La migration cellulaire est un processus complexe. Lors du développement, elle permet aux cellules de rejoindre leur destination finale, puis à l'âge adulte elle intervient dans de nombreux processus tels la réponse immunitaire ou le développement de pathologies.La migration est modulée par l'action de molécules d'adhérence. Nous nous sommes intéressés à la molécule NCAM (Neural Cellular Adhesion Molecule) dont les effets sont modulés par l'acide polysalique (PSA). Lors de précédentes études, il a été montré que le peptide mimétique de PSA-NCAM, PR-21 stimulait la migration issus de la zone sous-ventriculaire (SVZ).Nous avons synthétisés des analogues non-peptidiques de PR-21 en nous appuyant sur des analogies structurales. ces analogues ont été testés dans divers modèles de migration cellulaire : explants de SVZ et cellules C6 sur-exprimant PSA. Nous avons mis en évidence la présence de fonctions structurales clés dans la modulation de la migration cellulaire. / Cell migration is a complex process. During development, it contributes to cell reaching their final target. during adulthood, cell migration is involved in immune response or pathological processes.Migration is modulated by adhesion molecules. We concentrated on the Neural Cellular Adhesion Molecule (NCAM) which action is regulated by the post traductional addition of polysialic acid (PSA). PR-21 is a mimetic peptide of PSA-NCAM. In previous studies, PR-21 has been shown to stimulate in the migration of meuroblasts from sub-ventricular zone (SVZ) to the olfactory bulb.We designed non-peptidic analogues of PR-21 on the basis of structural analogies. these analogues were tested on various cell migration models : SVZ explants and C6 over-expressing PSA. We then established the need of key structural functions to modulate cell migration.

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

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

Les travaux de cette thèse portent sur la stabilisation des systèmes non linéaires à grandes dimensions. Il s’agit de décomposer le système de grandes dimensions en un ensemble de n sous-systèmes interconnectés. Ensuite, en tenant compte de la nature des sous-systèmes, un ensemble de lois de commande décentralisées, composée de n lois de commande locale, peut être synthétisé. Ainsi, chaque loi de commande locale est associée à un sous-système et permet de le stabiliser indépendamment des autres sous-systèmes. Trois classes de systèmes sont ainsi traitées dans le cadre de cette thèse : les systèmes non linéaires interconnectés et les systèmes hybrides interconnectés (linéaires ou non linéaires).Premièrement, on s’est intéressé à l’étude de la stabilisation des systèmes non linéaires interconnectés représentées par des multi-modèles de type Takagi-Sugeno (TS). En effet, un multi-modèle TS permet de représenter un système non linéaire affine par un ensemble de modèles linéaires interconnectés par des fonctions non linéaires. Afin de réduire le conservatisme des approches quadratiques de Lyapunov existantes, de nouvelles conditions écrites sous forme d’inégalités linéaires matricielles (LMI) ont été proposées sur la base d’une fonction non quadratique de Lyapunov candidate. Ces conditions permettent ainsi la synthèse des contrôleurs TS décentralisés proposés. Dans le but d’étendre les résultats obtenus au cas des systèmes non linéaires et hybrides de grandes dimensions, on s’est ensuite intéressé à l’étude de la stabilisation des systèmes linéaires à commutations interconnectés via l’emploi de fonctions multiples de Lyapunov. Enfin, des conditions de stabilisation pour les systèmes non linéaires interconnectés à commutations, composés de sous-systèmes TS à commutations, ont été proposées sous forme LMI. / This thesis focuses on the stabilization of nonlinear large scale systems. Hence, a global large scale systemcan be described by a set of n interconnected subsystems. Then, based on the subsystem’s nature, adecentralized control law, composed of a set of n local control law is proposed. Each local control law isable to stabilize the subsystem for which it is synthesized. In this thesis, three classes of dynamical systemsare considered : nonlinear interconnected systems, switched linear interconnected systems and switchednonlinear interconnected systems.First, based on Takagi Sugeno (TS) modeling, the decentralized stabilization of nonlinear interconnectedsystems has been studied. In order to relax quadratic Lyapunov approaches, one has considered nonquadratic Lyapunov functions. Then, based on multiple Lyapunov switched functions, the stabilization oflarge scale linear switched systems is proposed. Hence, a decentralized switched control law designmethodology has been developed to ensure the stability of the proposed class of hybrid systems. Finally,the stabilization of nonlinear switched interconnected systems as been considered such that each nonlinearsubsystem is described by a TS model.

L’axe principal de la thèse est centré sur des approches non-linéaires modernes d’analyse des données économiques et financières, avec une attention particulière sur les cycles économiques et les crises financières. Un consensus dans la littérature statistique et financière s’est établie autour du fait que les variables économiques ont un comportement non-linéaire au cours des différentes phases du cycle économique. En tant que tel, les approches/modèles non-linéaires sont requis pour saisir les caractéristiques du mécanisme de génération des données intrinsèquement asymétriques, que les modèles linéaires sont incapables de reproduire.À cet égard, la thèse propose une nouvelle approche interdisciplinaire et ouverte à l’analyse des systèmes économiques et financiers. La thèse présente des approches robustes aux valeurs extrêmes et à la non-stationnarité, applicables à la fois pour des petits et de grands échantillons, aussi bien pour des séries temporelles économiques que financières. La thèse fournit des procédures dites étape par étape dans l’analyse des indicateurs économiques et financiers en intégrant des concepts basés sur la méthode de substitution de données, des ondelettes, espace incorporation de phase, la m´méthode retard vecteur variance (DVV) et des récurrences parcelles. La thèse met aussi en avant des méthodes transparentes d’identification, de datation des points de retournement et de l´évaluation des impacts des crises économiques et financières. En particulier, la thèse fournit également une procédure pour anticiper les crises futures et ses conséquences.L’étude montre que l’intégration de ces techniques dans l’apprentissage de la structure et des interactions au sein et entre les variables économiques et financières sera très utile dans l’élaboration de politiques de crises, car elle facilite le choix des méthodes de traitement appropriées, suggérées par les données.En outre, une nouvelle procédure pour tester la linéarité et la racine unitaire dans un cadre non-linéaire est proposé par l’introduction d’un nouveau modèle – le modèle MT-STAR – qui a des propriétés similaires au modèle ESTAR mais réduit les effets des problèmes d’identification et peut aussi représenter l’asymétrie dans le mécanisme d’ajustement vers l’équilibre. Les distributions asymptotiques du test de racine unitaire proposées sont non-standards et sont calculées. La puissance du test est évaluée par simulation et quelques illustrations empiriques sur les taux de change réel montrent son efficacité. Enfin, la thèse développe des modèles multi-variés Self-Exciting Threshold Autoregressive avec des variables exogènes (MSETARX) et présente une méthode d’estimation paramétrique. La modélisation des modèles MSETARX et des problèmes engendrés par son estimation sont brièvement examinés. / This thesis centers on introducing modern non-linear approaches for data analysis in economics and finance with special attention on business cycles and financial crisis. It is now well stated in the statistical and economic literature that major economic variables display non-linear behaviour over the different phases of the business cycle. As such, nonlinear approaches/models are required to capture the features of the data generating mechanism of inherently asymmetric realizations, since linear models are incapable of generating such behavior.In this respect, the thesis provides an interdisciplinary and open-minded approach to analyzing economic and financial systems in a novel way. The thesis presents approaches that are robust to extreme values, non-stationarity, applicable to both short and long data length, transparent and adaptive to any financial/economic time series. The thesis provides step-by-step procedures in analyzing economic/financial indicators by incorporating concepts based on surrogate data method, wavelets, phase space embedding, ’delay vector variance’ (DVV) method and recurrence plots. The thesis also centers on transparent ways of identifying, dating turning points, evaluating impact of economic and financial crisis. In particular, the thesis also provides a procedure on how to anticipate future crisis and the possible impact of such crisis. The thesis shows that the incorporation of these techniques in learning the structure and interactions within and between economic and financial variables will be very useful in policy-making, since it facilitates the selection of appropriate processing methods, suggested by the data itself.In addition, a novel procedure to test for linearity and unit root in a nonlinear framework is proposed by introducing a new model – the MT-STAR model – which has similar properties of the ESTAR model but reduces the effects of the identification problem and can also account for asymmetry in the adjustment mechanism towards equilibrium. The asymptotic distributions of the proposed unit root test is non-standard and is derived.The power of the test is evaluated through a simulation study and some empirical illustrations on real exchange rates show its accuracy. Finally, the thesis defines a multivariate Self–Exciting Threshold Autoregressive with eXogenous input (MSETARX) models and present an estimation procedure for the parameters. The modeling procedure for the MSETARX models and problems of estimation are briefly considered.

Lors de la détection de phénomènes non-linéaires faibles dans les solides, dans le cadre de l’évaluation non-destructive par ultrasons, les non-linéarités des céramiques piézoélectriques, éléments actifs des transducteurs ultrasonores, peuvent introduire des effets parasites. L’objectif de la thèse est de caractériser les propriétés non-linéaires de ces céramiques et de prédire l’influence de celles-ci sur la propagation d’ondes ultrasonores. Une méthode de caractérisation non-linaire basée sur l’analyse de la génération de second harmonique sur un résonateur piézoélectrique sous excitation électrique est ici développée. On montre que l’analyse des taux de distorsions permet de distinguer différentes sources de non-linéarité, mécanique ou électromécanique, impliquées dans la génération harmonique. L’influence de la charge acoustique sur le comportement vibratoire non-linéaire de la céramique est ensuite étudiée. L’ensemble des résultats obtenus est utilisé pour prédire l’influence de la non-linéarité de la céramique piézoélectrique sur la propagation d’ondes acoustiques dans un milieu extérieur. / During the detection of nonlinear phenomena in solids, under the non-destructive evaluation by ultrasound, nonlinearities of piezoelectric ceramics might introduce parasitic effects that could disrupt the measurements. The objective here is to characterize the nonlinear properties of these ceramics and predict their influence on the propagation of ultrasonic waves. A method to characterize nonlinear properties based on the analysis of the generation of second harmonic on a piezoelectric resonator is developed here. It is shown that the analysis of the distortions for a wide range of excitation frequencies, allow to distinguish different sources of nonlinearity. Thereafter, the influence of an acoustic load on the nonlinear behaviour of vibration is studied. Finally, the previous results are used to predict the influence of non-linearity of piezoelectric ceramic on the propagation of acoustic waves in an environment outside.

Ce doctorat est centré sur trois objectifs principaux. Le premier est le développement d’une stratégie de construction de retours d’état sans terme à retard qui stabilisent globalement asymptotiquement uniformément l’origine de systèmes variant dans le temps non linéaires ayant un retard distribué dans la commande. Le deuxième est l’adaptation de la célèbre technique de construction de lois de commande appelée backstepping au cas de systèmes non linéaires de forme feedback ayant dans la commande un retard ponctuel constant. Le troisième est la résolution d’un problème de stabilisation pratique pour une famille de systèmes non linéaires ayant un retard ponctuel dans l’entrée constant et ayant des commandes échantillonnées dont les instants d’échantillonnage dépendent de la valeur de la variable d’état du système. Chacun de ces trois objectifs est atteint au moyen de technique qui utilisent certains opérateurs d’un nouveau type. Des résultats de robustesse de type Input-to-State-Stability sont établis au moyen de fonctionnelles de Lyapunov-Krasovskii. / This PhD thesis is focused on three main objectives. The first goal is to develop a method of construction of state feedbacks without retarded terms that render the origin of timevarying nonlinear systems with a distributed input delay globally uniformly asymptotically stable.The second objective is the adaptation of the celebrated technique of construction of state feedbacks called ’backstepping’ to the case of nonlinear systems in feedback form with a pointwise constant delay in the input. The third aim of this thesis is to solve a problem of practical stabilization for a family of nonlinear systems with sampled retarded state feedbacks whose sampling instants depend on the value of the state variable of the system. Each of these three goals relies on the introduction of operators of a new type. Robustness results of Input-to-State-Stability type are established by using Lyapunov-Krasovskii functionals.

La procédure d'identification consiste à rechercher un modèle mathématique adéquat pour un système dynamique donné à partir de données expérimentales. L'identification de systèmes naturels est cruciale pour une meilleure compréhension de notre environnement et cette thèse vise à apporter une solution au problème de modélisation de la relation pluie/débit dans un bassin versant rural. A cet effet, deux structures de modèles non-linéaires sont étudiées : les modèles Hammerstein et les modèles Linéaires à Paramètres variants (LPV). La contribution principale réside dans le développement de méthodes dédiées à l'estimation de ces modèles, à temps discret ou continu, opérant en boucle ouverte ou fermée, en se concentrant sur le cas réaliste Box--Jenkins (BJ). De plus, les méthodes proposées ont été conçues spécialement pour fournir des résultats utiles dans le cas réel où le modèle de bruit est inconnu ou mal évalué. Le premier chapitre constitue une introduction à la problématique de l'identification de systèmes naturels et motive les développements théoriques impliqués. Le deuxième chapitre présente une méthode sous optimale de variable instrumentale pour l'estimation des modèles Hammerstein BJ grâce à l'augmentation du modèle considéré. Le troisième chapitre se concentre sur l'identification de modèles LPV-BJ, soulève les problèmes rencontrés par les méthodes existantes, et propose une solution via une reformulation du modèle. Enfin, le dernier chapitre est dédié à l'application de ces méthodes sur des données réelles pour la modélisation de la relation pluie/débit / System identification is an established field in the aera of system analysis and control. It aims at determining mathematical models for dynamical systems based measured data. The identification of natural systems is crucial for a better understanding of our environment and this work aims at solving the modelling problem of the rainfall/flow relationship in rural catchments. In order to achieve this goal, two nonlinear model structures are studied: the Hammerstein and the Linear Parameter Varying (LPV) models. The contribution of this work lies in the development of identification methods dealing robustly with estimation problem of such models, both in discrete-time and continuous-time, in open-loop and closed-loop configuration, focusing on the realistic Box--Jenkins (BJ) case. Moreover, the methods are especially designed to result in relevant estimates in case the noise model is unknown, which is the case in most practical applications. The first chapter is an introduction defining the problems encountered with natural systems and motivating the theoretical work induced. The second chapter presents a suboptimal Refined Instrumental Variable based method for Hammerstein BJ models. The third chapter focuses on the identification of LPV-BJ models, highlights the problems encountered by the existing methods and proposes a solution via a reformulation of the model. Finally, the last chapter is dedicated to the application of the presented methods on some real rainfall/flow data set acquired from a rural catchment situated in Rouffach, Alsace, France for the identification of the rainfall/runoff relationship

Dans cette thèse, on s'intéresse au caractère bien posé et à la contrôlabilité de quelques systèmes d'interaction fluide-structure. Plus précisément, on considère le système constitué de structures déformables ou indéformables et d'un fluide visqueux incompressible. On suppose que le fluide satisfait les équations non linéaires de Navier-Stokes en dimension 2 ou 3 et de Burgers visqueux en dimension 1. Les équations du mouvement des structures sont obtenues en minimisant une énergie du système (principe de D'Alembert) ou en appliquant le principe fondamental de la dynamique (lois de Newton). Les principaux résultats de cette thèse concernent l?existence des solutions (faibles ou fortes) dans le cas déformable, et la contrôlabilité à zéro dans le cas indéformable / In this thesis, we consider the well-posedness and controllability of some systems of fluid-structure interaction. More precisely, we consider the system consisted of deformable or non-deformable structure and of a viscous incompressible fluid. We suppose that the fluid satisfy the Navier-Stokes equation in 2 or 3 dimensions and the viscous Burger equation in 1-d. The equations for the structures are obtained by minimizing certain energy of the system (D?Alembert principle) or by applying the fundamental principle of dynamics (Newton?s laws). The principal results of this thesis are: the existence of solutions (strong or weak) in the deformable case and the null-controllability in the non-deformable case

La thèse porte sur la synthèse d'observateurs pour les systèmes dynamiques hybrides. Nous considérons particulièrement les systèmes décrits par un ensemble fini de sous-systèmes linéaires à temps discret et une loi de commutation. Le sous-système actif et les commutations d'un sous-système à un autre peuvent être définis par une commande externe contrôlable (systèmes à commutation), ou par des transitions autonomes (systèmes affines par morceaux). Sous l'hypothèse de la connaissance du mode actif à chaque instant, nous montrons que l'association de l'observateur commuté avec une contrainte de placement de pôles permet de proposer un schéma d'observation à entrée inconnue pour résoudre le problème de la synchronisation des systèmes à commutation chaotiques avec un message incorporé. Dans le cas de des systèmes affines par morceaux, nous proposons une méthode pour détecter le mode actif. L'association de cette méthode avec l'observateur commuté permet l'estimation conjointe de l'état continu et état discret. Enfin, nous considérons le cas de commutations régies par un RdP. Nous proposons un schéma d'observation utilisant un observateur de RdP et un observateur / AThe thesis is concerned with the observers synthesis for the hybrid dynamic systems. We particularly consider the systems described by a finite set of discrete-time linear subsystems and a commutation law. The active subsystem and the commutations between the subsystems can be defined by a controllable external command (switched systems), or by the autonomous transitions (piecewise affine linear systems). Under the assumption of the knowledge of the active mode, we show that the association of the switched observer with a pole placement constraint allows to propose observation scheme to solve the synchronization problem of the switched chaotic systems with an embedded message. In the case of piecewise affine systems, we propose a method to detect the active mode. The association of this method with the switched observer allows the joint estimate of the continuous state and discrete state. Finally, we consider the case of commutations governed by a PN. We propose an observation scheme using a PN observer and a switched observer.