Contexte : La compréhension de la parole dans le silence est dépendante des mécanismes de codage de l’enveloppe temporelle du signal sonore. Une anomalie du codage (d’origine infectieuse, immunitaire, génétique, tumorale, ou environnementale) entraine irrémédiablement une diminution des performances audiométriques vocales. Les méthodes d’exploration fonctionnelle de la cochlée (potentiels d’action composite du nerf auditif, potentiel évoqués auditifs précoces) utilisent des stimuli sonores simples (clics, bouffées tonales) pour détecter une anomalie de codage des indices temporels. Le but de cette étude était de développer une méthode électrophysiologique capable de mesurer les réponses du nerf auditif à des stimuli modulés en amplitude.Matériel et méthodes : La réponse électrophysiologique du nerf auditif a été mesurée à l’aide d’une électrode placée sur la niche de la fenêtre ronde de la cochlée de gerbilles et de rats vieillissants. Les stimuli acoustiques consistaient en des bandes de bruit de 20 secondes modulées sinusoïdalement en amplitude et centrées sur 4, 8 et 16 kHz. Nous avons étudié le niveau, la profondeur de modulation, la fréquence de modulation et la fréquence porteuse.Résultats : Notre étude sur le modèle de perte sélective neuronale (ouabain) montre que l’analyse des potentiels globaux cochléaires permet de détecter une perte de fibres à basse activité spontanée dans le nerf auditif, résultat important car indétectable (« surdités cachées ») actuellement avec les tests utilisés en routine en clinique (EcoG et PEA) (Batrel, Huet, Hasselmann et al, Plos One 2017). Ensuite, en combinant le stimulus de cette étude avec une fonction sinusoïdale, nous avons développé et validé une méthode pour évaluer la qualité de codage de l’enveloppe par le nerf auditif. Nous avons appliqué cette méthode sur un modèle de vieillissement (rat Sprague-Dawley). Nos résultats suggèrent que le viellissement entraine une modifcation du phénotype des fibres du nerf auditif sans pertes de fibres associées (article Occelli, Hasselmann et al, soumis à eNeuro). Conclusion : Notre travail démontre qu’il est indispensable d’élargir le nombre de techniques d’exploration fonctionnelle de la cochlée car les tests utilisés en routine en clinique ne permettent pas de déceler des déficits subtils d’encodage dans le nerf auditif. La mesure de l’activité soutenue des fibres permet de détecter la perte sélective des neurones à basse activité spontanée, indétectable avec les méthodes classiques. Le changement de phénotype des fibres observé au cours du vieillissement du rat Sprague-Dawley est détectable avec notre méthode alors qu’il ne l’est pas avec le potentiel d’action composite du nerf auditif. / Background: Speech intelligibility in quiet is critically dependent on the temporal envelope of a sound signal. An abnormal coding of this temporal cue (due to infectious, immune, genetic, tumoral or environmental of origin) implies a decrease of speech recognition scores. The current proxy to probe deafness in clinical framework (Compound Action Potential of the auditory nerve, auditory brainstem responses) uses simplistic stimuli (clicks, tone bursts) to detect a such abnormal coding of the temporal cues. The aim of this study was to develop a new electrophysiology method in murins able to measure the auditory nerve responses to amplitude-modulation stimuli.Material and methods: The electrophysiology response of the auditory nerve was recorded using an electrode implanted onto the round window niche on normal-hearing gerbil cochlea and aging rat cochlea. The acoustical stimuli consisted of 20 seconds sinusoidally amplitude-modulated noise-band centered on 4, 8 and 16 kHz. We have studied varying sound level, the modulation depth, the modulation frequency and the carrier frequency.Results: Our study on the selective fiber loss ouabain model show the mass potentials recorded at the round window enable the detection of low spontaneous rate fibers in gerbil auditory nerve. This result is important because the current clinical used tests aren’t enough sensitive to detect a such coding impairment (CAP, ABR) (Batrel, Huet, Hasselmann et al., 2017). Then we combined the stimulus of this previous study with a sinusoidal function to develop a new method to assess the envelope coding by the auditory nerve. We validated this new method. Last, we used our method on an aging model (Sprague-Dawley rat). Our results suggest aging leads to a phenotype change of auditory nerve fibers without associated fiber loss (article Occelli, Hasselmann et al, submitted to eNeuro).Conclusion: Our study shows it’s indispensable to expand the number of tools to probe the cochlea because the current clinical used tests aren’t enough sensitive to detect subtle deficits of encoding in the auditory nerve. The recording of the fiber sustained activity enable to detect the selective loss of low-spontaneous rate neurons. A such loss is undetectable with classical clinical tools. The phenotype change of fibers we observed in aging Sprague-Dawley rats is detectable with our method whereas it’s not using the compound action potential of the auditory nerve.

La thèse est constituée de deux parties. La première concerne la très amplitude du diviseur canonique relatif, tandis que la seconde traite de la positivité de la caractéristique d'Euler de surfaces.Dans la première partie, on se donne une courbe régulière propre sur un anneau de Dedekind (dont les corps résiduels aux points fermés sont parfaits), de fibre générique de genre plus grand ou égal à 2. Après contractions de certains diviseurs verticaux, on obtient son modèle canonique. On montre que toute puissance tensorielle supérieure ou égale à 3 du faisceau dualisant relatif sur le modèle canonique est très ample. Ceci améliore un résultat de Jongmin Lee.Dans la deuxième partie, pour tout nombre premier p différent de 2, nous montrons qu'il existe une constante positive k_p, telle que pour toute surface projective lisse X de type général définie sur un corps algébriquement clos de caractéristique p, on ait l'inégalité \xi(O_X) ≥ k_pc_1^2(X). / This thesis is divided into 2 parts. The first part concerns with the amplitude of relative canonical divisors, and the second part deals with the positivity of the Euler characteristics of surfaces.In the first part, given a minimal arithmetic surface over a Dedekind ring whose residue fields at closed points are perfect, suppose the general fibre has genus at least 2, after contracting some vertical divisor, we will obtain its canonical model. We prove in this part that 3 or more times the relative canonical divisor of this canonical model is very ample. This simplifies and generalizes a result of Jongmin Lee.In the second part, we prove that for all prime numbers p>2, there is a positive number k_p, such that \xi(O_X) ≥ k_p c_1^2(X) holds true for all algebraic surfaces X of general type in characteristic p. In particular, \xi(O_X)>0. This answers a question of N. Shepherd Barron when p>2.

Harmful algae blooms (HABs) have caused millions dollars in annual losses to the aquaculture industry, inhibited beach recreation, and have threatened marine and human health. HABs and red tides can develop suddenly and their frequency, geographic range, and intensity have increased over the past decade. A possible source for spreading and seeding new areas expanding the geographic range of HABs is ballast water. The process of ballast water discharge has been identified as a primary vector for the translocation of non-indigenous species (NIS) and invasive species. National and international efforts are currently underway to address the impact of NIS and invasive species. Policy is being developed detailing stringent rules to kill, remove, or otherwise inactive organisms in ballast water prior to or upon discharge. Currently, vendors are developing technologies to treat ballast water and U.S. and international facilities are testing these technologies to verify their efficacy. Ultraviolet (UV) radiation is commonly employed in ballast water treatment technologies. Previous studies have shown that UV light is effective for disinfecting drinking water, but the response of non-pathogenic and marine organisms is largely unknown. The purpose of this research was to measure the viability of the durable red-tide forming dinoflagellate, Lingulodinium polyedra following UV treatment. Two methods were used to measure the viability signal; manual epifluorescence microscopy with correlated viability stains and Pulse Amplitude Modulated (PAM) fluorometry to measure the physiological state of the organism following UV treatment. The number of cysts was also enumerated. The results showed that there was a significant decrease in the number of living L. polyedra cells following a UV treatment of more than 100 mWs cm-2. The results also have showed a significant increase in the number of L. polyedra cysts following UV treatment as low as 50 mWs cm-2.

Today represents vibration analysis an inseparable part of the product design, especially aeronautical components, machine tools etc. One of the vibration analysis methods is the so-called modal analysis, which determines the modal parameters of the researched structure. This paper deals with a comparison of two commonly used approaches, namely „Single Input Multiple Output“ (SIMO) and „Multiple Input Multiple Output“ analysis (MIMO). A MIMO procedure of measurement is developed and discussed. Both analyses are executed by the same conditions on the milling machine based on parallel kinematics in order to objective comparison. The results show that the choice of the so-called reference points is very important. In case both references are appropriately selected, the MIMO analysis gives better results that the SIMO one.

Que ce soit dans le domaine de la recherche ou en clinique, l’évaluation des amplitudes de mouvement est une étape très importante qui nécessite l’utilisation de systèmes de mesure de bonnes qualités métrologiques. En clinique, le goniomètre universel reste l’instrument le plus utilisé pour évaluer l’amplitude articulaire de mouvement (AAM) de l’épaule malgré le fait qu’il ne dispose pas d’une bonne validité de critère et sa fidélité (intra et inter-évaluateurs) est modérée voire faible comme le montre certaines études. L’autre instrument très utilisé en clinique est l’inclinomètre qui donne de meilleurs résultats de fidélités intra et inter-évaluateurs que le goniomètre, mais n’est pas adapté pour évaluer certains mouvements de l’épaule. L’utilisation de méthodes empiriques comme l’estimation visuelle d’AAM ne repose sur aucune base scientifique pour donner des mesures d’angle fiables et précises. Les méthodes de mesure les plus précises ne se retrouvent malheureusement que dans les laboratoires de recherche. Il faut dire que le contexte clinique n’est pas adapté pour recevoir de tels dispositifs très onéreux, complexes d’utilisation et nécessitant beaucoup de temps de manipulation. Les recherches sur l’amélioration des systèmes de mesure déjà existants ou sur la création de nouvelles méthodes de mesure d’AAM sont plus que jamais d’actualité. Ce mémoire entre dans ce contexte de mise en œuvre de nouveaux systèmes de mesure de hautes précisions, simples d’utilisation et d’une grande accessibilité. La nouvelle méthode que nous avons présentée se base sur des photographies numériques de patrons de points. L’objectif premier de l’étude était de déterminer la validité de critère de la méthode photo par rapport à une mesure étalon. Les résultats ont démontré que cette nouvelle méthode photo possède une bonne validité de critère, comparable à celle obtenue avec une centrale inertielle et bien mieux que celle d’une application inclinomètre. À la lumière de ces résultats, la méthode photo pourrait très bien être un substitut aux centrales inertielles dans la mesure d’AAM, car ces dernières restent onéreuses et complexes d’utilisation. L’objectif de la deuxième phase de l’étude était de déterminer la fidélité de la mesure de la méthode de photographie numérique de patrons de points et de l’inclinomètre numérique en conditions cliniques auprès de patients atteints de tendinopathie de la coiffe des rotateurs. Suite à l’analyse des résultats, il apparaît que la méthode photo possède une bonne fidélité qui lui permet de bien évaluer les amplitudes de mouvement au niveau de l’épaule. L’inclinomètre quant à lui semble donner de bons résultats de fidélité que pour certains mouvements de l’épaule (abduction et flexion). Bien que la nouvelle méthode basée sur la photographie de patrons de points ait démontré une bonne validité de critère et une bonne fidélité, son devenir et sa place dans le domaine de l’évaluation de l’AAM repose sur l’accueil qui lui sera réservé par les cliniciens et les chercheurs.

Les mécanismes par lesquels les charges mécaniques et électriques agissent sur le tissu osseux dans son ensemble, et sur les ostéoblastes, en particulier, sont encore mal compris. La réponse des ostéoblastes soumis à un seul type de stimulus physique a été comparée à celle obtenue par des combinaisons de plusieurs signaux mécaniques et/ou électriques. Dans la perspective d’améliorer l’ostéointégration des biomatériaux, nos études ont porté principalement sur les deux composants essentiels pour le succès de la greffe d’un biomatériau : la matrice extracellulaire (MEC) qui sert d’interface entre le biomatériau et l’hôte ainsi que les facteurs angiogéniques. Nous avons étudié les réponses des ostéoblastes à des contraintes mécaniques complexes basées sur des signaux de « basse amplitude haute fréquence » (BAHF) appliquées à un modèle de culture 3D (hydroxyapatite macroporeux). Nous montrons donc qu’une stimulation mécanique simple (3Hz) peut être potentialisée par des BAHF appropriées (25 Hz). Un dispositif a été développé pour appliquer des contraintes mécaniques très BAHF sur des modèles de culture 2D. La synthèse de la MEC est favorisée et ses propriétés ostéogéniques sont augmentées sous BAHF. Les BAHF n’ont pas d’effet sur le VEGF. Un autre dispositif a permis d’appliquer un champ électrique aux cultures cellulaires. Quelques paramètres nous indiquent que les cellules perçoivent le champ électrique, mais nous retenons que le VEGF n’est pas affecté. En revanche, la combinaison de ces stimulations physiques (contrainte mécanique très BAHF et champ électrique) augmente l’expression de plusieurs facteurs impliqués dans l’angiogénèse (VEGF, TGFβ1, FGF2…). Les sollicitations complexes définies dans cette thèse pourraient être un outil pour fonctionnaliser un substitut osseux cellularisé / Over the course of a day, weight bearing bones experience numerous stimulations : mechanical loadings varying in magnitude and frequency, but also electric fields. However, the biological effects of mechanical strain or electrical field on bone cells are poorly understood. In the present in vitro study, osteoblasts were submitted to only one kind of physical stimulus or a combination of stimuli, and the responses were compared. In the perspective of improving the qualities of bone substitute, we analysed parameters essential for a successfull osteointegration : the extracellular matrice (ECM) as host-biomaterial interface, and angiogenic factors which induce implant vascularization. We investigated the effects of complex mechanical strains based on signals of "low magnitude / high frequency" (LMHF) applied to 3D cultures (macroporous hydroxyapatite). Our study shows that an appropriate combined strain regimen (3 Hz+25Hz) has the potential to functionalise cellularized bone-like constructs. ECM synthesis was promoted by LMHF and the osteogenic properties of this ECM were enhanced while VEGF was not affected. Another system was developed to apply an electric field to cell cultures. Some parameters indicated that cells are sensitive to electric fields ; however VEGF expression was not affected. In contrast, when the physical stimulations were combined (LMHF strain + electric field) gene expression of factors implicated in angiogenesis (VEGF, TGFß1, FGF2...) was increased. The complex stimuli whose effects were analysed in this work could be used as a tool for the functionalization of a cellularized bone substitutes

L'objectif est d'étudier la transformation du tonnerre (amplitude, spectre) pendant sa propagation depuis le canal d'éclair jusqu'à un détecteur en se basant sur deux approches complémentaires. Dans un premier temps, l'analyse des enregistrements acoustiques (audibles et infrasons) obtenus par un réseau acoustique de petite taille (50 mètres), durant une campagne d'observations qui s'est déroulée dans le Sud de la France (Automne 2012), nous fournit des cartes 3D des sources infrasonores présentes dans un canal de foudre. Nous montrons qu'elles sont parfaitement corrélées aux résultats fournis par des outils électromagnétiques très précis. Des spectres de tonnerre ont pu être associés aux différentes phases de la décharge. Des caractéristiques acoustiques (fréquence, amplitude) ont pu être précisément reliées aux différentes sources acoustiques identifiées à l'intérieur des éclairs. Il apparaît que la propagation de l'onde acoustique perturbe la localisation pour les distances supérieures à 20km. Dans un second temps le code de calcul Flhoward a été développé pour simuler la propagation non linéaire des ondes de choc acoustiques à travers un modèle de météo réaliste. Il permet d'étudier les formes d'ondes au cours de leur propagation. La simulation numérique avec Flhoward aide à comprendre l'impact des profils météorologiques sur la propagation des signatures de tonnerre. / The goal is to study the transformation of thunder (amplitude, spectrum) during its propagation from to lightning channel towards a detector, based on two complementary approaches.In a first time, the analysis of the acoustic records (audible and infrasounds) obtained with an acoustic network of small size (50 meters), during an observation campaign which took place in South of France (Autumn 2012), produces 3D maps of infrasounds sources present in a lightning channel.We show they are perfectly correlated to results obtained from very precise electromagnetic tools.Frequency contents were successfully associated to the different parts of the discharge.Acoustic parameters (frequency, amplitude) were clearly linked to the different acoustic sources identified inside the lightning channels.It appears that the propagation of the acoustic wave impacts the localization for distances greater than 20km.In a second step, the computing code Flhoward was developed to simulate the nonlinear propagation of acoustic shock waves through a realistic meteorological profile.It allows to study the waveforms during their propagation.The numerical simulation with Flhoward helps to understand the impact of the meteorological profiles on the propagation of the thunder signatures.

The current behavioural dead region (DR) diagnosis methods such as psychophysical tuning curves and the threshold-equalising noise test require extensive subject co-operation. These present methods cannot be applied to infants. The work presented in the thesis aimed to develop a fast objective DR diagnosis method that could be applied to sleeping hearing-impaired infants. A novel fast objective electrophysiological method of recording response amplitude curves (RACs) which could enable objective DR diagnosis was developed.RACs were derived by recording auditory steady-state response amplitudes using modulated signals in the presence of narrow-band maskers. Two RAC methods were investigated. In the swept method, RACs were recorded in a single test run by recording the response amplitudes across the frequency range of a continuously swept-frequency narrow-band masker. In the fixed method, response amplitudes of eight separate test runs, each in the presence of differing fixed-frequency narrow-band maskers, were recorded.RACs were recorded in normally hearing adult subjects. The results showed that for normally hearing subjects in condition 1 (swept masker), the mean recorded RAC tip for a 2-kHz signal was 2250 Hz and the repeatability coefficient of two repeated recordings in each subject was 389 Hz; in condition 2 (fixed masker), the respective values were 2251 Hz and 342 Hz. These results indicated that the swept masking method is a viable and fast way to record RACs in normally hearing adults.RACs and psychophysical tuning curves (PTCs) were recorded in hearing-impaired adult subjects in order to asses the tip-frequency agreement between the tests. In some cases there were difficulties in using the required signal and masker levels due to maximum sound level limits. The RACs were poorly shaped and had poor repeatability. These findings indicate that the RAC method that was successfully applied to normally hearing subjects requires further development for use with the hearing impaired. The possible causes for the differences in the accuracy of the method between normally hearing and hearing-impaired subjects are discussed. The work presented in this thesis provides the basis upon which further research can be taken forward. It is envisaged that this work, together with further research, will lead to a clinically-effective objective DR diagnosis method.

The aim of this research is to develop a method for expanding the Jost functions as a Taylor-type power series on the complex angular momentum plane. From this method in conjunction with the Watson transformation, we were able to express the scattering amplitude as a sum of the background and pole terms, furthermore, this method propose a way of evaluating, numerically, the pole term. To demonstrate how this method may be applied, we considered the Born approximation. We found out that the developed method improved the Born approximation at large scattering angles. Therefore, this method is useful when the di fferential cross section of the background term fails to converge to that of the exact diff erential cross section at large scattering angles. / Dissertation (MSc)--University of Pretoria, 2016. / National Research Foundation (NRF) / Physics / MSc

Orientador: Mauro Gonçalves / Banca: Marco Antonio Cavalcanti Garcia / Banca: Flavia Roberta Faganello Navega / Resumo: A porcentagem de força utilizada durante determinada tarefa em relação ao máximo de força que a articulação movimentada pode desenvolver é definida como demanda funcional (DF). A elevada DF para realizar atividades diárias associada aos déficits de mobilidade na população idosa pode resultar em perda da habilidade em realizar essas tarefas de maneira segura. Pelo exposto, o objetivo desse estudo foi identificar o efeito da DF imposta durante a marcha sobre as articulações do membro inferior de idosas. Participaram da análise 15 jovens (GJ), 14 idosas com mobilidade normal (GIMN) e 13 idosas com mobilidade reduzida (GIMR). O torque isométrico foi utilizado para determinação da capacidade muscular máxima. A avaliação biomecânica da marcha foi feita utilizando um sistema de análise 3D com uma plataforma de força. As condições analisadas foram marcha em velocidade de preferência (I), marcha em velocidade de preferência com carga (II), marcha em velocidade de preferência falando ao telefone (III), marcha em velocidade de preferência com obstrução da visão dos pés (IV) e marcha em velocidade de preferência máxima (V). Destas análises, verificou-se que o GIMN e GIMR apresentaram menor capacidade muscular máxima em relação ao GJ... / Abstract: Not available / Mestre