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De nos jours, la durée de vie des modules d’électronique de puissance est désormais limitée par les technologies standards de conditionnement, telles que le câblage par fils et le brasage. Ainsi une optimisation des technologies actuellement employées n’est pas suffisante pour satisfaire les futures exigences de fiabilité. Pour dépasser ces limites, un nouveau module de puissance remplaçant les fils de connexion par des clips en cuivre a été développé. Ce design innovant vise à améliorer la fiabilité du module puisqu’il empêche la dégradation des fils de connexion, constituant bien souvent la principale source de défaillance. La contrepartie de ce gain de fiabilité réside dans la complexification de la structure interne du module. En effet, l’emploi d’un clip en cuivre nécessite une brasure supplémentaire fixant le clip à la puce. Ainsi, le comportement thermomécanique et les différents modes de rupture auxquels le composant est soumis lors de son utilisation doivent être caractérisés. Cette étude utilise la simulation numérique pour analyser avec précision le comportement de chaque couche de matériaux lors des cycles actifs de puissance. De plus, une étude de sensibilité à la fois expérimentale et numérique concernant les paramètres de tests est réalisée. Les zones critiques du module ainsi que les combinaisons critiques des paramètres de tests pour les différents modes de rupture sont mis en évidence. Par ailleurs, une analyse en mécanique de la rupture est conduite et la propagation des fissures à différentes zones clés est analysée en fonction des différents paramètres de tests. Les résultats obtenus permettent la définition de modèles de prédiction de durée de vie. / Today a point has been reached where safe operation areas and lifetimes of power modules are limited by the standard packaging technologies, such as wire bonding and soft soldering. As a result, further optimization of used technologies will no longer be sufficient to meet future reliability requirements. To surpass these limits, a new power module was designed using Cu clips as interconnects instead of Al wire bonds. This new design should improve the reliability of the module as it avoids wire bond fatigue failures, often the root cause of device failures. The counterpart for an improved reliability is a quite complicated internal structure. Indeed, the use of a Cu clip implies an additional solder layer in order to fix the clip to the die. The thermo-mechanical behavior and failure mechanisms of such a package under application have to be characterized. The present study takes advantage of numerical simulations to precisely analyze the behavior of each material layer under power cycling. Furthermore an experimental and numerical sensitivity study on tests parameters is conducted. Critical regions of the module are pointed out and critical combinations of tests parameters for different failure mechanisms are highlighted. Then a fracture mechanics analysis is performed and the crack growth at different locations is analyzed in function of different tests parameters. Results obtained enable the definition of lifetime prediction models.

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Le récepteur SAIC/MAIC introduit récemment est capable de séparer jusqu'à 2N utilisateurs synchronisés avec N antennes pour les réseaux de radiocommunications utilisant des modulations rectilignes ou quasi-rectilignes. Un tel récepteur, opérationnel dans les téléphones GSM depuis 2006, exploite la non-circularité du second ordre des signaux et met en œuvre un filtre optimal linéaire au sens large (widely linéaire WL). Il s'est montré performant pour les utilisateurs synchrones en absence de résidu de porteuse (l'effet doppler par exemple), mais son comportement en présence d'utilisateurs asynchrones ayant des résidus de porteuse potentiellement non nuls, omniprésents dans de nombreuses applications radio, n'a pas encore fait l'objet d'études théoriques, ce qui ne permet pas d'en connaître les dégradations. Le but de la 1e partie de ce travail consiste à présenter une analyse des performances du SAIC/MAIC, implanté via une approche MMSE avec séquence d'apprentissage, en présence de deux utilisateurs non nécessairement synchronisés et ayant des dérives de fréquence. Pour simplifier, nous avons limité l'analyse théorique à quelques cas particuliers avec des modulations rectilignes. Ainsi des expressions analytiques simples et interprétables ont été données et analysées. Nous avons prouvé que les performances sont moins dégradées dans le cas d'une dérive sur l'utile qu'en présence d'une dérive sur le brouilleur. En outre, la dégradation augmente avec la désynchronisation des deux signaux. Afin de préciser le domaine de validité des approximations analytiques, des illustrations numériques ont été réalisées en prenant comme paramètres ceux du standard GSM dans le but d'appliquer cette étude à ce standard et aux réseaux cellulaires. L'extension de l'analyse aux modulations quasi-rectilignes a nécessité la mise en œuvre d'un filtrage spatio-temporel. Nous avons ainsi étudié l'impact de la taille du filtre spatio-temporel sur les performances du MMSE SAIC/MAIC pour des modulations quasi-rectilignes (MSK et GMSK) en présence de résidus de porteuse. L'étude révèle qu'avec des résidus de porteuse standards, ce récepteur reste relativement robuste et ne nécessite pas de compensation. La 2e partie de ce travail considère des canaux sélectifs en fréquence et consiste à développer un SIMO MLSE pour un signal utile à modulation linéaire quelconque en présence de bruit additif gaussien centré stationnaire coloré temporellement et spatialement et potentiellement non circulaire, en partant d'un problème général de détection d'une forme d'onde. Nous avons démontré que le SIMO MLSE est constitué d'un filtre WL, d'un échantillonneur au rythme symbole et d'une minimisation récursive d'une métrique qui peut se mettre en oeuvre par l'algorithme de Viterbi. Le cas des modulations quasi rectilignes a aussi été considéré. Dans ce cadre, nous avons démontré que le SIMO MLSE a la même structure moyennant un prétraitement de dérotation. Tous ces filtres WL sont interprétés comme des filtres WL adaptés multidimensionnels (WL MMF) au sens où ils maximisent le rapport SNR sur le symbole courant en sortie. Nous avons ensuite étendu la structure du MLSE développée au cas d'un bruit gaussien non circulaire mais cyclostationnaire, de manière à se rapprocher des applications cellulaires. Nous appelons ce nouveau récepteur "pseudo-MLSE" car sa structure a été imposée. En conjecturant que les performances en probabilité d'erreur par symbole sont directement reliées au SNR sur le symbole courant, des expressions générales de celui-ci ont été données pour des MLSE et pseudo-MLSE dans le cadre d'interférences stationnaires et cyclostationnaires potentiellement non circulaires. Des formules interprétables de ces SNR ont été données dans des cas particuliers et des simulations numériques ont été présentées pour montrer les gains en performance des récepteurs introduits par rapport aux MLSE classiques dérivés sous hypothèse de bruit stationnaire circulaire / The SAIC/MAIC (Single/Multiple Antenna Interference Cancellation) receiver, recently introduced, is able to separate up to 2N synchronous users with N antennas for the radiocommunications networks using rectilinear or quasi-rectilinear modulations. A such receiver, operational in GSM handsets since 2006, exploits the second order non-circularity of signals and gives rise to an optimal widely linear (WL) filter. This receiver has been shown to be powerful for synchronous users without any frequency offsets (for example Doppler shift), but its behaviour in the presence of asynchronous users having potentially non zero carrier residues, omnipresent in many radio applications, has not yet been the subject of theoretical studies, which doesn't allow us to know their damage. For this reason, the purpose of the first part of this work is to present an analysis of SAIC/MAIC receiver performances, implemented via an MMSE approach with training sequence, with two users not necessarily synchronized with frequency shifts. To simplify the analytical developments, we limited the theoretical analysis to some particular cases with rectilinear modulations. Hence, simple and interpretable analytical expressions were given and analyzed. We proved in particular that the performance is less degraded in the case of a shift on the useful than in the presence of a drift on the jammer. Furthermore, the degradation increases with desynchronization of the two signals. To precise the range of validity of analytical approximations, numerical illustrations were made using as parameters those of the GSM standard in order to apply this study to this standard in particular and cellular networks in general. Extending the analysis to quasi-rectilinear modulations had required the implementation of a spatio-temporal filtering. We have studied the impact of the size of the spatio-temporal filter on the performance of MMSE SAIC/MAIC receiver for quasi-rectilinear modulations (GMSK and MSK) in the presence of residual frequencies. The study reveals that with standard carrier residues, this receiver remains relatively robust and doesn't require a compensation. The second part of this work considers frequency-selective channels and is developing a SIMO MLSE receiver for a useful signal with any linear modulation in the presence of an additive Gaussian centered stationary temporally and spatially colored and potentially non-circular noise, starting from a general problem of detection of a waveform. We have shown that SIMO MLSE receiver consists of a WL filter, a sampler at the symbol rate and a recursive minimization of a metric that can be solved by the Viterbi algorithm. The case of quasi-rectilinear modulations is also considered. Within this framework, we had proved that the SIMO MLSE receiver has the same structure through a postreatment derotation. All these filters are interpreted as WL multidimensional matched filters (WL MMF) in the sense that they maximize the SNR of the current symbol at output. Then, we extended the MLSE receiver structure developed in case of a noncircular gaussian noise but this time cyclostationary, so as to approximate radio cellular applications. We call this new receiver "pseudo-MLSE" because its structure was imposed. By conjecturing that the performances by per symbol error probability are directly related to the SNR of the current symbol, general expressions of this SNR are given for MLSE and pseudo MLSE receivers with stationary and cyclostationary potentially noncircular interferences. Interpretable formulas of these SNR were given in special cases and numerical simulations were presented to show performance gains of the receivers we have introduced relative to conventional MLSE receivers derived under the assumption of circular stationary noise

Notre étude explore des réactions du bébé vivant en pouponnière à la visite parentale. Cette étude s'inscrit dans la continuité des études sur les effets de la carence de soins et de la séparation. Objectifs : savoir comment le bébé réagit à la visite de ses parents, si tous les bébés ont le même bénéfice à recevoir la visite de leurs parents, et quels sont les facteurs impliqués dans la réaction du bébé. Méthode : étude de la réaction d'un groupe de 15 bébés vivant en pouponnière (2-36 mois) à la visite de leurs parents sur 24 heures par un protocole de test-re-test du comportement de retrait relationnel (ADBB 5 fois), de la concentration de cortisol salivaire (8 fois),d'un indice de comportement difficile le jour et la nuit avant et après la visite. Ces variables ont été étudiées en lien avec les caractéristiques de l'enfant(âge, développement, genre, rang dans la fratrie), de l'interaction parents-enfants(sensibilité, synchronie dyadique), les caractéristiques de la visite (fréquence, durée), du placement (durée, raison, âge au moment du placement), ainsi que les caractéristiques parentales(âge, dépression, anxiété, sensibilité à l'évaluation, santé mentale, soutien social, traumatismes, représentations d'attachement). Résultats : Trois types de profils de bébés ont pu être mis en évidence en fonction de leurs réactions à la visite parentale : - celui des bébés qui réagissent bien au contact de leurs parents et qui souffrent à la séparation au retour de la visite. Ces bébés ont un meilleur développement, leurs parents sont plus sensibles que ceux des autres groupes et ils bénéficient des visites. Leur niveau de cortisol baisse à la visite et remonte à la séparation. -des bébés qui réagissent par davantage de retrait relationnel au contact de leurs parents : Ces bébés ne montrent pas de détresse à la séparation. Ils apparaissent mieux adaptés à la vie dans l'institution (moins de retrait relationnel). Leurs parents sont beaucoup moins sensibles que ceux des autres. Leur niveau de cortisol est élevé globalement et pendant la visite. Ces bébés sont placés plus tôt que les deux autres groupes. -les bébés qui ne montrent aucune réaction au contact avec leurs parents en termes de retrait relationnel. Ils ont des niveaux de cortisol salivaire les plus bas. Ils ne se distinguent pas particulièrement des autres pour ce qui concerne les autres caractéristiques évaluées hors la durée de visite. Ce groupe apparaît à risque psychopathologique puisqu' il montre un niveau constant et élevé de retrait relationnel associé à des niveaux plus bas de cortisol salivaire et la moindre réactivité de l'axe HPA. La recherche a aussi permis de mettre en évidence l'effet de différentes variables sur les réactions du bébé à la visite parentale. Les plus importantes semblent être la qualité des interactions parents-enfants, le développement des enfants, les caractéristiques du placement et de la visite. Différents effets ont pu être mis en évidence : -un effet de deuil au retour de la visite pour les enfants qui ont eu un bon contact avec leurs parents. -un effet d'anticipation du stress de la visite pour les bébés qui réagissent mal au contact de leurs parents. -un effet de soulagement au retour de la visite pour les bébés qui réagissent mal au contact de leurs parents. -un effet de contamination pour certains enfants le lendemain de la visite, tous appartenant au groupe des enfants qui réagissent mal au contact de leurs parents. -un effet positif de la visite pour les enfants qui réagissent bien en contact de leurs parents. L'ensemble des résultats est discuté par rapport à la littérature, aux implications de théorique et juridique de l'étude du maintien du contact pour les bébés séparés de leurs parents, ainsi que les applications en termes de recherche et de clinique. / Our research is an exploratory study of the reactions of the baby living in residential nursery to parental contact. This study is in continuaty with studies on the effects of early infant neglect and separation. Objectives: explore how babies react to parental contact if all babies have the same benefit to receive visits from their parents, and what are the factors involved in the baby's reaction to parental contact. Method: study of the reaction of a group of 15 infants/babies living in a residential nursery (2-36 months) to contact with their parents on a 24 hours test-re-test protocol evaluating relational withdrawal (ADBB 5 times) , salivary cortisol concentrations (8 times), index of difficult behaviour the day and the night before and after the visit. These variables have been studied in connection with the child's characteristics (age, development, gender, birth order), and those of the parent-child interaction (sensitivity, dyadic synchrony), of the visit (frequency, duration), of the placement (time, reason, age at placement), as well as with parental characteristics (age, depression, anxiety, sensitivity to evaluation, mental health, social support, traumatic experiences, attachment representations). Results: babies do react to parental contact. Three types of reactions have been identified: - babies who respond well to contact with their parents and suffer from separation. These babies have a better development, their parents are more sensitive than those of other groups and they enjoy the visits. Their cortisol levels drop to visit and rise back at separation. - Babies who react by more relational withdrawal in contact with their parents: these babies show no distress at separation. They appear better adapted to life in the institution (less relational withdrawal). Their parents are much less sensitive than the others. Their cortisol levels are generally high even during the visit. These babies are placed sooner than the other two groups. -Babies who show no reaction to contact with their parents in terms of relational withdrawal. They have generally lower concentrations of cortisol. They cannot be particularly distinguished from the other with regard of all characteristics that have been evaluated. This group appears at psychopathological risk since it shows a consistently high level of relational withdrawal associated with lower levels of salivary cortisol and lower reactivity of the HPA axis. The research also highlighted the effect of different variables on the baby's reactions to parental visit. The most important ones seem to be the quality of parent-child interaction, child development, and the characteristics of the placement and the visit. Various effects have been highlighted: - grief effect when returning from visit for children who have had good contact with their parents. - An anticipatory effect of stress of the visit for babies who react badly to contact with their parents. - A relief effect returning from visit for babies that react poorly to contact with their parents. - A contamination effect for some children the day after the visit, those babies belonging to the group of children who respond poorly to contact with their parents. - A positive effect of the visit for children who respond well in contact with parents. Results are discussed in relation to literature, and in terms forensic implications and of clinical and research applications of maintaining contact between babies and parents separated by placement in the field of child protection.

La conception assistée par ordinateur (CAO), les effets visuels, la robotique et de nombreux autres domaines tels que la biologie computationnelle, le génie aérospatial, etc. reposent sur la résolution de problèmes mathématiques. Dans la plupart des cas, des méthodes de calcul sont utilisées pour résoudre ces problèmes. Le choix et la construction de la méthode de calcul ont un impact important sur les résultats et l'efficacité du calcul. La structure du problème peut être utilisée pour créer des méthodes, qui sont plus rapides et produisent des résultats qualitativement meilleurs que les méthodes qui n'utilisent pas la structure. Cette thèse présente trois articles avec trois nouvelles méthodes de calcul s'attaquant à des problèmes de simulation et d'optimisation contraints par des équations aux dérivées partielles (EDP). Dans le premier article, nous abordons le problème de la dissipation d'énergie des solveurs fluides courants dans les effets visuels. Les solveurs de fluides sont omniprésents dans la création d'effets dans les courts et longs métrages d'animation. Nous présentons un schéma d'intégration temporelle pour la dynamique des fluides incompressibles qui préserve mieux l'énergie comparé aux nombreuses méthodes précédentes. La méthode présentée présente une faible surcharge et peut être intégrée à un large éventail de méthodes existantes. L'amélioration de la conservation de l'énergie permet la création d'animations nettement plus dynamiques. Nous abordons ensuite la conception computationelle dont le but est d'exploiter l'outils computationnel dans le but d'améliorer le processus de conception. Plus précisément, nous examinons l'analyse de sensibilité, qui calcule les sensibilités du résultat de la simulation par rapport aux paramètres de conception afin d'optimiser automatiquement la conception. Dans ce contexte, nous présentons une méthode efficace de calcul de la direction de recherche de Gauss-Newton, en tirant parti des solveurs linéaires directs épars modernes. Notre méthode réduit considérablement le coût de calcul du processus d'optimisation pour une certaine classe de problèmes de conception inverse. Enfin, nous examinons l'optimisation de la topologie à l'aide de techniques d'apprentissage automatique. Nous posons deux questions : Pouvons-nous faire de l'optimisation topologique sans maillage et pouvons-nous apprendre un espace de solutions d'optimisation topologique. Nous appliquons des représentations neuronales implicites et obtenons des résultats structurellement sensibles pour l'optimisation topologique sans maillage en guidant le réseau neuronal pendant le processus d'optimisation et en adaptant les méthodes d'optimisation topologique par éléments finis. Notre méthode produit une représentation continue du champ de densité. De plus, nous présentons des espaces de solution appris en utilisant la représentation neuronale implicite. / Computer-aided design (CAD), visual effects, robotics and many other fields such as computational biology, aerospace engineering etc. rely on the solution of mathematical problems. In most cases, computational methods are used to solve these problems. The choice and construction of the computational method has large impact on the results and the computational efficiency. The structure of the problem can be used to create methods, that are faster and produce qualitatively better results than methods that do not use the structure. This thesis presents three articles with three new computational methods tackling partial differential equation (PDE) constrained simulation and optimization problems. In the first article, we tackle the problem of energy dissipation of common fluid solvers in visual effects. Fluid solvers are ubiquitously used to create effects in animated shorts and feature films. We present a time integration scheme for incompressible fluid dynamics which preserves energy better than many previous methods. The presented method has low overhead and can be integrated into a wide range of existing methods. The improved energy conservation leads to noticeably more dynamic animations. We then move on to computational design whose goal is to harnesses computational techniques for the design process. Specifically, we look at sensitivity analysis, which computes the sensitivities of the simulation result with respect to the design parameters to automatically optimize the design. In this context, we present an efficient way to compute the Gauss-Newton search direction, leveraging modern sparse direct linear solvers. Our method reduces the computational cost of the optimization process greatly for a certain class of inverse design problems. Finally, we look at topology optimization using machine learning techniques. We ask two questions: Can we do mesh-free topology optimization and can we learn a space of topology optimization solutions. We apply implicit neural representations and obtain structurally sensible results for mesh-free topology optimization by guiding the neural network during optimization process and adapting methods from finite element based topology optimization. Our method produces a continuous representation of the density field. Additionally, we present learned solution spaces using the implicit neural representation.

This master’s thesis explores ways to uncover and exploit vulnerabilities in Android applications by introducing a novel approach to security testing. The research question focuses on discovering an effective method for detecting vulnerabilities related to the context of an application. The study begins by reviewing recent papers on Android security flaws affecting application in order to guide our tool creation. Thus, we are able to introduce three Domain Specific Languages (DSLs) for Model-Based Security Testing (MBST): Context Definition Language (CDL), Context-Driven Modelling Language (CDML), and Vulnerability Pattern (VPat). These languages provide a fresh perspective on evaluating the security of Android apps by accounting for the dynamic context that is present on smartphones and can greatly impact user security. The result of this work is the development of VPatChecker[1], a tool that detects vulnerabilities and creates abstract exploits by integrating an application model, a context model, and a set of vulnerability patterns. This set of vulnerability patterns can be defined to represent a wide array of vulnerabilities, allowing the tool to be indefinitely updated with each new CVE. The tool was evaluated on the GHERA benchmark, showing that at least 38% (out of a total of 60) of the vulnerabilities in the benchmark can be modelled and detected. The research underscores the importance of considering context in Android security testing and presents a viable and extendable solution for identifying vulnerabilities through MBST and DSLs. / Detta examensarbete utforskar vägar för att hitta och utnyttja sårbarheter i Android-appar genom att introducera ett nytt sätt att utföra säkerhetstestning. Forskningsfrågan fokuserar på att upptäcka en effektiv metod för att detektera sårbarheter som kan härledas till kontexten för en app. Arbetet inleds med en översikt av nyliga forskningspublikationer om säkerhetsbrister som påverkar Android-appar, vilka vägleder utvecklingen av ett verktyg. Vi introducerar tre domänspecifika språk (DSL) för modellbaserad testning (MBST): CDL, CDML och VPat. Dessa språk ger ett nytt perspektiv på säkerheten för Android-appar genom att ta hänsyn till den dynamiska kontext som finns på smarta mobiltelefoner och som kan starkt påverka användarsäkerheten. Resultatet av arbetet är utveckling av VPatChecker[1], ett verktyg som upptäcker sårbarheter och skapar abstrakta sätt att utnyttja dem i en programmodell, en kontextmodell, och en mängd av sårbarhetsmönster. Denna sårbarhetsmönstermängd kan defineras så att den representerar ett brett spektrum av sårbarheter, vilket möjliggör för verktyger att uppdateras med varje ny CVE.Verktyget utvärderades på datamängden GHERA, vilket visade att 38% (av totalt 60) av alla sårbarheter kunde modelleras och upptäckas. Arbetet understryker vikten av att ta hänsyn till kontext i säkerhetstestning av Android-appar och presenterar en praktisk och utdragbar lösning för att hitta sårbarheter genom MBST and DSLs. / Ce mémoire de maîtrise explore les moyens de découvrir et d’exploiter les vulnérabilités des applications Android en introduisant une nouvelle approche des tests de sécurité. La question de recherche se concentre sur la découverte d’une méthode efficace pour détecter les vulnérabilités liées au contexte d’une application. L’étude commence par l’examen de documents récents sur les failles de sécurité des applications Android afin de guider la création de notre outil. Nous sommes ainsi en mesure d’introduire trois Langages dédié (DSL) pour des Tests de Sécurité Basés sur les Modèles (MBST) : Langage de Définition de Contexte (CDL), Langage de Modélisation Déterminée par le Contexte (CDML) et Motif de Vulnérabilité (VPat). Ces langages offrent une nouvelle perspective sur l’évaluation de la sécurité des applications Android en tenant compte du contexte dynamique présent sur les smartphones et qui peut avoir un impact important sur la sécurité de l’utilisateur. Le résultat de ce travail est le développement de VPatChecker[1], un outil qui détecte les vulnérabilités et crée des exploits abstraits en intégrant un modèle d’application, un modèle de contexte et un ensemble de modèles de vulnérabilité. Cet ensemble de modèles de vulnérabilité peut être défini pour représenter un large éventail de vulnérabilités, ce qui permet à l’outil d’être indéfiniment mis à jour avec chaque nouveau CVE. L’outil a été testé sur le benchmark GHERA[2] et montre qu’un total d’au moins 38% (sur un total de 60) des vulnérabilités peut être modélisé et détecté. La recherche souligne l’importance de prendre en compte le contexte dans les tests de sécurité Android et présente une solution viable et extensible pour identifier les vulnérabilités par le biais de MBST et DSLs.

Les maladies cardiométaboliques sont les principales causes de décès dans le monde, et au Canada elles sont responsables d'environ 700 000 décès par année. Le diabète de type 2 et la maladie coronarienne sont les maladies cardiométaboliques les plus répandues. Malgré des avancées pharmacologiques, la prévalence de ces maladies demeure élevée, ce qui souligne l'importance des thérapies complémentaires qui améliorent le contrôle glycémique ainsi que la fonction vasculaire afin de prévenir les complications liées à ces maladies. Depuis quelques années, l’exposition à la chaleur reçoit une attention accrue pour son potentiel thérapeutique. En outre, des études scientifiques suggèrent que l’exposition à la chaleur pourrait diminuer la glycémie et améliorer la fonction vasculaire. Cependant, le potentiel thérapeutique de l'exposition à la chaleur demeure sous-étudié chez les personnes atteintes du diabète de type 2 ou de la maladie coronarienne. L’objectif général de cette thèse était d’évaluer les effets aigus de l’exposition à la chaleur sur des marqueurs de la fonction cardiométabolique auprès de gens ayant un diabète de type 2 ou une maladie coronarienne. L’article 1 a déterminé l’effet aigu d’une immersion en eau chaude sur la sensibilité à l’insuline, la fonction vasculaire, les concentrations des protéines de choc thermique plasmatique (eHSP70/90) et intracellulaire (iHSP70/90), les marqueurs inflammatoires (IL-6, IL1-RA, NFKB) ainsi que sur les médiateurs de l'action de l'insuline (IRS-1, GLP-1) comparativement à une immersion thermoneutre au sein d’une population ayant le diabète de type 2. Les résultats démontrent qu’une immersion en eau chaude n’améliore pas la sensibilité à l’insuline, ni la fonction vasculaire et elle n’affecte pas les concentrations de HSP70 / 90 et les marqueurs inflammatoires. L’article 2 a déterminé l’effet aigu d’une exposition dans un sauna Finlandais sur la fonction vasculaire, des marqueurs de dysfonction endothéliale (VCAM-1, ICAM-1) et des marqueurs inflammatoires (IL-6, IL-10, TNF-α, IL-1β, CRP) auprès de personnes ayant une maladie coronarienne. Les résultats démontrent qu’une séance de sauna Finlandais améliore la fonction endothéliale et augmente la concentration circulante d’IL-6 sans affecter d’autres marqueurs inflammatoires (IL-10, TNF-α, IL-1β, CRP) ainsi que des marqueurs de dysfonction endothéliale. Combinées, les deux études de cette thèse démontrent que l’exposition passive à la chaleur n’améliore pas de façon aiguë les marqueurs cardiométaboliques chez les personnes diabétiques de type 2. Par contre, la chaleur exerce un effet bénéfique sur la fonction endothéliale chez les personnes ayant une maladie coronarienne. / Cardiometabolic diseases are the leading cause of death globally, and in Canada they are responsible for approximately 700 000 deaths each year. Type 2 diabetes and coronary artery disease are the most prevalent cardiometabolic diseases. Despite advancements in pharmacological treatments, the prevalence of these diseases remains high which underlines the importance of complementary therapies to prevent complications related to these diseases. In recent years, heat exposure has received attention for its therapeutic potential. Studies have demonstrated that heat exposure could be an effective method to decrease glycemia and improve vascular function. However, the therapeutic potential of heat exposure remains understudied in people with type 2 diabetes or coronary artery disease. The general objective of this thesis was to evaluate the acute effects of heat exposure on cardiometabolic markers in people with type 2 diabetes and coronary artery disease. The first article of this thesis determined the acute effect of hot water immersion on insulin sensitivity, vascular function, plasma (eHSP70 / 90) and intracellular (iHSP70 / 90) heat shock protein concentrations, inflammatory markers (IL- 6, IL1-RA, NFKB) as well as mediators of insulin action (IRS-1, GLP-1) compared to thermoneutral water immersion in a population with type 2 diabetes. Findings from this study demonstrate that acute hot water immersion does not improve insulin sensitivity, vascular function or affect HSP70 / 90 concentrations and inflammatory markers. The second article of this thesis determined the acute effects of Finnish sauna bathing on vascular function, markers of endothelial dysfunction (VCAM-1, ICAM-1) and inflammatory markers (IL-6, IL-10, TNF- α, IL-1β, CRP) in older adults with coronary artery disease. Results from this study demonstrate that one bout of Finnish sauna bathing improves endothelial function and increases the circulating concentration of IL-6 without affecting other markers of inflammation (IL-10, TNF-α IL-1β, CRP) or endothelial dysfunction. Combined, these results show that acute heat exposure does not acutely improve cardiometabolic markers in people with type 2 diabetes. On the other hand, heat exposure has a beneficial effect on endothelial function in people with coronary artery disease.

Les systèmes et matériaux mécaniques non linéaires sont largement utilisés dans divers domaines. Cependant, leur modélisation et leur conception ne sont pas triviales car elles nécessitent une compréhension complète de leurs non-linéarités internes et d'autres phénomènes. Pour permettre une conception efficace, nous devons d'abord introduire des modèles de calcul afin de caractériser avec précision leur comportement complexe. En outre, de nouvelles techniques de conception inverse sont également nécessaires pour comprendre comment le comportement change lorsque nous modifions les paramètres de conception des systèmes mécaniques non linéaires et des matériaux. Par conséquent, dans cette thèse, nous présentons trois nouvelles méthodes pour la modélisation informatique et la conception de systèmes mécaniques non linéaires et de matériaux. Dans le premier article, nous abordons le problème de la conception de systèmes mécaniques non linéaires présentant des mouvements périodiques stables en réponse à une force périodique. Nous présentons une méthode de calcul qui utilise une approche du domaine fréquentiel pour la simulation dynamique et la puissante analyse de sensibilité pour l'optimisation de la conception afin de concevoir des systèmes mécaniques conformes avec des oscillations de grande amplitude. Notre méthode est polyvalente et peut être appliquée à divers types de systèmes mécaniques souples. Nous validons son efficacité en fabriquant et en évaluant plusieurs prototypes physiques. Ensuite, nous nous concentrons sur la modélisation informatique et la caractérisation mécanique des matériaux non linéaires dominés par le contact, en particulier les matériaux à emboîtement discret (DIM), qui sont des tissus de cotte de mailles généralisés constitués d'éléments d'emboîtement quasi-rigides. Contrairement aux matériaux élastiques conventionnels pour lesquels la déformation et la force de rappel sont directement couplées, la mécanique des DIM est régie par des contacts entre des éléments individuels qui donnent lieu à des contraintes de déformation cinématique anisotrope. Pour reproduire le comportement biphasique du DIM sans simuler des structures à micro-échelle coûteuses, nous introduisons une méthode efficace de limitation de la déformation anisotrope basée sur la programmation conique du second ordre (SOCP). En outre, pour caractériser de manière exhaustive la forte anisotropie, le couplage complexe et d'autres phénomènes non linéaires du DIM, nous introduisons une nouvelle approche d'homogénéisation pour distiller des limites de déformation à grande échelle à partir de simulations à micro-échelle et nous développons un modèle macromécanique basé sur des données pour simuler le DIM avec des contraintes de déformation homogénéisées. / Nonlinear mechanical systems and materials are broadly used in diverse fields. However, their modeling and design are nontrivial as they require a complete understanding of their internal nonlinearities and other phenomena. To enable their efficient design, we must first introduce computational models to accurately characterize their complex behavior. Furthermore, new inverse design techniques are also required to capture how the behavior changes when we change the design parameters of nonlinear mechanical systems and materials. Therefore, in this thesis, we introduce three novel methods for computational modeling and design of nonlinear mechanical systems and materials. In the first article, we address the design problem of nonlinear mechanical systems exhibiting stable periodic motions in response to a periodic force. We present a computational method that utilizes a frequency-domain approach for dynamical simulation and the powerful sensitivity analysis for design optimization to design compliant mechanical systems with large-amplitude oscillations. Our method is versatile and can be applied to various types of compliant mechanical systems. We validate its effectiveness by fabricating and evaluating several physical prototypes. Next, we focus on the computation modeling and mechanical characterization of contact-dominated nonlinear materials, particularly Discrete Interlocking Materials (DIM), which are generalized chainmail fabrics made of quasi-rigid interlocking elements. Unlike conventional elastic materials for which deformation and restoring forces are directly coupled, the mechanics of DIM are governed by contacts between individual elements that give rise to anisotropic kinematic deformation constraints. To replicate the biphasic behavior of DIM without simulating expensive microscale structures, we introduce an efficient anisotropic strain-limiting method based on second-order cone programming (SOCP). Additionally, to comprehensively characterize strong anisotropy, complex coupling, and other nonlinear phenomena of DIM, we introduce a novel homogenization approach for distilling macroscale deformation limits from microscale simulations and develop a data-driven macromechanical model for simulating DIM with homogenized deformation constraints.