichiers compressés différents à partir d'un même document original. La multiplicité des encodages possibles pour un même fichier compressé cause de la redondance. Nous allons démontrer qu'il est possible d'utiliser cette redondance pour diminuer la taille des fichiers compressés. La deuxième technique que nous avons développée est en fait une méthode qui repose sur l'énumération des sous-chaînes d'un fichier à compresser. La méthode est inspirée de la famille des méthodes PPM (prediction by partial matching). Nous allons montrer comment la méthode fonctionne sur un fichier à compresser et nous allons analyser les résultats que nous avons obtenus empiriquement.

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

Sur la carte forestière traditionnelle du Québec, les frontières entre les peuplements sont représentées par des lignes, les estimations du volume ligneux proviennent de regroupements des échantillons de terrain (p-e) et sont assignées aux strates forestières, qui sont considérées comme homogènes pour les attributs cartographiés. L’objectif général de cette recherche est d’explorer comment la complémentarité de différentes méthodes peuvent permettre de mieux caractériser les frontières entre les peuplements, les strates forestières et les estimations du volume ligneux et ce, en fusionnant les informations de la carte et des p-e. Le contraste et le contexte spatial des frontières sont quantifiés, tout comme le contexte des peuplements. Ces aspects sont complémentaires et ils permettent de détecter les secteurs du territoire où l’identification des frontières serait plus facile. Il existe une relation statistiquement significative entre le contraste des variables examinées et la probabilité d’existence d’une frontière. D’autres frontières sont identifiées à partir des p-e. Elles correspondent aux groupes de p-e semblables ainsi qu’aux discontinuités spatiales des variables. Les deux types de frontières coïncident lorsque les différences par rapport au voisinage sont intenses. Quant aux estimations du volume ligneux, les modèles de régression arborescente forment des groupes de p-e dont la variabilité est inférieure à celle des groupes définis par la méthode actuelle utilisée au Québec. Les strates forestières auxquelles ces estimations sont associées sont caractérisées en fonction de la concordance carte/p-e, aux échelles locale et du voisinage. Pour certaines strates, la concordance locale est élevée, tandis que celle du voisinage est faible et vice-versa. La concordance locale peut être attribuée au degré d’homogénéité interne des strates et à la représentativité des p-e, tandis que la concordance avec le voisinage rend compte de l’incertitude positionnelle des p-e, des frontières et/ou des conditions structurales de ces dernières. Finalement, la fusion des frontières cartographiques et de terrain peut se faire sur le plan des connaissances, étant données les différences de résolution spatiale et du degré de généralisation des deux cartes. De façon générale, les méthodes employées dans cette thèse permettent de mieux caractériser la carte forestière et ses éléments améliorant l’estimation locale du volume ligneux. / In the traditional forest maps in Quebec, sharp lines represent stand boundaries, forest strata are considered equally concordant in relation to field/cartographic attributes and the woody volume estimations issue from successive regrouping of field plots. The general objective of this research is to explore how different methods can be combined to characterize stand boundaries, forest strata and woody volume estimations, from geomatic and ecological points of view, by map and field information fusion. In order to qualify boundaries, their contrast and spatial contexts are quantified. The integration of these aspects allows the detection of forest sectors where boundary identification could be easiest. A significant relationship exists among the contrast of examined variables with the existence probability of boundaries. Other boundaries are identified from the field plots. These ones correspond to homogeneous plot clusters and to strong spatial discontinuities in the field variables. The two boundary types coincide spatially when neighbourhood differences are intense. The woody volume boundaries are, in this scale, spatially dependent on forest and topographic boundaries. Regression trees are used for grouping field plots considering minimum volume variability. The most effective tree model is associated with field variables. The groups formed with this method present less spatial variability in comparison with the plot groups presently used in Quebec. The forest strata are qualified by their accord map/plot level. For many forest strata the local accord is high while the neighbourhood accord is low. The local accord is attributed to internal strata homogeneity and/or the fact that plots poorly represent the forest stratum. The neighbourhood accord is associated with positional uncertainty of field samples, of boundaries or both. Finally, in order to permit cartographic and field boundary fusion at the element level, the resolution of heterogeneity between field and forest map data must be addressed first. The spatial resolution and semantic ecological significance of cartographic units are the most important of these heterogeneities.

Montréal Trigonix inc. 2018

Titre de l'écran-titre (visionné le 25 juillet 2023) / La présente recherche a pour principal objectif d'étudier la manière dont les étudiants résolvent des tâches contextualisées et de documenter leur attitude vis-à-vis celles-ci. Pour y arriver, nous avons élaboré deux activités, nommées tâches contextualisées, qui renvoient à la contextualisation selon les caractéristiques établies par les principaux chercheurs dans le domaine (Janvier, 1991; Zazkis, 2016; Mazzeo, 2008; El Gaidi et Ekholm, 2015). Puis, nous avons proposé ces tâches contextualisées à un groupe de quarante-deux étudiants suivant le cours Calcul différentiel, un cours offert en première session du programme Sciences de la nature au collégial. Les données recueillies par captations vidéo suggèrent que la contextualisation apporte une contribution dans la mobilisation des concepts mathématiques particulièrement en consolidant ceux déjà acquis. Même s'il peut engendrer à certains moments une confusion ou mener les équipes vers de fausses pistes, le recours au contexte offre de nombreux apports : un support à la compréhension, des validations mathématiques, des clarifications et la formulation de réponses plus approfondies. Par l'entremise de questionnaires distribués aux étudiants, nous avons constaté que les étudiants perçoivent les tâches contextualisées de manière assez positive. La plupart d'entre eux éprouvent de la joie à résoudre ces tâches et perçoivent peu de difficulté face à celles-ci. La majorité d'entre eux ont notamment évoqué qu'ils percevaient mieux l'utilité et l'intérêt d'apprendre les concepts mathématiques. L'analyse de nos données suggère que la contextualisation est une stratégie intéressante pour les professeurs du collégial dans la mobilisation des concepts mathématiques.