Ce travail porte sur la simulation numérique des structures magnétiques dans les matériaux ferromagnétiques. Nous nous sommes intéressés au mouvement de parois et de lignes de Bloch en utilisant une approche bidimensionnelle. Le problème initial, équations de Landau-Lifshitz-Gilbert (LLG), est tridimensionnel. Il fallait donc simplifier le problème et le formuler en dimension deux avant de faire la simulation. Dans un premier temps, nous avons résolu numériquement le modèle simplifié des équations de (LLG) donné par Slonczewski. Nous avons calculé le champ démagnétisant dans le cas d'une paroi sans structure. Des études locales des ingularités du champ au niveau de la paroi ont été menées. Une formule de quadrature pour approcher le champ est aussi proposée. L'étude est ensuite généralisée au cas d'une paroi avec structure. La discrétisation du modèle de Slonczewski nous a conduit à étudier entre autres l'évolution d'une courbe sous l'influence de sa courbure. Un schéma semi-implicite est proposé et une méthode d'approximation de la courbure pour une courbe définie par un nombre fini de points est détaillée et analysée. Nous avons également développé un algorithme pour la résolution d'une équation aux dérivées partielles posée sur une courbe en mouvement. Dans un second temps, nous avons proposé un nouveau modèle simplifié des équations de (LLG). Il est donné par deux équations couplant la vitesse normale d'une courbe (centre de la paroi) et l'angle azimutal. Contrairement à Slonczewski, nous avons tenu compte des interactions entre lignes de Bloch. Nous avons terminé l'exposé par la validation des différentes discrétisations et approximations, des résultats de la physique sont obtenus: domaines en labyrinthes, translation d'une bulle, annihilation de deux lignes déroulantes, déplacement de deux lignes enroulantes. La différence entre les deux modèles est aussi dégagée

Le cœur est un organe central au fonctionnement du système cardiovasculaire. Il est physiologiquement compartimenté et est constitué de cellules spécialisées qui régulent les impulsions électriques ainsi que la contraction du myocarde. Le cœur adapte le flux sanguin en fonction des besoins du corps. En condition pathologique, le cœur recourt toutefois à des mécanismes compensatoires. Au niveau physiologique, la compensation s’observe par l’hypertrophie des cardiomyocytes qui, bien que bénéfique à court terme, exacerbe à long terme la fonction cardiaque. L’activation des « mitogen activated protein kinases » (MAPK) contribue autant au maintien de la fonction physiologique qu’à la détérioration pathologique du myocarde et serait également une cause de l’hypertrophie observée. Parmi les 5 groupes de MAPK connues, la MAPK p38 est formée de 4 isoformes dont les sérine/thréonine kinases p38α et p38γ sont exprimées de façon prédominante dans le cœur. Les p38 partagent les mêmes activateurs, mais leurs effecteurs diffèrent. Bien que le rôle de p38α semble impliqué dans l’aggravement des troubles cardiaques, celui de p38γ ne semble pas redondant à p38α et demeure incompris. Cette isoforme possède un motif de liaison aux domaines PDZ, unique chez les MAP kinases. Également, chez les cellules cardiaques, elle transloque au noyau en condition de stress. Le but de l’étude ici est de comprendre le rôle de p38γ et de ses motifs uniques sur la structure et la taille des cardiomyocytes. Afin de répondre au but de l’étude, plusieurs mutants adénoviraux de p38 ont été conçus. Un des mutants ne possède pas le motif de liaison aux domaines PDZ, deux autres contrôlent la localisation cellulaire soit au noyau, soit au cytoplasme, et un autre mutant est muté au site de phosphorylation. Des cardiomyocytes en culture ont été infectés par les différents mutants en présence de leur activateur en amont ou de la β-galactosidase. Les réseaux d’α-actinine, ainsi que la taille des cardiomyocytes, ont été observés par microscopie. Les observations effectuées montrent que p38γ entraîne une désorganisation des réseaux d’α-actinine lorsqu’il est phosphorylé. Également, il facilite l’hypertrophie des cardiomyocytes en présence de son activateur s’il est forcé hors du noyau ou en l’absence de son motif de liaison aux domaines PDZ. En conclusion, les résultats obtenus suggèrent que p38γ exerce bel et bien un rôle dans le maintien structural des cardiomyocytes par l’intermédiaire de l’α-actinine.

Ce mémoire s’intéresse aux croyances (Rokeach, 1968) que des futurs enseignants du Québec ont en regard du développement de la compétence numérique des élèves. La recherche s’appuie sur les travaux scientifiques faits autour de la compétence numérique et adoptera le modèle tridimensionnel de Calvini et al. (2009). Ainsi, à la suite d’entretiens semi-dirigés, il a été possible de dégager le point de vue des 19 participants en ce qui a trait au développement de la compétence numérique globale via les dimensions technologique, cognitive et éthique. Les résultats obtenus laissent croire que les futurs enseignants sondés croient que la compétence numérique des élèves est faiblement développée dans sa triple dimension (technologique, cognitive et éthique). De plus, ce mémoire s’intéresse au rôle que devrait jouer les enseignants dans le développement de cette compétence numérique selon ces futurs enseignants. Il semblerait, pour eux, que les enseignants aient un rôle central de médiation dans le développement de la compétence numérique chez les élèves.

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

L'objectif de cette thèse a été de proposer une approche robuste pour traiter le problème de la recherche dela réponse précise à une question.Notre première contribution a été la conception et la mise en œuvre d'un modèle de représentation robuste de l'informationet son implémentation. Son objectif est d'apporter aux phrases des documents et aux questions de l'informationstructurelle, composée de groupes de mots typés (segments typés) et de relations entre ces groupes. Ce modèle a été évalué sur différents corpus (écrits, oraux, web) et a donné de bons résultats, prouvant sa robustesse.Notre seconde contribution a consisté en la conception d'une méthode de réordonnancement des candidats réponsesretournés par un système de questions-réponses. Cette méthode a aussi été conçue pour des besoins de robustesse, ets'appuie sur notre première contribution. L'idée est de comparer une question et le passage d'où a été extraite une réponse candidate, et de calculer un score de similarité, en s'appuyant notamment sur une distance d'édition.Le réordonnanceur a été évalué sur les données de différentes campagnes d'évaluation. Les résultats obtenus sontparticulièrement positifs sur des questions longues et complexes. Ces résultats prouvent l'intérêt de notre méthode, notreapproche étant particulièrement adaptée pour traiter les questions longues, et ce quel que soit le type de données. Leréordonnanceur a ainsi été évalué sur l'édition 2010 de la campagne d'évaluation Quaero, où les résultats sont positifs.

Le cœur est un organe central au fonctionnement du système cardiovasculaire. Il est physiologiquement compartimenté et est constitué de cellules spécialisées qui régulent les impulsions électriques ainsi que la contraction du myocarde. Le cœur adapte le flux sanguin en fonction des besoins du corps. En condition pathologique, le cœur recourt toutefois à des mécanismes compensatoires. Au niveau physiologique, la compensation s’observe par l’hypertrophie des cardiomyocytes qui, bien que bénéfique à court terme, exacerbe à long terme la fonction cardiaque. L’activation des « mitogen activated protein kinases » (MAPK) contribue autant au maintien de la fonction physiologique qu’à la détérioration pathologique du myocarde et serait également une cause de l’hypertrophie observée. Parmi les 5 groupes de MAPK connues, la MAPK p38 est formée de 4 isoformes dont les sérine/thréonine kinases p38α et p38γ sont exprimées de façon prédominante dans le cœur. Les p38 partagent les mêmes activateurs, mais leurs effecteurs diffèrent. Bien que le rôle de p38α semble impliqué dans l’aggravement des troubles cardiaques, celui de p38γ ne semble pas redondant à p38α et demeure incompris. Cette isoforme possède un motif de liaison aux domaines PDZ, unique chez les MAP kinases. Également, chez les cellules cardiaques, elle transloque au noyau en condition de stress. Le but de l’étude ici est de comprendre le rôle de p38γ et de ses motifs uniques sur la structure et la taille des cardiomyocytes. Afin de répondre au but de l’étude, plusieurs mutants adénoviraux de p38 ont été conçus. Un des mutants ne possède pas le motif de liaison aux domaines PDZ, deux autres contrôlent la localisation cellulaire soit au noyau, soit au cytoplasme, et un autre mutant est muté au site de phosphorylation. Des cardiomyocytes en culture ont été infectés par les différents mutants en présence de leur activateur en amont ou de la β-galactosidase. Les réseaux d’α-actinine, ainsi que la taille des cardiomyocytes, ont été observés par microscopie. Les observations effectuées montrent que p38γ entraîne une désorganisation des réseaux d’α-actinine lorsqu’il est phosphorylé. Également, il facilite l’hypertrophie des cardiomyocytes en présence de son activateur s’il est forcé hors du noyau ou en l’absence de son motif de liaison aux domaines PDZ. En conclusion, les résultats obtenus suggèrent que p38γ exerce bel et bien un rôle dans le maintien structural des cardiomyocytes par l’intermédiaire de l’α-actinine.

The author's doctoral dissertation, University of Minnesota, 1913, but not published as a thesis. / "March 1915." Includes bibliographical references and index.

Texte remanié de: Habilitationsschrift--Berlin--Freie Universität, 1985.

Spider silk is a biomaterial of extraordinary toughness paired with elasticity. The assembly of silk proteins, so-called spidroins (from “spider” and “fibroin”), generates the silk threads we typically see in our garden or the corners of our houses. Although spider webs from different species vary considerably in geometry and size, many sections of spidroin sequences are conserved. Highly conserved regions, found in all spidroins, relate to the terminal domains of the protein, i.e., the N-terminal (NTD) and C-terminal domains (CTD). Both have an essential function in the silk fibre association and polymerisation. The NTD is a 14 kDa five-helix bundle, which self-associates via a pH-driven mechanism. This process is critical for starting the polymerisation of the fibre. However, detailed insights into how conserved this mechanism is in different species and the quantitative thermodynamic comparison between homologous NTDs was missing. For this reason, four homologous NTDs of the major ampullate gland (MaSp) from spider species Euprosthenops australis, Nephila clavipes, Latrodectus hesperus, and Latrodectus geometricus were investigated. I analysed and quantified equilibrium thermodynamics, kinetics of folding, and self-association. Methods involved dynamic light scattering (MALS), stopped-flow fluorescence and circular dichroism spectroscopy in combination with thermal and chemical denaturation experiments. The results showed conserved, cooperative two-state folding on a sub-millisecond time scale. All homologous NTDs showed a similarly fast association in the order of 10^9 M^−1 s^−1, while the resulting equilibrium dissociation constants were in the low nanomolar range. Electrostatic forces were found to be of great importance for protein association. Monomeric protein stability increased with salt concentration while enhancing its folding speed. However, due to Debye-Hückel effects, we found intermolecular electrostatics to be shielded, which reduced the NTDs association capacity significantly at high ionic strength. Altogether, the energetics and kinetics of the NTD dimerisation was conserved for all analysed homologs. Comparable to the NTD, the spider silks CTD is also a α-helix bundle, which covalently links two spidroins. The orientation of the domains predetermines the future fibre geometry. Here again, the detailed quantitative characterisation of the folding and dimerisation was missing. Therefore, the CTD from the E. australis was analysed in-depth. The protein folded via a three-state mechanism and was placed in the family of knotted proteins. By analysing the amino acid composition of the NTD of the MaSp1 of the Euprosthenops australis, we found an unusually high content of methionine residues (Met). To elucidate why this protein exhibits so many Met residues, I mutated all core Mets simultaneously to leucine (Leu). Results revealed a dramatically stabilised NTD, which now folded 50 times faster. After solving the tertiary structure of the mutant by NMR (nuclear magnetic resonance) spectroscopy, the structure of the monomeric mutant was found to be identical with the wild-type protein. However, when probing the dimerisation of the NTD, I could show that the association capacity was substantially impaired for the mutant. Our findings lead to the conclusion that Met provides the NTD with enhanced conformational dynamics and thus mobilises the protein, which results in tightly associated dimers. In additional experiments, I first re-introduced new Met residues into the Met-depleted protein at sequence positions containing native Leu. Hence, the mutated NTD protein was provided with the same number of Leu, which were previously removed by mutation. However, the protein did not regain wild-type characteristics. The functionality was not restored, but its stability was decreased as expected. To probe our hypothesis gained from the MaSp NTD, I transferred the experiment to another protein, namely the Hsp90 chaperone. Therefore, I incorporated methionine residues in the protein, which resulted in a slight improvement of its function. Finally, trial experiments were performed aiming at the synthesis of shortened spidroin constructs containing less repetitive middle-segments than the wild-type protein. The objective was to study the findings of the terminal domains in the context of an intact spidroin. The synthesis of these engineered spidroins was challenging. Nevertheless, preliminary results encourage the assumption that the characteristics observed in the isolated domains hold true in the context of a full-length spidroin. / Spinnenseide ist ein Biomaterial mit außergewöhnlicher Widerstandsfähigkeit welche gepaart ist mit Elastizität. Das Zusammenfügen von Seidenproteinen aus so ge-nannten Spidroinen (ein Kunstwort aus „Spinne“ und „Fibroin“) erzeugt die Seiden-fäden, die wir typischerweise in unseren Gärten oder in den Ecken unserer Häuser finden. Obwohl Spinnennetze von verschiedenen Spinnenarten in Geometrie und Größe stark variieren, sind große Teile der Spidroin-Sequenzen konserviert. Stark konservierte Bereiche, die in allen Spidroinen vorkommen, sind die endständigen Bereiche des Proteins, die N-terminale (NTD) und C-terminale Domäne (CTD) ge-nannt werden. Beide haben wichtige Funktionen in der Assoziation der Proteine im Spinnkanal und deren Polymerisation zur Ausbildung des Seidenfadens. Die NTD ist ein kleines 14 kDa Protein, bestehend aus einem Bündel aus fünf Helices, dessen Selbstorganisation pH-abhängig ist. Dieser Prozess leitet die Poly-merisation der Faser ein. Allerdings fehlten bis heute Informationen darüber, ob dieser Mechanismus bei homologen Domänen aus verschiedenen Spinnenarten konser¬viert ist, da kaum quantitative biophysikalische Daten vorhanden sind. Aus diesem Grund wurden vier homologe NTDs der Spinnenarten Euprosthenops australis, Nephila clavipes, Latrodectus hesperus und Latrodectus geometricus vergleichend untersucht und deren Gleichgewichts-Thermodynamik, die Kinetik der Faltung und die Selbstassoziation quantitativ analysiert. Dazu wurden Methoden wie dynamische Mehrwinkel-Lichtstreuung (MALS), Stopped-Flow Fluoreszenz-spektroskopie und Zirkulardichroismus in Kombination mit thermischen und chemischen Denaturierungs¬experimenten angewandt. Die Ergebnisse lieferten die Erkenntnis einer kooperativen Zwei-Zustands-Faltung, die auf einer Zeitskala von weniger als einer Millisekunde stattfand. Alle homologen NTDs zeigten eine schnelle Assoziationsratenkonstante in der Größenordnung von 10^9 M^-1 s^-1, während die Gleichgewichts-Dissoziationskonstante für alle Homologe im nied¬rigen nano-molaren Bereich lag. Die Proteinassoziation wurde durch elektrostatische Kräfte gesteuert, wobei hohe Salzkonzentrationen die Stabilität des monomeren Proteins und dessen Faltungsgeschwindigkeit erhöhten. Die Assoziation zweier Domänen wurde jedoch durch Abschirmung intermolekularer elektrostatischer Kräfte, dem Debye-Hückel-Gesetz zufolge, reduziert. Die Energetik und Kinetik der NTD-Dimerisierung aller untersuchten Homologen erwies sich konserviert. Ebenso wie die NTD, ist auch die CTD der Spinnenseide ein α-helikales Bündel, welche jedoch zwei Spidroine kovalent miteinander verbindet. Die Orientierung der verknüpften Domäne bestimmt bereits die zukünftige Faserstruktur. Ähnlich wie bei der NTD, waren Faltung und Dimerisierung der CTD bisher nicht im Detail be-schrieben. Durch eine detaillierte Analyse der CTD der E. australis konnte gezeigt werden, dass das Protein sich in einem dreistufigen Mechanismus faltet und außerdem der Familie der geknoteten Proteine angehört. Bei genauerer Betrachtung der Aminosäurezusammensetzung der E. australis NTD konnte ein ungewöhnlich hoher Anteil der Aminosäure Methionin (Met) festge¬stellt werden. Um diesen überraschenden Sachverhalt zu verstehen, habe ich alle im Kern liegenden Met zu Leucin (Leu) mutiert. Die Ergebnisse zeigten eine extrem stabilisierte NTD, welche sich nun 50-fach schneller faltete. Die Protein¬struktur der Mutante wurde in Lösung mittels NMR Spektroskopie ermittelt. Das Ergebnis lieferte deckungsgleiche Strukturen von Mutante und Wildtyp im monomeren Zustand. Allerdings zeigten NTD Dimerisierungs-Versuche, dass die Assoziations-fähigkeit der Mutante erheblich beeinträchtigt war. Untersuchungen der nativen Dynamik mittels NMR und Fluoreszenzkorrelationsspektroskopie zeigten, dass Met diese entscheidend verstärkt, was zu einem eng assoziierten Dimer führte. Im Versuch die Dynamik wieder künstlich herzustellen, habe ich neue Met in die Mutante eingeführt, auf Sequenzpositionen welche natürlicherweise Leu aufweisen. Somit wurde die ursprüngliche Anzahl an Met in der NTD wiederher¬gestellt, jedoch an anderen Positionen. Obwohl das Protein wie erwartet an Stabilität verlor, konnte dessen Funktionalität nicht wiederhergestellt werden. Um unsere Erkenntnisse auf andere Proteine zu übertragen, wurden Met Reste künstlich in ein Hsp90 Protein eingeführt. Es konnte eine leicht verbesserte Funktionalität des Proteins beobachtet werden. Schließlich wurde versucht, die für die CTD und NTD gewonnen Erkenntnisse auf intakte, jedoch verkürzte Spidroine zu übertragen. Dazu wurden Spidroine mit weniger repetitiven Mittelsegmenten mittels rekombinanten Methoden hergestellt. Die Synthese dieser Spidroine erwies sich als Herausforderung. Allerdings zeigten die vorläufigen Ergebnisse, dass eine Verallgemeinerung der Erkenntnisse der isolierten Domänen auf das Volllängen-Spidroin möglich ist.

Dans ce mémoire, nous nous sommes intéressés aux problèmes d'estimation, de filtrage H-infini mais aussi à la commande via un observateur dans les domaines temporel et fréquentiel, aussi bien pour les systèmes linéaires standards que pour les systèmes algèbro-différentiels plus généraux appelés systèmes singuliers. Le fil conducteur de notre démarche a été de proposer des résultats facilement implémentables et de couvrir la classe la plus large possible des systèmes linéaires. Ainsi, nous avons commencé notre travail en proposant des méthodes de synthèse d'observateurs à entrées inconnues pour des systèmes sans et avec retard, sujet à des entrées totalement inconnues. Nous cherchons ici à éliminer l'effet des entrées inconnues sur la dynamique de l'erreur d'observation. La synthèse temporelle est basée sur des LMIs permettant de déterminer la matrice de gain paramétrant toutes les matrices de l'observateur. L'approche LMI est en fait déduite de différents lemmes bornés qui eux mêmes se basent sur l'approche Lyapunov. La synthèse fréquentielle est déduite de celle temporelle en proposant des MFDs judicieuses et en utilisant l'approche de factorisation. Ensuite, nous avons proposé des filtres qui permettent d'assurer, en plus de la stabilité, un critère de performance H-infini, c'est à dire que nous cherchons à atténuer l'effet des perturbations, supposées être inconnues mais à énergie bornée, sur la dynamique de l'erreur d'estimation. L'un des principaux apports de nos travaux, a été de proposer une nouvelle écriture de la dynamique de l'erreur d'estimation sous forme singulières afin de contourner le problème de l'apparition de la dérivée des perturbations dans la dynamique de l'erreur d'estimation. Ainsi, nous sommes arrivés à relaxer les contraintes qui existent généralement sur les matrices des filtres non biaisés synthétisés; c'est à dire, des filtres dont la dynamique de l'erreur d'estimation ne dépend pas explicitement de l'état x(t) du système et de l'entrée u(t). La méthode fréquentielle est déduite de celle temporelle en utilisant l'approche de factorisation. Il est à noter que cette description fréquentielle, entrée-sortie, pourra permettre une implémentation aisée dans le domaine fréquentiel lorsque nous nous trouvons dans une situation où celle-ci est la plus indiquée. Enfin, nous nous sommes intéressés à l'application des méthodes d'estimation proposées dans le cadre de la commande. En effet, dans un premier temps, nous proposons une synthèse directe d'une commande basée sur un filtre H-infini directement dans le domaine fréquentiel pour des systèmes linéaires standards. Ensuite, nous nous focalisons sur les systèmes singuliers aussi bien dans le cas continu que discret et nous proposons de déterminer des lois de commande en utilisant un filtre fonctionnel qui satisfait un critère de performance H-infini. En effet, nous cherchons d'abord à calculer le gain de retour d'état qui nous permet de remplir les spécifications du système bouclé (stabilité,...). Puis, nous synthétisons un filtre qui a pour but de fournir en sortie une estimée de ce retour d'état. / In this dissertation, we investigated the problems of the estimation but also the controller based-observer design in the time and frequency domains, for both standard linear systems and more general systems algebro-differentials ones also called singular systems. The goal of our approach is to propose easily implementable results and to cover the largest possible class of linear systems. So, we began to propose methods for unknown inputs observers design for linear systems without and with delay, subject to unknown inputs which can result from noise, sensors and actuators faults ... We search here to decouple the unknown inputs and the dynamics of the observation error. The time domain method is based on LMIs permitting to find the gain matrix implemented in the observer matrices. The LMI approach is deduced from various bounded lemmas which themselves are based on Lyapunov approach. The frequency domain synthesis is derived from time domain results by defining suitable MFDs and using the factorization approach. We then propose, filters that permits to ensure, in addition to the stability, an H-infinity performance criteria, i.e we search to attenuate the perturbations effect, supposed unknown but of bounded energy, on the dynamics of the estimation error. One of the main contributions of our work, is to propose a new writing of the error dynamics in a singular form in order to avoid the time derivative of the disturbance in the error dynamics. So, the constraints that generally exist on the matrices of synthesized unbiased filters can be relaxed, i.e filters, that they do not depend explicitly on the state x(t) of the system and on the input u(t). The frequency method is deduced from time domain approach by using the factorisation approach. It should be noted that this frequency domain description, (input-output) representation, may allow an easy implementation in the frequency domain when it is recommended. Finally, we apply the proposed estimation methods to control purpose. In fact, in a first part, we propose a new direct synthesis of a controller based on a H-infinity filter directly in the frequency domain for standard linear systems. Then, we focus our attention on singular systems for both continuous and discrete cases and we propose to search for a linear control law using a functional filter which ensures an H-infinity performance criteria. Our approach is obtained into two steps. In fact, first, we search for a linear control law which ensures some specifications for the closed loop system (stability,...). The state feedback is seen as a functional of the state and is then estimated using our previous results on the H-infinity filtering.