Cette thèse s'intéresse à la migration cellulaire d'une population composée de deux espèces qui interagissent par le biais de signaux chimiques. Ces signaux chimiques auxquels sont soumis les deux espèces sont de nature différente. Ils sont soit intérieur (produit par les deux espèces) ou bien extérieur (apporté par le milieu et consommé par les deux espèces). On observe le phénomène de synchronisation et de désynchronisation lors de la migration d'une population composée de deux espèces différentes d'E.Coli. Séparément, les bactéries rouges d'E.Coli se déplacent deux fois plus vite que les bactéries vertes. Cependant dans le cas d'une population mixte composée de rouges et de vertes, les bactéries rouges et vertes se déplacent ensemble ou séparément en fonction de la proportion de la bactérie la plus rapide rouge dans la population.Cette observation expérimentale est interprétée par un modèle macroscopique parabolique de chimiotactisme à deux espèces pour lequel l'existence et la non-existence des ondes de concentration sont prouvées. Ce modèle macroscopique parabolique à deux espèces est construit à partir des modèles microscopiques qui traduisent le mouvement individuel des cellules.Ce phénomène de synchronisation et de désynchronisation est aussi présent dans la dynamique des masses de dirac des deux espèces après l'explosion des solutions classiques dans un modèle d'agrégation à deux espèces avec une seule substance chimique.Nous proposons aussi dans cette thèse une méthode pour obtenir des schémas numériques préservant à la fois l'équilibre et l'asymptotique. Cette méthode est testée aux modèles cinétiques de chimiotactisme et de transfert radiatif. / This thesis is concerned about cellular motion of a population composed of two species in interaction through chemical cues. The chemical cues to which the two species are subject are of different kind.They can be internal (produced by the two species) or external (present in the meduim and consommed by the two species). Synchronising and non-synchronising effects are observed during the migration of the population formed by two different strains of E.Coli.Although separately, red bacteria E.Coli travel twice as fast as green bacteria E.Coli, put together, they travel or split depending on the percentage of the faster bacteria in the population. This experimental result is explained by a two-species parabolic macroscopic chemotaxis model for which the existence and non-existence of traveling pulses are showed. The parabolic macroscopic model is derived from microscopic models which describe the individual motion of cells. The synchronising and non-synchronising effect is also encountered in dynamics of the two-species dirac masses after blow-up of classical solutions in a two-species model for aggregation. A method to design both well-balanced and asymptotic preserving schemes is proposed. This method is tested to chemotaxis and radiative transport kinetic models.

Cette thèse propose d’étudier l’entre-deux du rêve et de la veille sous un angle cosmologique. Notre hypothèse est que chacun des textes du corpus véhicule une vision particulière du monde médiée par un plan interstitiel à travers lequel les protagonistes négocient leur identité ainsi que leur rapport au monde, notamment en contexte d’apocalypse culturelle. Dans le chapitre zéro, nous inscrivons notre propos dans le champ discursif contemporain s’attelant à réévaluer le concept de « grand partage » sur lequel se base l’ontologie moderne (Descola, Latour, Morin). Cette déconstruction nous amène à considérer le rapport de médiation que rêve et réel peuvent entretenir dans un contexte de crise de l’imagination (Augé), de sorte à interroger le type de réel porteur d’avenir que cette logique dialectique (Benjamin) permet d’envisager. À l’aune de ce dispositif épistémologique, le premier chapitre s'intéresse au roman La Chouette aveugle (Bouf-e-kour) de l’Iranien Sadegh Hedayat (1936). À travers l’entre-deux du rêve et de la veille, transparaît l’effondrement de la cosmologie perse antique, qu’un ange-femme signifie au narrateur en ve-nant mourir dans son lit ; l’analyse herméneutique et sémantique du texte révèle le basculement d’une vision du monde prémoderne, basée sur le déchiffrement du Réel imaginal par l’« angélophanie » (Corbin), à une perspective spectrale soumettant le présent à l’intempestivité d’une origine irrévocablement morte (Derrida). Dans le second chapitre, l’analyse de Poussière d’or (al-Tibr) du Touareg Ibrahim al-Koni (1990) fait apparaître l’entre-deux comme le socle d’une structure cosmique où les êtres s’opposent et se complètent entre visible et invisible (Claudot-Hawad) ; à travers la descente aux enfers que vit le protagoniste entre rêve et veille, l’étude cosmologique dévoile toute une écologie qui étend le territoire de l’humain à travers celui de l’esprit et de l’animal, de sorte à le faire accéder à « l’unité de l’existence » dont le désert est l’équation. Le troisième et dernier chapitre se consacre à l’analyse du Port intérieur d’Antoine Volodine (1995), et du post-exotisme en général, qui imagine l’entre-deux du rêve et de la veille comme un médium de transmigration ; nous proposons de voir comment l’apocalypse, sans cesse réactivée, lève le voile sur l’horreur du réel que les personnages réélaborent dans une éternelle transition. Enfin, la mise en écho de ces trois œuvres permet de considérer la capacité du rêve à générer du réel au seuil de l’inconnu de l’avenir, que la littérature invite à reconcevoir par le biais d’une refondation cosmologique. / This dissertation aims to study the in-between of dreams and wake from a cosmological angle. We will argue that every text of our corpus conveys a particular vision of the world mediated by an interstitial level, through which the characters negotiate their identity and relationship with the world, notably in a context of cultural apocalypse. In chapter zero, we situate our statement vis a vis the contemporary field of discourse aiming to re-evaluate the concept of ‘‘Great Divide”, on which modern ontology is based (Descola, Latour, Morin). This deconstruction leads us to con-sider the mediation link interrelating dreams with reality in a context of imagination crisis (Augé), so as to interrogate the type of forward-looking reality that the dialectical logic (Benja-min) makes us consider. In light of this epistemological device, the first chapter focuses on the novel The Blind Owl (Bouf-e-kour) by Iranian writer Sadegh Hedayat (1936). Between the states of dream and wake is revealed the collapse of ancient Persian cosmology, signified to the narra-tor by a female angel coming to die in his bed. The hermeneutic and semantic analysis of the text reveals the shift from a premodern vision of the world, based on the deciphering of the Imaginal Real through « angélophanie » (Corbin), to a spectral perspective subjecting the present to an irrevocably dead origin (Derrida). In the second chapter, the Tuareg Ibrahim al-Koni’s (al-Tibr, 1990) Gold Dust shows the in-between as the pedestal of a cosmic structure where beings op-pose and complement each other between the visible and the invisible (Claudot-Hawad). Through the protagonist’s descent into hell between dream and wake, a cosmological study re-veals an ecology extending human territory through the spirit and animal domains, so as to make it reach the ‘‘unity of existence’’ which desert is the equation. The third and final chapter is de-voted to the analysis of Antoine Volodine's Le Port intérieur (1995) and post-exoticism in gen-eral, which describes the in-between as a transmigration medium. We aim to investigate how the apocalypse, constantly reactivated, lifts the veil on the horrific reality that the characters reimag-ine in an eternal transition between life and death, dream and wake. Finally, the echoing of these three works leads us to question the dream's ability to generate reality on the threshold of the future’s unknown, which literature invites us to redesign through a cosmological refoundation.

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Le premier traitement standard pour les tumeurs cérébrales est la résection chirurgicale. Dans cette procédure un enjeu important demeure, l'identification des berges tumorales pour assurer une résection totale et éviter le risque de récidive pour le patient. A ce jour aucune technique d'imagerie peropératoire est capable de résoudre l'infiltration tumorale du tissu sain. La norme pour le diagnostic des berges tumorales est l'analyse histologique des biopsies. Une méthode ex vivo qui requiert un à plusieurs jours pour fournir ler apport pathologique final, un lapse de temps qui peut s'avérer fatal pour le patient. La microscopie optique a récemment été développer vers une utilisation clinique peropératoire pour répondre à cet enjeu. Dans travail, la technique de microscopie à deux-photons a été préférée pouressayer de répondre à cette problématique. Cette méthode donne accès à deux contrastes d'imagerie, la génération de seconde harmonique et l’émission de fluorescence, qui peuvent être combinés à des mesures quantitatives, tel que la spectroscopie et le temps de vie de fluorescence. Combiner ces quatre modalités de détection donnera une information complète sur la structure et le métabolisme de la région observée. Pour soutenir le développement technique vers une sonde endomicroscopique visant une utilisation peropératoire, les données en résultants doivent être fiables, et se montrer d'un intérêt pour le chirurgien. Par conséquent, une base de données sur le signal d'autofluorescence des tissus a été construite et présentée dans ce manuscrit, avec des algorithmes capables de discriminer de façon fiable les régions tumorales des régions saines. Des algorithmes qui ont montré le potentiel d'être automatisé dans une configuration clinique, afin de fournir une réponse en temps-réel au chirurgien. / The first standard approach for brain tumor treatment is the surgical resection. In this protocol an important challenge remains, the identification of tumor margins to ensure a complete resection and avoid risk of tumor recurrence. Nowadays no intra-operative means of contrast are able to resolve infiltrated regions from healthy tissue. The standard for tumor margin diagnosis is the histological analysis of biopsies. An ex vivo method that requires one to several days to issue a final pathological reports, a time lapse that could be fatal to the patient. Optical microscopy have recently been developed towards an intra-operative clinical use to answer this challenge. In this work, the technique of two-photon microscopy based on the autofluorescence of tissue have been favored. This technique gives access to two imaging contrasts, the second-harmonic generation and emission of fluorescence, and can be combined to quantitative measurements, such as spectroscopy and fluorescence lifetime. The combination of these four modalities of detection will give a complete structural and metabolic information on the observed region. To support the technical development towards an endomicroscopic probe, the resulted data have to be reliable and proved to be of interest for the surgeon. Consequently, an extensive database of the autofluorescence response of brain tumor tissue have been constructed and presented in this manuscript, with algorithms able to discriminate with reliability tumoral from healthy regions. Algorithms that have shown potential to be automatized in a clinical setting, in order to give a real-time answer to the surgeons.

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

Les amphibiens montrent depuis maintenant plusieurs années des signes très inquiétants de déclins, et ce sur tous les continents. Dans ce contexte, l'acquisition de connaissances concernant ces espèces est une étape essentielle à la prise de bonnes mesures de conservation. L'ADN environnemental est une méthode d'inventaire émergente qui gagne en popularité rapidement, mais tester cette méthode avec plusieurs espèces demeure une étape importante afin de mieux comprendre ses limites et bénéfices. Ce projet de maîtrise vise à explorer cette méthode avec trois espèces de salamandres de ruisseaux au Québec (Gyrinophilus porphyriticus, Desmognathus fuscus et Eurycea bislineata), dans l'objectif de se prononcer sur son efficacité avec ce groupe d'espèces d'intérêt particulier. La méthode d'ADNe a ainsi été comparée à la méthode traditionnelle de fouille active des ruisseaux pour la détection (présence/absence des espèces) et pour l'aspect quantitatif. Pour les trois espèces, les résultats montrent que l'ADNe a non seulement été détecté dans l'ensemble des ruisseaux où l'espèce a été observée par fouille active, mais également dans neuf ruisseaux où la fouille active n'avait pas réussi à détecter l'espèce. Les résultats concernant la nature quantitative de l'ADNe ne sont pas très concluants, car la relation entre la concentration d'ADNe et la densité des salamandres était faible, voire inexistante avec notre modèle. Ce résultat n'est cependant pas surprenant considérant la forte variabilité des données de concentration d'ADNe. Ainsi, nous concluons que la méthode d'ADNe peut être un outil fort intéressant pour la détection de ces trois espèces de salamandres dans les ruisseaux du sud du Québec. Puisque l'aspect quantitatif de l'ADNe n'est pas au point pour l'instant, l'avenir des inventaires de ces trois amphibiens semble se situer dans une utilisation partagée des deux méthodes, de manière à favoriser les forces de chacune et d'éviter leurs lacunes. / Amphibians have been showing worrying signs of decline on all continents for several years now. In this context, the acquisition of knowledge regarding these species is an essential step leading to good conservation measures. Environmental DNA is an emerging survey method that is rapidly gaining in popularity and testing this method with several species remains an important step in order to better understand its limitations and benefits. This research aims to explore this method with three species of stream-dwelling salamanders in Quebec (Gyrinophilus porphyriticus, Desmognathus fuscus and Eurycea bislineata), with the objective of evaluating its effectiveness with this group of species of high interest from a conservation point of view. Hence, the eDNA method was compared to the traditional method of active stream search for detection (presence/absence of species) as well as for the quantitative aspect. For all three species, results show that eDNA was detected in all streams where the species was observed by active search. In addition, eDNA was detected in nine streams where the species were not detected by active search. The results regarding the quantitative nature of eDNA are not very conclusive, as the relationship between eDNA concentration and salamander density was weak to non-existent with our model. This result is not surprising considering the high variability of the eDNA concentration data. Thus, we conclude that the eDNA method can be a very valuable tool for the detection of these three salamander species. Since the quantitative aspect of eDNA does not seem to be useful, the future of stream-dwelling salamander surveys seems to lie in a shared use of both methods, so as to make the most of the strengths of each and avoid their weaknesses.

La fluorescence excitée à deux photons est actuellement largement utilisée pour l'imagerie de tissus biologiques, mais la faible sensibilité des fluorophores utilisés en microscopie confocale (excitation à un photon) à une excitation à deux photons (ADP) rend nécessaire la conception et la synthèse de nouveaux fluorophores spécifiques pour la microscopie de fluorescence par excitation bi-photonique (MFEB). Mon travail de thèse a ainsi porté sur l'ingénierie moléculaire (conception, synthèse et caractérisations) de nouveaux fluorophores pour la MFEB. Nous nous sommes particulièrement intéressés à des systèmes unidimensionnels (1D) de petite taille comportant des systèmes π étendus autour d'un cœur rigide (dicétopyrrolopyrrole ou DPP) et entourés de différents systèmes électro-actifs. Nous avons modifié par la suite les fluorophores précédents de manière à pouvoir les conjuguer à des molécules d'intérêt biologique, comme des protéines. Ces fluorophores bio-conjugables ont été greffés sur un peptide du virus HIV étudié au laboratoire : TAT (Trans-Activator of Transcription). L'imagerie par microscopie biphotonique a été effectuée avec succès sur des cellules HeLa. Nous nous sommes ensuite tourné vers la mise au point de nouvelles sondes multimodales pour associer la MEBP à une autre modalité d'imagerie : la résonance magnétique nucléaire et la microscopie électronique (imagerie corrélative). Pour ce faire nous avons développé des colorants fluorescents par excitation bi-photonique comportant une entité paramagnétique ou dense aux électrons (nanoparticules de magnétite, ion gadolinium III ou atomes lourds comme le platine et l'or).

Dans une première partie nous avons utilisé des techniques de<br />micromanipulations de molécules d'ADN uniques avec des pinces magnétiques<br />pour étudier la cinétique et thermodynamique de formation de boucles<br />sur l'ADN par le répresseur GalR. Nous avons également étudié les propriétés<br />de la translocase à ADN FtsK impliquée dans la ségrégation des chromosomes<br />chez E. coli. Dans une seconde partie nous avons mis en place différentes<br />expériences utilisant l'excitation biphotonique. Tout d'abord nous<br />avons construit un dispositif pour mesurer les sections efficaces d'absorption<br />à deux photons de molécules synthétisées au laboratoire.Nous avons ensuite<br />mis en place la technique de corrélation de fluctuations de fluorescence pour<br />mesurer des coefficients de diffusion et des constantes cinétiques.

Dans ce travail nous nous intéressons à la résolution du problème d'évolution de Navier-Stokes incompressible totalement discrétisé en temps et en espace, en dimension deux par une méthode à deux grilles. Dans un premier temps, nous étendons la méthode à deux grilles, appliquée par V. Girault et J.-L. Lions au problème de Navier-Stokes instationnaire semi-discrétisé au problème de Navier-Stokes totalement discrétisé en temps (par un schéma d'ordre un) et en espace (par une méthode d'éléments finis d'ordre un). Dans la première étape, le problème non-linéaire est discrétisé en espace et en temps sur une grille grossière de pas d'espace H avec un pas de temps Delta t. Puis dans la deuxième étape, le problème, linéarisé autour de la vitesse u_H calculée à l'étape précédente, est discrétisé en espace sur une grille fine de pas d'espace h et le même pas de temps. L'idée de la méthode à deux grilles est que, sous des hypothèses adéquates, la contribution de u_H à l'erreur dans le terme non-linéaire en espace, est mesurée en norme L^2 en espace et en temps et a un ordre plus élevé que si elle était mesurée en norme H^1. Dans un deuxième temps, vu que le but est de gagner en ordre de convergence de l'erreur totale du schéma ainsi qu'en complexité nous étudions un schéma à deux grilles d'ordre deux en temps du problème totalement discrétisé en temps et en espace de Navier-Stokes. Nous présentons les résultats suivants: dans le cas de la résolution du schéma d'ordre un en temps, si h = H^2 = Delta t, alors l'erreur globale de l'algorithme à deux grilles est de l'ordre de h. Dans le cas du schéma d'ordre deux en temps, si h^2 = (Delta t)^2 = H^3, alors l'erreur globale de l'algorithme à deux grilles est de l'ordre de h^2: résultats identiques à ceux de la résolution directe du problème non-linéaire sur une grille fine.

La fluorescence excitée à deux photons est actuellement largement utilisée pour l’imagerie de tissus biologiques, mais la faible sensibilité des fluorophores utilisés en microscopie confocale (excitation à un photon) à une excitation à deux photons (ADP) rend nécessaire la conception et la synthèse de nouveaux fluorophores spécifiques pour la microscopie de fluorescence par excitation bi-photonique (MFEB). Mon travail de thèse a ainsi porté sur l’ingénierie moléculaire (conception, synthèse et caractérisations) de nouveaux fluorophores pour la MFEB. Nous nous sommes particulièrement intéressés à des systèmes unidimensionnels (1D) de petite taille comportant des systèmes π étendus autour d’un cœur rigide (dicétopyrrolopyrrole ou DPP) et entourés de différents systèmes électro-actifs. Nous avons modifié par la suite les fluorophores précédents de manière à pouvoir les conjuguer à des molécules d’intérêt biologique, comme des protéines. Ces fluorophores bio-conjugables ont été greffés sur un peptide du virus HIV étudié au laboratoire : TAT (Trans-Activator of Transcription). L’imagerie par microscopie biphotonique a été effectuée avec succès sur des cellules HeLa. Nous nous sommes ensuite tourné vers la mise au point de nouvelles sondes multimodales pour associer la MEBP à une autre modalité d’imagerie : la résonance magnétique nucléaire et la microscopie électronique (imagerie corrélative). Pour ce faire nous avons développé des colorants fluorescents par excitation bi-photonique comportant une entité paramagnétique ou dense aux électrons (nanoparticules de magnétite, ion gadolinium III ou atomes lourds comme le platine et l’or). / Two-photon induced fluorescence is nowadays widely used for the imaging of biological tissues. The classical fluorophores used in confocal microscopy exhibit low sensitivity to two-photon excitation for the two-photon excitation microscopy (TPEM), led the researchers towards the development of new fluorophores, specifically engineered for TPEM. This manuscript describes our work on conception, synthesis and characterizations of new one-dimensional fluorophores based on dicétopyrrolopyrrole (DPP) central core, surrounded by various electro-active systems through π conjugated systems. We also modified such fluorophores to be able to conjugate them to molecules of biological interest, such as proteins. These bio-conjugable fluorophores were grafted on a peptide of HIV virus studied in our laboratory: TAT (Trans-Activator of transcription). The imaging by TPEM was successfully performed on HeLa cells. In addition we developed new multimodal probes for the correlative light electronic microscopy and for the correlative imaging fluorescence microscopy/ Magnetic resonance imaging (MRI). Theses multimodal probes associate a fluorescent moiety based on the DPP core associated to a paramagnetic or electron dense entity (magnetite nanoparticles, gadolinium III or heavy atoms such as platinum or gold).