Le transport multicast est une solution efficace pour envoyer le même contenu à plusieurs récepteurs en même temps. Ce mode est principalement utilisé pour fournir des flux multimédia en temps réel. Cependant, le multicast classique de l'IEEE 802.11 n'utilise aucun mécanisme d'acquittement. Ainsi, l'échec de réception implique la perte définitive du paquet. Cela limite la fiabilité du transport multicast et impact la qualité des applications vidéo. Pour résoudre ce problème, 802.11v et 802.11aa sont définis récemment. Le premier amendement propose Direct Multicast Service (DMS). D'autre part, le 802.11aa introduit GroupCast with Retries (GCR). GCR définit deux nouvelles politiques de retransmission : Block Ack (BACK) et Unsolicited Retry (UR).Dans cette thèse, nous évaluons et comparons les performances de 802.11v/aa. Nos résultats montrent que tous les nouveaux protocoles multicast génèrent un overhead de transmission important. En outre, DMS a une scalabilité très limitée, et GCR-BACK n'est pas approprié pour des grands groupes multicast. D'autre part, nous montrons que DMS et GCR-BACK génèrent des latences de transmission importantes lorsque le nombre de récepteurs augmente. Par ailleurs, nous étudions les facteurs de pertes dans les réseaux sans fil. Nous montrons que l'indisponibilité du récepteur peut être la cause principale des pertes importantes et de leur nature en rafales. En particulier, nos résultats montrent que la surcharge du processeur peut provoquer un taux de perte de 100%, et que le pourcentage de livraison peut être limité à 35% lorsque la carte 802.11 est en mode d'économie d'énergie.Pour éviter les collisions et améliorer la fiabilité du transport multicast, nous définissons le mécanisme Busy Symbol (BS). Nos résultats montrent que BS évite les collisions et assure un taux de succès de transmission très important. Afin d'améliorer davantage la fiabilité du trafic multicast, nous définissons un nouveau protocole multicast, appelé Block Negative Acknowledgement (BNAK). Ce protocole opère comme suit. L'AP envoi un bloc de paquets suivi par un Block NAK Request (BNR). Le BNR permet aux membres de détecter les données manquantes et d'envoyer une demande de retransmission, c.à.d. un Block NAK Response (BNAK). Un BNAK est transmis en utilisant la procédure classique d'accès au canal afin d'éviter toute collision avec d'autres paquets. En plus, cette demande est acquittée. Sous l'hypothèse que 1) le récepteur est situé dans la zone de couverture du débit de transmission utilisé, 2) les collisions sont évitées et 3) le terminal a la bonne configuration, très peu de demandes de retransmission sont envoyées, et la bande passante est préservée. Nos résultats montrent que BNAK a une très grande scalabilité et génère des délais très limités. En outre, nous définissons un algorithme d'adaptation de débit pour BNAK. Nous montrons que le bon débit de transmission est sélectionné moyennant un overhead très réduit de moins de 1%. En plus, la conception de notre protocole supporte la diffusion scalable de lavvidéo. Cette caractéristique vise à résoudre la problématique de la fluctuation de la bande passante, et à prendre en considération l'hétérogénéité des récepteurs dans un réseau sans fil.

Grâce aux avancées de la recherche de ces dix dernières années, qui ont permis l'implémentation de plus en plus de fonctions au sein d'un système microfluidique, les " laboratoires sur puce " connaissent un essor important notamment dans le domaine de la santé. Les premiers dispositifs voient le jour dans le domaine commercial, mais un verrou important reste d'identifier des éléments circulants en faible concentration dans le sang par exemple. Les techniques de séparation simples, efficaces et modulables sont la clef de cette problématique. Nous présentons dans ce travail une voie originale de séparation magnétique grâce à des bobines planaires en cuivre combinées à un système microfluidique 3D permettant une séparation verticale efficace. L'étude consiste en la conception, la modélisation, la réalisation et le test de dispositifs appliqués à des solutions tests constituées de billes magnétiques dans un premier temps, puis de composés biologiques de culture. La réalisation des laboratoires sur puce a été faite par des procédés de photolithographie et grâce à une technologie originale de laminage de film sec. De par sa très bonne robustesse, dans le temps et face aux solvants, ainsi que sa biocompatibilité, la SU-8 est un candidat de choix pour la réalisation de ces LOC. Cette technologie nous a permis de réaliser des dispositifs tout-polymère tridimensionnels et intégrant des fonctions actives dont l'actionnement magnétique. La microélectronique a depuis longtemps permis de miniaturiser tous les éléments électroniques courants tels les capteurs et les bobines. Il est alors très intéressant de voir comment nous pouvons les intégrer dans un dispositif microfluidique pour créer des fonctions plus complexes. Nous avons pu ainsi démontrer une séparation continue de monocyte THP1 de culture avec une efficacité de 82% et des voies d'amélioration prometteuses validées avec des billes magnétiques.

Cette thèse étudie les problèmes de diagnostic itératif et propose des outilsd'aide au diagnostic interactif. Différents processus de diagnostic où des outils interactifshomme-automate sont utiles, sont présentés. Ces outils permettent de résoudre des difficultésliées à la représentation d'un grand nombre d'éléments d'un système, des difficultés liées àla représentation du comportement et du fonctionnement d'un système et des difficultés liéesà l'explicitation de l'expertise. Nos travaux ont conduit à la conception de différents typesd'outils interactifs d'aide au diagnostic. Le premier permet d'exploiter des représentationsstructuro-fonctionnelles pour construire et résoudre progressivement un problème de diagnostic.Le second outil interactif permet d'exploiter des modèles de comportement construitau fur et à mesure de la résolution d'un problème de diagnostic. Enfin, un dernier outil a étéproposé pour montrer qu'il est possible de prendre compte la connaissance implicite d'unexpert dans la résolution de problème de diagnostic. Un problème de diagnostic est doncprésenté comme un processus itératif avec des interactions homme-automate.

Dans ce mémoire, je propose une nouvelle technique optique de mesure de positions relatives 3D, tailles et indices de réfraction d'un ensemble de particules, éclairées par un faisceau laser plan pulsé : l'imagerie interférométrique de Fourier (FII). Dans le cadre de ce travail, les particules sont sphériques, homogènes transparentes et isotropes. Lorsque ces particules sont éclairées, elles se comportent comme des sources d'ondes lumineuses sphériques qui interférent entre elles. L'enregistrement des franges d'interférences et leur analyse par transformation de Fourier peut permettre d'accéder aux caractéristiques des particules. Dans ce mémoire, je décris l'influence des caractéristiques de particules sur les représentations spectrales des franges d'interférences crées par les couples de particules éclairées dans l'espace de Fourier 2D. Les franges d'interférences sont simulées numériquement en utilisant la théorie de Lorenz-Mie. Puis j'aborde le problème inverse en montrant comment il est possible de retrouver les caractéristiques des particules, en me servant de l'optique géométrique et du filtrage spatial par transformation de Fourier.

Le transport routier est responsable d’une part des émissions de particules fines, notamment dans les grandes agglomérations. Celles-ci ayant des répercussions graves sur la santé humaine et l’environnement, des normes d’émissions des véhicules de plus en plus strictes sont mises en place. Des limites en nombre de particules sont imposées et une obligation de connaitre l’état de santé des organes de post-traitement des gaz d’échappement est également entrée en vigueur (On-Board Diagnostic : OBD).Les capteurs résistifs ont montré de bons résultats pour la mesure de la concentration massique des particules et ont l’avantage d’être simples à mettre en oeuvre, robustes et peu onéreux. Le principe de fonctionnement du capteur est basé sur la mesure de la conductance entre des électrodes de platine. Celle-ci augmente avec le dépôt de suies.L’objectif de ce travail de thèse est de parvenir à déterminer les paramètres clés qui affectent la réponse du capteur. Trois flux de suies présentant des distributions en taille différentes ont été sélectionnés et caractérisés. Un quatrième flux de suies a permis d’appréhender l’impact d’une concentration massique inférieure. La réponse du capteur à ces différents flux de suies a été étudiée. Nous avons montré que la sensibilité et le temps de réponse du capteur sont optimaux pour une tension de polarisation donnée entre les deux électrodes dont la valeur dépend de la distribution en taille des suies. Ce phénomène a été expliqué par les propriétés électriques différentes des suies et modélisé par un équilibre entre accumulation et combustion par effet Joule des suies déposées permettant de simuler la réponse temporelle du capteur. / Road transport contributes to a part of the particulate matter emissions, especially in big cities. Due to the negative effect of these pollutants on the human health and environment, more and more stringent emission standards for automotive are applied. These emissions are now limited in number of particles per kilometer and the vehicle need to indicate when there is some failure of the systems of depollution (OBD: On-Board diagnostic).Resistive sensors have shown good results to measure soot particles mass concentration. They have advantage of being a simple and robust technology that can be easily manufactured at a cheap price. The sensor principle consists of conductance measurement between two platinum electrodes. Conductance increases with soot deposition. This work aims to define the key parameters that affect the sensors response. Three particles flow with different particles size distributions (centered at 90, 70 and 50 nm) were used and characterized. A fourth flow was used to see the impact of a lower mass concentration. The sensor response exposed to these different flows was studied. It was shown that the sensor sensibility and response times are optimal for a given polarization voltage between the electrodes whose value depends on the size distribution. This phenomenon was explained by the different electrical properties of the soot particles and modeled by equilibrium of soot accumulation and their combustion by Joule heating that permitting to simulate the sensor temporal response.

Dans ce mémoire, je propose une nouvelle technique optique de mesure de positions relatives 3D, tailles et indices de réfraction d’un ensemble de particules, éclairées par un faisceau laser plan pulsé : l’imagerie interférométrique de Fourier (FII). Dans le cadre de ce travail, les particules sont sphériques, homogènes transparentes et isotropes. Lorsque ces particules sont éclairées, elles se comportent comme des sources d’ondes lumineuses sphériques qui interférent entre elles. L’enregistrement des franges d’interférences et leur analyse par transformation de Fourier peut permettre d’accéder aux caractéristiques des particules. Dans ce mémoire, je décris l’influence des caractéristiques de particules sur les représentations spectrales des franges d’interférences crées par les couples de particules éclairées dans l’espace de Fourier 2D. Les franges d’interférences sont simulées numériquement en utilisant la théorie de Lorenz-Mie. Puis j’aborde le problème inverse en montrant comment il est possible de retrouver les caractéristiques des particules, en me servant de l’optique géométrique et du filtrage spatial par transformation de Fourier. / In this thesis, I propose a new optical technique for measuring 3D relative positions, sizes and refractive indices of a set of particles, which are illuminated by a plane and pulsed laser beam. In this work, the particles are spherical, transparent, homogeneous and isotropic. When these particles are illuminated, they have the behavior of sources of spherical light waves which interfere. The recording of interference fringes and analysisby Fourier transform can measure the characteristics of the particles. I describe the influence of particle characteristics on spectral representations of the interference fringes created by the pairs of particles illuminated in 2D Fourier space. The interference fringes are simulated numerically using the Lorenz-Mietheory. The inverse problem is approached by showing how it is possible to measure the characteristics of particles with geometrical optics and spatial filtering by Fourier transformation.

Le diagnostic de l'asthme professionnel (AP) est toujours un défi. Le test de provocation bronchique spécifique (TPS), comme une méthode de diagnostic de référence, n’est pas aisément accessible. Cette étude diagnostique rétrospective vise à évaluer des outils diagnostiques actuels et à développer des scores cliniques pour AP (définis comme ayant le résultat positif en TPS). Les données concernant les travailleurs soupçonnés d'avoir de l’AP qui, d’une part, ont été exposés aux agents de haut-poids-moléculaire élevé (HPM) (n=139) et à bas-poids-moléculaire (BPM) (n=285), et d’autre part, ont travaillé encore un mois avant de l’évaluation de TPS. Par ailleurs, les modèles de régression logistique sont développés dans chaque groupe d'exposition. Ainsi, concernant des tests objectifs, les valeurs de différents tests distinctifs sont ajoutées aux caractéristiques cliniques, et enfin, le résultat a été évalué. Les modèles ont été testés pour l’exactitude, et pour la validation interne par la procédure bootstrapping. Suite à cela, les modèles finaux sont traduits en scores cliniques et le score total est stratifié en groupes à risque. Chez les travailleurs exposés à des agents BPM, si le test de la méthacholine est fait isolément, le modèle prédictif n'a pas montré de meilleures valeurs diagnostiques que le test de provocation. Cependant, dans le groupe HPM, le modèle final, y compris le sexe, l'âge> 40 ans, la durée des symptômes ≥1 an, la rhinoconjonctivite, l'utilisation de corticostéroïdes inhalés, le test de provocation à la méthacholine, et le test de la piqûre épidermique spécifique, avait un bon calibrage et une validation interne raisonnable. Par ailleurs, la catégorie de sujets avec une probabilité élevée d’avoir AP avait une meilleure spécificité et une meilleure valeur prédite positive par rapport à la combinaison de test de provocation à la méthacholine et de la piqûre épidermique spécifique dans la détection de l'AP, cependant n'avait pas de signification statistique. En conclusion, ce modèle quantifie la probabilité individuelle d'AP. Dans les centres où l'accès à TPS est difficile ou impossible, notre modèle serait utile dans le diagnostic d’OA, néanmoins, la validation externe du modèle reste nécessaire. Mots-clés : asthme professionnel, modèle diagnostique, prévention, score clinique. / The diagnosis of occupational asthma (OA) is challenging since the use of specific inhalation challenge (SIC) as the reference test is not widely accessible. This retrospective diagnostic study is aimed to evaluate current diagnostic tools and to develop clinical scores for OA (defined as positive SIC). Data from workers with suspected OA who were exposed to high-molecular-weight (HMW) (n=139) and low-molecular-weight (LMW) agents (n=285) and still working one month before the SIC were evaluated. Logistic regression models were developed in each exposure group. The added values of different objective tests to clinical and exposure characteristics were evaluated. The models were tested for accuracy, and, validated internally by the bootstrapping procedure. The final models were translated into clinical score and the sum scores were stratified into risk groups. In workers exposed to LMW agents, the predictive model did not perform better diagnostically than the methacholine challenge test alone. In the HMW group, the final model including sex, age >40 years, symptom duration ≥1 year, rhinoconjunctivitis, inhaled corticosteroid use, the methacholine challenge test, and specific SPT had a good accuracy and reasonable internal validation. The high probability category of the predictive model had a better specificity and positive predicted value compared to the combination of methacholine challenge test and specific SPT in detecting OA but did not reach the statistical significance. Our results suggest that this model could quantify an individual’s probability of OA. This model emphasizes the necessity of performing both tests in order to have a more accurate diagnosis in workers exposed to HMW agents. In centers where access to SIC is difficult or impossible, our model might be of benefit in diagnosing OA. Nevertheless, external validation of the model is necessary. Key words: occupational asthma, diagnostic model, prevention, clinical score.

La résistance des bactéries à Gram négatif aux céphalosporines de troisième génération (C3G) et aux carbapénèmes constitue une menace de santé publique majeure à l’échelle mondiale. Ces β-lactamines à large spectre d’action sont spécifiquement utilisées dans le traitement des infections résistantes potentiellement mortelles causées par des bactéries multirésistantes. Le principal mécanisme de résistance aux C3G et aux carbapénèmes est l’acquisition de gènes encodant respectivement des β-lactamases à spectre étendu (BLSE) et des carbapénémases. Plusieurs études ont répertorié les principales β-lactamases responsables des épidémies dans de nombreux pays à savoir les types TEM, SHV et CTX-M pour les bactéries productrices de BLSE, et plus récemment les types IMP, KPC, NDM, OXA-48 et VIM pour les bactéries productrices de carbapénémases. L’Organisation mondiale de la Santé a recommandé des mesures contrôle et prévention et de contrôle afin de réduire le risque de transmission des bactéries à Gram négatif productrices de BLSE ou de carbapénémases. Ces stratégies incluent l’identification des bactéries productrices de BLSE et de carbapénémases par des méthodes diagnostiques rapides de même que la mise en place d’une surveillance épidémiologique des principaux gènes de résistance encodant à ces enzymes. Ce mémoire de maîtrise se présente en 2 volets. D’une part, le développement d’un essai PCR en temps réel pour la détection rapide et sensible des gènes encodant les principales carbapénémases. D’autre part, la réalisation d’une étude épidémiologique dans deux hôpitaux de la ville de Québec sur les principaux gènes de BLSE chez des souches cliniques résistantes aux céphalosporines de 3e génération. Ces résultats démontrent que ces approches moléculaires pourraient être utilisées dans les laboratoires de microbiologie clinique afin de faciliter la détection et la surveillance des bactéries productrices de BLSE et de carbapénémases. / The resistance of Gram-negative bacteria against third-generation cephalosporins (3GC) and carbapenems is a major public health threat worldwide. These antibiotics are used specifically in the treatment of life-threatening infections caused by multidrug-resistant bacteria. The acquisition of genes encoding for extended-spectrum β-lactamases (ESBL) and carbapenemases is the main mechanism of resistance to 3GC and carbapenems, respectively. Several studies have identified the main β-lactamases responsible for epidemics in many countries namely TEM, SHV, and CTX-M for ESBL-producing bacteria, and more recently IMP, KPC, NDM, OXA-48-type, and VIM for bacteria producing carbapenemases. The World Health Organization has recommended preventives measures to control and reduce the risk of transmission of Gram-negative bacteria producers of ESBL and carbapenemases. These strategies include the identification of ESBL and carbapenemases with rapid diagnostic methods as well as the establishment of epidemiological surveillance of major resistance genes for these enzymes. This master’s thesis is presented in two parts. On one hand, the development of a real-time PCR assay for rapid and sensitive detection of key genes encoding carbapenemases. On the other hand, an epidemiological study in two hospitals in Quebec City of genes coding for ESBL in clinical strains resistant to third generation cephalosporins. These results demonstrate that these molecular approaches could be used in clinical microbiology laboratories to facilitate the detection and monitoring of ESBL- and carbapenemases-producing bacteria.

Dans le domaine du développement de l'enfant, la variabilité cardiaque est largement utilisée en tant qu'indice physiologique à la base de l'autorégulation émotionnelle, des processus de traitement de l'information ou des comportements d'affiliation. Tout de même, peu d'information existe sur le caractère comparable des méthodes d'estimation de cette mesure et sur l'étiologie génétique/environnementale de la variabilité cardiaque chez les jeunes enfants. En utilisant des données recueillies dans le cadre de l'Étude des jumeaux nouveau-nés du Québec à l'âge de 5 mois, cette thèse vise à répondre à ces lacunes en abordant, en premier lieu, des questions méthodologiques liées à la comparabilité des méthodes d'estimation de la variabilité cardiaque. En deuxième lieu, la thèse examine la cohérence des patrons de différences individuelles et la convergence étiologique de la variabilité cardiaque dans un contexte multitâche et au repos. Dans le premier article, les paramètres de variabilité cardiaque estimés lors d'une tâche standard d'inclinaison à la verticale à l'aide de trois méthodes d'estimation (autorégressive, transformation de Fourier rapide et méthode de Porges) ont été comparés. Les résultats, en raison de fortes corrélations entre les trois méthodes, ont indiqué leur comparabilité sur le plan des différences individuelles. Par contre, les méthodes différaient significativement sur le plan des moyennes ne pouvant pas être interchangeables. De plus, la méthode de Porges présentait un biais systématique, caractérisé par de plus grandes divergences avec les méthodes d'estimation spectrales pour les valeurs plus élevées. Les résultats du deuxième article, en accord avec les prédictions basées sur la théorie polyvagale de Porges, ont révélé une sensibilité contextuelle de la variabilité cardiaque d'origine parasympathique, avec une variabilité réduite dans le contexte du traitement de l'information, comparativement au contexte impliquant des affects. Les analyses de convergence phénotypique et génotypique des mesures contextuelles de la variabilité cardiaque d'origine parasympathique ont démontré que celle-ci représenterait un phénomène non homogène et serait mieux décrite en termes de deux dimensions, correspondant à la variabilité cardiaque réactive et basale avec leur étiologie propre. Des facteurs environnementaux contribueraient à la variabilité cardiaque réactive, tandis que des effets génétiques et environnementaux expliqueraient la variance interindividuelle des mesures basales.

La reproduction est un pilier majeur de la productivité des fermes laitières. Dans ce contexte, il est pertinent d’identifier à l’avance les animaux à risque d’avoir des performances en reproduction sous-optimales, surtout si un traitement efficace est disponible pour améliorer ces performances. Les endométrites clinique et subclinique sont des conditions définies selon leur impact sur les performances en reproduction subséquentes et donc, des outils très intéressants de surveillance de la santé utérine. Le premier objectif de cette étude était de déterminer simultanément des seuils diagnostiques pour les endométrites clinique (diagnostiquée par le Metricheck) et subclinique (diagnostiquée par la cytologie endométriale ou par l’estérase leucocytaire) selon leur impact sur les performances en reproduction à la première saillie. L’écoulement vaginal purulent a été identifié comme seuil pour l’endométrite clinique, alors que les seuils identifiés pour l’endométrite subclinique ont été un pourcentage de polymorphonucléaires de 6% à la cytologie et une « forte quantité de leucocytes » à l’estérase leucocytaire. Le second objectif de l’étude était d’évaluer l’effet d’un traitement intra-utérin de céphapirine sur les performances à la première saillie des animaux sains et atteints d’endométrite. Aucun effet du traitement n’a été observé chez les vaches saines ou atteintes d’endométrite clinique, alors qu’une tendance à l’amélioration des performances a été associée au traitement chez celles atteintes d’endométrite subclinique. L’anovulation post-partum prolongée pourrait altérer l’efficacité du traitement de céphapirine, surtout chez les vaches atteintes d’endométrite clinique. / Reproduction is a major concern in the dairy industry. In this context, it is relevant to have an early identification of cows at risk of altered subsequent reproductive performance, especially if a treatment is available and effective to improve this performance. Clinical and subclinical endometritis are defined based on their impact on reproductive performance and are interesting tools for reproductive tract health surveillance. The first objective of this research project was to determine simultaneously diagnostic criteria for clinical (diagnosed by Metricheck) and subclinical (diagnosed by endometrial cytology or leukocyte esterase testing) endometritis based on their impact on reproductive performance at first service. Clinical endometritis was defined as presence of purulent vaginal discharge whereas subclinical endometritis was defined as presence of ≥ 6% of polymorphonuclear cells using endometrial cytology or the presence of “large amount of leukocytes” using leukocyte esterase testing. The second objective of this research project was to determine the effect of an intrauterine infusion of cephapirin on the reproductive performance at first service in cows with clinical endometritis, subclinical endometritis, and in cows unaffected by endometritis. Cephapirin treatment had no effect on first service pregnancy risk in unaffected cows or in cows affected by clinical endometritis. However, there was a tendency of a positive effect of the treatment in cows affected by subclinical endometritis. Presence of prolonged postpartum anovulation in cows may reduce the efficacy of the cephapirin treatment, especially in cows affected by clinical endometritis.