Ce mémoire est une synthèse des résultats que j'ai obtenus depuis une dizaine d'années; il est divisé en trois parties : 1. Géométrie classique 2. Fibrés vectoriels 3. Géométrie classique et Fibrés vectoriels. L'objectif de ce va et vient entre géométrie classique et fibrés vectoriels est de démontrer des résultats de géométrie élémentaire avec le langage moderne des fibrés vectoriels mais aussi de démontrer des résultats sur les fibrés en utilisant des théorèmes de géométrie élémentaire. En guise d'illustration nous associons par exemple : - Revêtement du plan et fibrés vectoriels, - Variétés de sécantes de courbes rationnelles et fibrés de Schwarzenberger, - Variétés de Poncelet et déterminant de sections globales d'un fibré donné, - Coniques Poncelet associées (polygones de Poncelet) et coniques de saut, - Arrangements d'hyperplans et fibrés logarithmiques, - Variétés discriminants et droites de saut des fibrés logarithmiques.

Aujourd'hui face à une concurrence internationale de plus en plus vive, les petites et moyennes entreprises françaises se doivent d'optimiser leur triptyque "Coût/Qualité/Délais" en développant de nouvelles technologies de fabrication. Il est vrai que pour répondre à des marchés de plus en plus complexes et à une compétitivité de plus en plus intense, l'innovation technologique devient un critère stratégique pour une grande majorité des sociétés françaises. Cependant innover technologiquement n'est pas quelque chose de simple ni d'innée. C'est un processus qui fait appel à la pluridisciplinarité et plus particulièrement à la réunion de diverses compétences techniques complémentaires. Ceci incite les sociétés à innover en partenariat avec des centres de recherche et des sociétés expertes. Mais pour assurer la pérennité de leur entreprise et de leur futur processus de fabrication, les industriels se doivent d'être capable de maîtriser leurs innovations au terme de leur "co-développement". Face à ces situations qui ne facilitent pas la réussite d'une innovation technologique, nous avançons deux hypothèses: la conception d'une démarche de collaboration dès les phases amont du projet innovant et la réalisation d'un saut technologique par la définition d'un seuil minimum de connaissances techniques à maîtriser. Nous avons expérimenté ces propositions dans le cadre d'un projet de conception d'un procédé de rechargement laser de cylindres de découpe. Le résultat de cette recherche nous a permis de proposer un modèle de processus d'innovation technologique pouvant servir de support aux responsables de projet en PME.

Un nombre important de structures à travers le monde sont touchées par la réaction alcalis-silice (RAS), mais plusieurs points restent à valider concernant leur diagnostic. Il y a donc un besoin d'un moyen efficace d'identifier le problème, quantifier l'endommagement et faire le suivi des structures dans le temps afin de déterminer notamment l'efficacité des mesures de mitigation. Le projet présenté dans ce mémoire met en relief les travaux de recherches menés dans le cadre d'un contrat de recherche avec le Federal Highway Administration des USA. L'objectif à moyen et long terme est d'élaborer un guide d'utilisation essais non destructifs sur les structures en service qui pourra être intégré à un protocole d'inspection. Ce projet a été scindé en deux parties complémentaires, soit une partie d'essais in situ et une partie en laboratoire où une nouvelle technique non linéaire du saut temporel a été étudiée. La maniabilité et la sensibilité d'une combinaison de techniques acoustiques pour l'auscultation in situ ont été mises à l'épreuve sur des structures en service. Des ponts et viaducs autoroutiers dans le nord-est des États-Unis ont été évalués en utilisant l'impact-écho, la vitesse d'impulsions ultrasonores et le saut temporel, une nouveauté dans le contrôle non destructif. De ces trois techniques, quatre indicateurs ont été étudiés : vitesse provenant de la fréquence de résonance, la vitesse directe, la fréquence centroïde et le saut temporel. Le saut temporel est une technique où des rafales ultrasonores de hautes fréquences balaient le matériau pendant qu'une onde élastique de basses fréquences perturbe le matériau et causant un délai dans la propagation des ultrasons. Contrairement aux autres techniques non linéaires très sensibles mais non applicables sur le terrain, le saut temporel semble pouvoir être utilisé efficacement sur les structures en service. La technique permet également d'évaluer des paramètres linéaires telle que la vitesse d'impulsions ultrasonores en plus du paramètre non linéaire. L'étude a porté sur l'applicabilité à différents niveaux d'endommagement afin d'identifier les avantages et les limites de la technique ainsi que pour optimiser son utilisation avec différentes configurations de transmission. Les configurations indirecte et semi-directe ont été évaluées sur des échantillons de mortiers à différents niveaux d'endommagement généré par les cycles de gel-dégel. Les résultats ont démontré que le saut temporel est plus sensible lorsqu'utilisé en configuration de transmission indirecte, mais également beaucoup plus sensible que les indicateurs linéaires à l'initiation de l'endommagement. Sa sensibilité et sa versatilité (différents indicateurs pour différents niveaux d'endommagement) sont d'un grand intérêt pour l'évaluation rapide des structures.

Le mouvement des masses molles est à la fois une source d'erreur en analyse cinématique et une source d'information en analyse de la dynamique articulaire. Leur effet sur la cinématique peut être numériquement minimisé et leur dynamique estimée seulement par la simulation car aucune méthode numérique ne permet de distinguer la cinématique des masses molles de celle de l'os. Le travail présenté dans ce mémoire propose de développer une méthode numérique pour distinguer ces deux cinématiques. Une méthode d'optimisation locale a d'abord été utilisée pour évaluer le mouvement des masses molles et comparée à l'os pour valider celle-ci. Les résultats ont montré une inadaptation de la méthode locale à évaluer quantitativement et analyser le mouvement des masses molles. L'incapacité de cette méthode vient du fait qu'elle ne prend pas en compte l'ensemble des composantes du mouvement des masses molles. Un modèle numérique du membre inférieur a été développé dans la seconde étude pour considérer l'ensemble de ces composantes. Ce modèle assure le calcul de la cinématique articulaire du membre inférieur et estime un plus grand mouvement des masses molles à partir du déplacement total des marqueurs. Ce déplacement de marqueur est plus le fait d'une composante à l'unisson que d'une composante propre du mouvement des masses molles. Cette composante à l'unisson induit un mouvement commun des marqueurs par rapport à l'os. Ce mouvement commun permet ainsi de déduire la cinématique des masses molles autour des axes anatomiques des os modélisés. Cette méthode numérique permet ainsi de distinguer la cinématique de l'os de celle des masses molles offre une perspective d'étudier leur dynamique. / The movement of wobbling mass is the major source of error in kinematic analysis and a source of information in joint kinetic analysis. The effect on joint kinematic can numerically be minimized and their kinetic estimated using numerical model because there is no numerical method able to distinguish the wobbling masses kinematic from bones kinematic. The work presented in this thesis aims to develop a numerical method to distinguish those two kinematics. Firstly, a local optimisation method was used to assess the movement of wobbling mass and was compared to the bone in order to validate this numerical method. Results show maladjustment of the local method to assess quantitavely and analyze the movement of wobbling mass. The inability of this method is caused by the fact it cannot take in account all component of the movement of wobbling mass. A numerical model has been developing in the second part in order to consider all these components. This model insure similar joint kinematics, provides a bigger estimate of the movement of wobbling mass from marker displacements. This marker displacements is more induced by an unison component rather a own component of the movement of wobbling mass. The in unison component induce a common displacement of markers relative to the bones. This common movement allows to infer the kinematic of the wobbling mass in regard to anatomical axes of the modelled bones” This numerical method allows to distinguish the kinematic of bones and the kinematic of wobbling mass, and offers a perspective to investigate their kinetic.

Les Epidermolyses Bulleuses Dystrophiques (EBD) sont des génodermatoses rares et sévères transmises sur un mode autosomique récessif (EBDR) ou dominant (EBDD), dues à une perte de l’adhésion dermo-épidermique. Les patients atteints d’EBD souffrent de décollements bulleux cutanéo-muqueux qui menacent le pronostic fonctionnel et vital dans les formes les plus graves. Toutes les formes d’EBD sont dues à des mutations du gène COL7A1 codant pour le collagène VII qui est le constituant des fibres d’ancrage assurant l’adhésion de l’épiderme au derme. Il n’existe actuellement pas de thérapie satisfaisante des EBD. La première partie de ma thèse visait à démontrer la faisabilité d’une approche thérapeutique par saut d’exon des EBDR. Cette stratégie consiste à exciser l’exon porteur de la mutation durant le processus d’épissage, afin de restaurer l’expression d’une protéine fonctionnelle. Les exons 73 et 80 de COL7A1 sont particulièrement intéressants car ils sont le siège de mutations récurrentes et que leur excision préserve le cadre ouvert de lecture. Nous avons dans un premier temps démontré le caractère non indispensable des séquences codées par ces exons in vivo en utilisant un modèle de xénogreffe de peau humaine EBDR reconstruite, génétiquement modifiée à l’aide de vecteurs rétroviraux exprimant l'ADNc de COL7A1 délété des séquences des exons 73 ou 80. Puis, j’ai pu établir que la transfection d’oligoribonucléotides antisens (AONs) dirigés contre certaines séquences régulatrices de l’épissage permettait d’induire le saut en phase de ces exons dans des cellules primaires de patients EBDR, avec une efficacité atteignant 90% de saut d’exon. Les analyses par western blot et immunocytofluorescence après transfection ont permis de mettre en évidence une réexpression significative du collagène VII (jusqu’à 25%) dans les cellules de trois patients EBDR. Enfin, j’ai pu démontrer la réexpression du collagène VII in vivo, après injection de différentes doses d’AONs dans des peaux équivalentes générées avec des cellules de patients et greffées sur des souris immunodéficientes. Dans la seconde partie de ma thèse, j’ai étudié une famille EBD particulière, dont les deux enfants atteints présentaient une EBD beaucoup plus sévère que leur mère et leur grand père maternel, atteints d’une forme modérée d’EBDD. Le séquençage des 118 exons de COL7A1 et des régions d’épissage adjacentes a permis d’identifier une seule mutation dominante c.6698G>A (p.Gly2233Asp) dans l’exon 84, à l’état hétérozygote chez les quatre sujets. A partir de l’étude des transcrits paternels, j’ai pu identifier une nouvelle mutation c.2587+40G>A dans l’intron 19 de COL7A1, qui active un site donneur cryptique dans l’intron 19, entraînant sa rétention partielle et la formation d’un codon stop prématuré. La confirmation de la présence de cette seconde mutation, récessive, dans l’ADN des deux enfants a ainsi permis d’expliquer les différences phénotypiques observées, les deux enfants atteints étant hétérozygotes composites pour une mutation dominante et une mutation récessive de COL7A1. Cette mutation récessive constitue la mutation intronique la plus distante des sites consensus d’épissage de COL7A1 et souligne l’importance de l’étude des ARNm pour la recherche de mutations dans le cadre des EBD. Dans une dernière partie de ma thèse, j’ai débuté la caractérisation d’un modèle murin knock-in d’EBDR développé par notre laboratoire, qui mime certaines des caractéristiques phénotypiques des patients EBDR. Mon travail a permis de démontrer in vivo la faisabilité de l’approche par saut d’exons pour COL7A1. Cette première étape importante conduit à développer des études de preuve de principe et de toxicologie dans des modèles animaux, dans la perspective d’une transition vers la clinique. Il illustre également les variations pathologiques d’épissage pouvant faire l’objet d’approches thérapeutiques similaires. / Dystrophic Epidermolysis Bullosa (DEB) is a group of rare and severe genetic skin disorders, inherited in a dominant (DDEB) or recessive (RDEB) manner, and characterised by loss of adhesion between the epidermis and the underlying dermis. DEB patients suffer from severe blistering of the skin and mucosae after mild traumas, and in the most severe forms, DEB can be life-threatening. DEB is caused by mutations in the COL7A1 gene encoding type VII collagen that assembles into anchoring fibrils forming key dermo-epidermal adhesion structures. To date, there is no specific treatment for DEB. The first part of my thesis was to develop exon skipping as a therapeutic approach for RDEB. In this work, exon skipping strategy consists in modulating the splicing of a premessenger RNA to induce the skipping of a mutated exon and lead to the synthesis of a shorter but functional protein. Exons 73 and 80 of COL7A1 are of particular interest since they carry many recurrent mutations and their excision preserves the open reading frame. In first instance, we have demonstrated the dispensability of these exons for type VII collagen function in an in vivo xenograft model using RDEB cells transduced with retroviral vectors containing COL7A1 cDNAs, deleted of the sequences of exon 73 or 80. I have subsequently transfected primary RDEB keratinocytes and fibroblasts with antisense oligoribonucleotides (AONs) targeting key splicing regulatory elements of these exons, and achieved efficient skipping of these exons (up to 90%). Western blot and immunocytofluorescence experiments demonstrated significant type VII collagen re-expression (up to 25% of the normal amount) in cells from three RDEB patients. Finally, I have generated skin equivalents with cells of these patients, grafted them on immunodeficient mice and injected different doses of AONs in the grafts, and I have demonstrated type VII collagen re-expression in vivo. In the second part of my thesis, I have studied the case of a particular DEB family, in which two affected children presented a DEB much more severe than their mother and maternal grandfather, suffering from a mild form of DDEB. Sequencing of the 118 exons ofCOL7A1 and of their flanking splice sites, lead to the identification of a single dominant mutation c.6698G>A (p.Gly2233Asp) in exon 84, at the heterozygous state in the four individuals. By carrying out analyses on the paternal transcripts, I have identified a novel c.2587+40G>A recessive mutation in intron 19, which activates a cryptic donor splice site in this intron, leading to its partial retention and to the formation of a premature termination codon. I confirmed the presence of this second, recessive, mutation in the DNA of the two affected children, thus providing an explanation for the observed intrafamilial phenotypic variability: the two affected offsprings being compound heterozygotes for a dominant mutation and a recessive mutation in COL7A1. This novel mutation is the deepest intronic mutation found in COL7A1 so far, and emphasizes the importance of studying COL7A1 at the transcripts level to unravel intronic mutations, understand their molecular consequences and their involvement in the development of the disease. In the last part of my thesis, I have started the characterisation of a knock-in murine model of RDEB generated by our laboratory, which mimics some of the phenotypic characteristics of RDEB patients. My thesis work provided the in vivo demonstration of the feasibility of an exon skipping therapeutic approach for COL7A1. This first important step leads to development of proof of concept studies and toxicological studies in different animal models, with the aim of a clinical translation. It also illustrates the pathological splicing alterations that could benefit from similar approaches.

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

La recherche s'inscrit dans une approche descriptive et compréhensive visant à modéliser l'activité d'élèves confrontés à une situation de saut en hauteur. Elle s'appuie sur l'existence d'une voie pragmatique de développement des connaissances par l'élève dans cette situation de saut. Le cadre théorique mobilise les concepts de conceptions des apprenants, de représentations pour l'action et de schème d'action pour affirmer l'existence d'une cohérence entre les modes opératoires utilisés en situation et les discours sur l'action permettant d'objectiver les constituants des connaissances mobilisées par l'élève pour agir. La méthodologie utilise une mise en relation entre une analyse gestuelle en 3D des sauts effectués en situation par 28 élèves et une analyse du discours sur l'action de 13 d'entre eux. Les résultats montrent une stabilité des sauts produits par un même élève et leurs possibles regroupements dans la construction d'une modélisation à visée didactique comprenant quatre catégories de postures de franchissement dans lesquelles trois formes spécifiques de schème d'action peuvent être distinguées. Les données obtenues permettent d'appréhender les conditions d'une implémentation d'un curriculum scolaire portant sur le saut en hauteur.

La modélisation des transferts thermiques en écoulements diphasiques est l'une des pierres angulaires de l'étude de la sûreté des réacteurs nucléaires. À l'échelle du réacteur, elle repose sur des corrélations expérimentales. L'utilisation croissante de la mécanique des fluides numérique pour les études de sûreté renforce la demande d'expertise dans les outils de simulation, en particulier du point de vue de la modélisation. En soutien aux modèles moyennés à deux fluides, nous souhaitons apporter des informations de fermetures locales pour considérer la physique des transferts interfaciaux et les effets 3D. Pour cela, comme la résolution directe des équations de bilan locales par SND est trop coûteuse, nous souhaitons développer un outil de SGE diphasique pour modéliser les petites échelles turbulentes et les petites déformations interfaciales. Comme le changement de phase est à l'origine de l'écoulement diphasique pour les applications visées, nous étendons dans ce mémoire le modèle Interfaces and Subgrid-Scales (ISS, Toutant et al., 2009a) aux interfaces avec changement de phase, pour lesquelles l'hypothèse de continuité de la vitesse à l'interface n'est plus valable. Le suivi explicite des interfaces permet d'évaluer précisément les transferts comme le taux de transfert de masse. Dans un premier temps, nous établissons une description mésoscopique du problème où l'interface est diffuse en filtrant les équations locales instantanées et en modélisant les transferts sous-filtres aux interfaces. Les principales difficultés de modélisations proviennent (i) de la détermination de la vitesse de l'interface, (ii) de l'effet de la discontinuité des vitesses sur les modèles sous-maille, (iii) de la discontinuité du flux et (iv) de la condition de saturation de l'interface. Les modèles proposés sont qualifiés a priori en observant leur prédiction par filtrage explicite de solutions de SND. Dans un deuxième temps, nous établissons un système macroscopique discontinu équivalent au problème diffus pour bénéficier de l'expertise acquise pour les méthodes numériques de SND. Aux interfaces, les modèles sous-maille sont concentrés pour modifier les conditions de raccord entre les phases. Les conditions de saut ainsi déterminées montrent que la vitesse de l'interface est affectée par la courbure et par le saut de vitesse. Un saut de vitesse tangentielle est introduit pour modéliser la couche limite dynamique. Sur le plan thermique, nous retrouvons la condition de saturation caractéristique du changement de phase ; le taux de changement de phase ne dépend plus uniquement du saut de flux conductif mais, pour pallier la sous-résolution de la couche limite thermique au voisinage de l'interface, nous proposons de lui ajouter la contribution sous-maille des corrélations vitesse/température. Comme en SGE monophasique, le gain apporté par la modélisation ISS permet d'envisager l'utilisation de simulations fines pour des problèmes appliqués. C'est la première étape d'une démarche multi-échelle pour fournir des fermetures aux modèles moyennés à deux fluides. Nous illustrons son potentiel sur une SND multi-bulles complexe.

Cette thèse porte sur l'influence de la voyelle sur les mécanismes laryngés (M1 et M2) en voix chantée. Nous avons observé que les chanteurs associent le /a/ à M1 et le /i/ à M2. Nous avons alors cherché des corrélats physiologiques et acoustiques en étudiant l'influence des voyelles sur les limites phonétographiques, sur plusieurs paramètres de source et spectraux ainsi que sur les transitions des mécanismes. La limite supérieure des phonétogrammes est de 10 dB plus intense pour /a/ que pour /i/ en M1, mais pas en M2. Le phonétogramme de M2 est donc décalé, par rapport à celui de M1, vers les faibles niveaux pour /a/ mais pas pour /i/. Ce décalage est dû en partie à la différence de valeurs de quotient ouvert entre M1 et M2. De plus, l'amplitude du signal électroglottographique augmente avec l'intensité et est plus grande pour /i/ que pour /a/, révélant des différences glottiques de production de voyelles à mêmes hauteur et intensité. Les liens entre les voyelles et la position verticale du larynx dépendent de l'expertise vocale des chanteurs. L'étude de la répartition de l'énergie spectrale est effectuée en calculant le rapport de l'énergie (ER) de la bande du formant du chanteur (FB2) ou des hautes fréquences (FB3) à l'énergie totale. Il est possible d'obtenir un formant du chanteur aussi intense en M2 qu'en M1. ER(FB2) peut saturer à haut niveau, en fonction de la voyelle, du mécanisme et de l'expertise vocale. ER(FB3) est plus faible en M2 qu'en M1. L'intervalle fréquentiel des sauts M1->M2 augmente avec l'intensité mais pas avec la hauteur. Ceci n'est pas observé dans le sens M2->M1. La fréquence de déclenchement de la transition est plus basse pour /i/ que pour /a/.

La zone de subduction des Tonga-Kermadec est le résultat d une évolution géodynamique complexe. L intéraction des mécanismes d ouverture du domaine arrière-arc, de la subduction de la ride oblique de Louisville, de la déchirure de la plaque Pacifique plongeante ou encore d une obliquité de convergence croissante du Nord au Sud de la zone, est à l origine de la segmentation morphotectonique actuelle du système. Une approche couplée de modélisation numérique 3D et de sismotectonique a permis d étudier l état de contrainte d un système convergent induit lors de la subduction d une plaque océanique le long d une marge courbe ou encore, lors de la subduction d un relief océanique. Pour cela, un code numérique en éléments finis thermo-mécanique en 3D (ADELI-3D) a été développé par R. Hassani, puis validé dans le cadre de cette thèse. Les résultats soulignent un effet significatif des variations latérales d un système convergent sur les déformations lithosphériques engendrées. (1) Dans le cas de marges à géométrie courbe, une convexité ou concavité vers l océan, induit respectivement un régime compressif ou extensif dans la plaque supérieure et ce, quel que soit le contraste de densité entre la lithosphère et l asthénosphère ou encore la valeur du coefficient de friction interplaque. (2) Les résultats des simulations numériques 3D et de l étude sismotectonique ont mis en évidence le rôle significatif de la subduction d une ride océanique sur l état de contrainte de la plaque supérieure. La subduction d une ride se traduit par la surrection de la marge et un régime compressif au front du relief en subduction. Nos simulations montrent que la distribution des contraintes au sein de la plaque chevauchante est contrôlée par l obliquité de la ride. Dans la plaque chevauchante du système Tonga-Kermadec, une segmentation tectonique et cinématique des zones d arc et d arrière-arc est mise en évidence à travers la résolution de l état de contraintes déduit des mécanismes au foyer. Un régime de contraintes similaire est obtenu dans nos modèles 3D et nous permet de confirmer le rôle significatif de la subduction de la ride de Louisville sur la structuration actuelle du bassin arrière-arc de Lau. (3) L étude de la distribution de la sismicité et des mécanismes au foyer de la plaque plongeante révèle une influence de cette ride sur le comportement profond de la plaque. Un saut de subduction, qui coïncide avec l arrivée de la ride de Louisville dans la fosse est mis en évidence au Nord de la ride de Peggy. Ce saut de subduction s est accompagné d un détachement de la partie profonde du panneau plongeant, souligné par une vaste lacune de sismicité sous le Bassin de Lau. Une étude fine de la distribution de la sismicité de la plaque supérieure a permis d identifier de nouvelles structures tectoniques dans le Nord du système Tonga, à savoir l axe Futuna-Niua Fo ou, interprété comme une ancienne frontière de plaques et l accident intra-arc de Niuatoputapu, impliqués dans la réorganisation globale du système.