Les applications embarquées hautes performances sont de plus en plus complexes et exigeantes en termes de ressources de calcul. L’augmentation des performances des puces monoprocesseur n’est plus une solution adaptée. Les systèmes-sur-puce multiprocesseurs (MPSoC) offrent une voie prometteuse. Cependant, la conception de tels systèmes est difficile en raison de plusieurs contraintes. Nous citons premièrement le besoin de modèles de programmation expressifs pour décrire le parallélisme potentiel inhérent aux applications. Deuxièmement, nous devons éviter des explorations fastidieuses de leurs architectures. Enfin, plusieurs niveaux d’abstraction doivent être pris en compte afin de mieux traiter la complexité de la conception. Nous proposons l’utilisation du profil MARTE pour la modélisation de systèmes. Ce profil est suffisamment expressif pour décrire des applications hautes performances et des architectures parallèles. Nous abstrayons ensuite ces modèles via des horloges. Ces dernières représentent l’activité des processeurs durant l’exécution de fonctionnalités. Une technique d’analyse permet de vérifier des contraintes temporelles telles que l’ordre d’exécution de tâches, et d’analyser des contraintes non fonctionnelles telles que les temps d’exécution. Ces propriétés sont liées au nombre de processeurs impliqués dans l’exécution ainsi qu’à leurs fréquences. La contribution de cette thèse est la définition d’un cadre de travail, à base d’horloges, qui facilite l’exploration de l’espace de conception à haut niveau d’abstraction. Le travail a été mené dans un environnement, Gaspard2, dédié à la conception de systèmes embarqués hautes performances. / High-performance embedded applications are increasingly complex and resource-demanding. The quest for the ultimate execution performance on single processor chips is a deadend. Instead, the promising solution is Multi-Processor System-on-Chip (MPSoC). However, their design is a very difficult task due to a number of crucial constraints to meet. Among the necessary ingredients for a successful design, we mention first the need of expressive programming models for describing the potential parallelism inherent to target applications. Second, we need ways avoiding tedious architecture explorations. Finally, several abstraction levels must be taken into account to better address design complexity. We propose to use the MARTE profile for system modeling. It is expressive enough to describe high performance applications and parallel architectures. As for the system verification, we abstract MARTE models with abstract clocks. These clocks capture the system behavior by representing the activity of processing units when achieving functionality. An analysis technique enables to verify functional constraints such as task execution order. In addition, it allows dealing with non functional properties such as execution time. These properties are directly related to the number of processors involved in system execution as well as their associated frequency values. From an overall viewpoint, the main contribution of this thesis is the definition of an abstract clock-based framework that facilitates MPSoC design space exploration at a high abstraction level. It has been made concrete within an environment, called Gaspard2, dedicated to the design of high-performance embedded systems.

Chez la majorité des être vivants des systèmes d’horloge circadiennes (=environ 24h) se sont développés afin d’anticiper les variations journalière de l’environnement. Ces horloges endogènes reposent sur des oscillateurs moléculaires régulant l’expression circadienne de nombreux gènes. Récemment il a pu être montré que des régulations post-transcriptionnelles jouaient un rôle majeur dans la rythmicité de nombreux gènes.Dans la lignée cellulaire hypophysaire GH4C1, nous avons étudié un mécanisme post-transcriptionnel impliquant des corps nucléaires appelés paraspeckles. L’élément principal des paraspeckles est le long ARN non codant (lncRNA) Neat1 auquel s’associe des protéines de liaison aux ARNs. Il a été montré que les paraspeckles ont la capacité de retenir dans le noyau des ARNs, en particulier ceux qui présentent des motifs IRAlu dans leur région 3’ non codante. Nous avons montré que dans les GH4C1, les paraspeckles se forment avec une rythmicité circadienne. Grâce à la mise au point d’une méthode dite de RNA pull-down, permettant l’étude des cibles ARNs d’un lncRNA, nous avons montré que les paraspeckles s’associent et induisent la rétention nucléaire circadienne d’ARNs hypophysaires. Chez ces ARNs nous avons montré l’absence de motifs IRAlu. L’étude d’ARN cibles des paraspeckles a montré que la reconnaissance par les paraspeckles pouvait se faire par des motifs localisés hors de la région 3’ non codante, et que plusieurs séquences dans un même ARN pouvaient participer à la liaison aux paraspeckles.Cette étude nous a donc permis d’identifier un nouveau mécanisme post-transcriptionnel régulant l’expression circadienne de gènes dans les cellules hypophysaires. / Most living organisms have developed circadian (=close to 24h) clock to face daily changes in their environment. Those clocks rely on molecular oscillators to drive the circadian expression of many genes. In the pituitary cell line GH4C1, we studied a post-transcriptional mechanism involving nuclear bodies called paraspeckles. Paraspeckles main element is the long non-coding RNA Neat1 to which several RNA binding proteins are associated. Paraspeckles have been shown to retain RNAs in the nucleus, in particular RNAs that display an IRAlu element in their 3’ translated region (3’UTR).In GH4C1, we showed that paraspeckles display a circadian rhythm of formation. We created the RNA pull-down method, which allows to purify a lncRNA with all its RNA targets, This allowed us to demonstrate that paraspeckles induce the circadian nuclear retention of several endogenous RNAs. Finally, we showed the absence of IRAlu elements in those RNAs. The study of tree target RNAs of paraspeckles showed that elements localized out of the 3’UTR could be involved in the recognition by paraspeckles, but also that several elements could be necessary to induce the RNA retention by paraspeckles.To conclude, this study allowed us to identify a new post-transcriptional mechanism regulating the circadian expression of pituitary genes.

Thèse doctorat : Histoire : Lyon 2 : 2004. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr.

Thèse (M.Ps.)--Université Laval, 2004. / Bibliogr.: f. 40-45. Publié aussi en version électronique.

Les cyanobactéries sont les organismes les plus simples connus possédant une horloge circadienne. Cette horloge produit des rythmes stables, dont la période est proche à 24 heures et peut être entraînée à exactement 24h par des signaux externes, comme des cycles d'éclairage ou de température. Dans ce travail, nous montrons que cette horloge biologique se comporte comme un oscillateur de phase. De plus, sous influence d'un entraînement externe, son comportement peut être simplement décrit par le modèle d'Adler. Pour le montrer, nous avons réalisé des expériences sur des populations, en utilisant des cycles d'éclairage ou de température qui entraînent l'horloge circadienne à des phases différentes. Nous détaillons le montage expérimental qui permet de surveiller en permanence l'horloge circadienne de la cyanobactérie; et ce pendant plusieurs semaines consécutives. Nous montrons comment démasquer des perturbations supplémentaires du rapporteur de bioluminescence et nous quantifions la force de couplage entre l'horloge et l'entraînement externe. Par ajustement numérique des données expérimentales nous montrons que le modèle utilisé reproduit très bien le comportement observé. Via des simulations, nous cherchons les effets d'une distribution de phases initiales à l'intérieur de la population, ainsi que l'effet d'un bruit éventuel sur la phase ou d'une distribution des fréquences propres. Nous proposons également un nouveau concept pour les dispositifs à cellule unique pour observer plus en détail les effets du bruit sur cette horloge biologique. Ces dispositifs sont conçus pour des expériences à long terme (> 20 générations) d'observation de bactéries individuelles à l'intérieur d'une population.

Il a été démontré dans des travaux antérieurs qu'une interruption, lors d'une production d'un intervalle temporel, allonge l'intervalle produit proportionnellement à la durée pré-interruption. Ces expériences utilisaient un signal auditif et une situation de compatibilité entre la tâche et la réponse: l'estimation temporelle était interrompue lorsque le signal était interrompu. Cette étude vise à tester l'effet de durée pré-interruption (1) avec des stimuli auditifs et visuels, (2) dans une condition de non compatibilité entre le stimulus et la tâche à effectuer, c'est-à-dire lorsque l'estimation temporelle doit être interrompue lors de la présentation d'un stimulus. Les résultats confirment la généralité de l'effet de la localisation dans une variété de conditions de présentation de stimuli. Les intervalles produits (2.4 s) allongent en fonction de la durée pré-interruption dans des conditions de non compatibilité, peu importe la modalité des stimuli utilisés.

Certaines études suggèrent que des pigeons estiment la durée d’un stimulus en ignorant les moments pendant lesquels le stimulus disparaît. (Cabeza de Vaca, Brown & Hemmes, 1994). Plusieurs recherches dénotent une dégradation de l’information temporelle accumulée avant l'interruption. L’expérience 1 de la présente étude vérifie si l’information temporelle accumulée avant l’interruption se dégrade dans une tâche de production temporelle. Les expériences 2-3 vérifient s’il y a partage des ressources attentionnelles avant l’interruption entre l’attente de celle-ci et la production temporelle. Dans ces expériences, les participants produisent, au rythme d’un son, un intervalle temporel, cessent de traiter le temps lorsque le son s'arrête et recommencent à traiter celui-ci lorsqu’il revient. Dans l’expérience 3, des essais sans interruption sont introduits. Les résultats suggèrent que les humains interrompent l’accumulation sans qu’il y ait dégradation de l'information temporelle et partagent leurs ressources attentionnelles créant un allongement des intervalles produits en fonction de la durée précédant l'interruption.

L'objectif principal de cette thèse était de vérifier l'influence d'une période préparatoire précédant l'arrivée d'un signal indiquant au sujet de débuter la production d'un intervalle temporel. Cette tâche est exécutée selon le paradigme prospectif. De plus en plus de chercheurs admettent l'implication d'une horloge interne afin d'expliquer les phénomènes temporels observés dans le contexte de ce paradigme. Lorsque le signal du début de la production est présenté, un processus d'accumulation d'une information temporelle serait activé jusqu'à l'atteinte d'une quantité critère relative à la durée à produire. Les résultats suggèrent que la période préparatoire affecte la période de latence entre la présentation du signal et l'activation du processus d'accumulation de l'horloge. La connaissance temporelle de la durée de la période préparatoire permettrait au sujet de mobiliser ses ressources attentionnelles à la présentation du signal afin de diminuer la période de latence et augmenter la précision des productions.

Les travailleurs de nuit doivent être éveillés la nuit lorsqu'ils sont physiologiquement prédisposés au sommeil et tenter de dormir le jour alors qu'ils sont prédisposés à être actifs. En effet, le problème le plus souvent rapporté en présence de ce genre d'horaire est la somnolence excessive au travail, suivie par une difficulté à induire et à maintenir le sommeil pendant le jour. Ces problèmes dérivent du fait que l'horaire d'activité est inversé par rapport à l'horloge biologique. Celle-ci demeure synchronisée à un horaire diurne par l'alternance entre la lumière et l'obscurité. Il est possible de déplacer le rythme circadien en étant exposé à une lumière vive au cours de la nuit et en instaurant une période de noirceur le jour. À cause de la nature contraignante de cette méthode, il est peu probable qu'elle soit aisément adoptée par les travailleurs de nuit. Il est par contre reconnu que l'horloge biologique est plus sensible aux courtes longueurs d'onde du spectre de la lumière visible (bleu). Il devient donc possible de déplacer le cycle lumière/obscurité en augmentant seulement la quantité de courtes longueurs d'onde la nuit et en les bloquant le jour. Les objectifs généraux de cette thèse par articles scientifiques étaient donc de déterminer les effets du blocage des courtes longueurs d'onde, ainsi que l'applicabilité des stratégies de contrôle de l'exposition lumineuse dans un milieu de travail. Le premier article présenté dans cette thèse démontre que des lunettes à lentilles orangées empêchent la lumière vive d'influencer l'horloge biologique. Le deuxième article présente les résultats d'une semaine d'utilisation des lunettes à lentilles orangées le matin sur la vigilance au travail et le sommeil le jour chez des travailleurs de nuit permanents dans leur milieu de travail. Le troisième article, quant à lui, permet de voir l'effet d'une exposition additionnelle aux courtes longueurs d'onde combinée au port des lunettes à lentilles orangées sur la vigilance et le sommeil, mais aussi sur la phase de l'horloge biologique et la performance. Finalement, le quatrième article porte sur les conséquences l'utilisation des filtres orangés sur l'effet de la lumière sur la vigilance en fin de nuit.

Les peignes de fréquences optiques auto-référencés constituent aujourd'hui l'outils de choix en temps-fréquences pour mesurer avec des très hautes stabilités et exactitudes des fréquences optiques. Au delà de cette activité de mesure proprement dite, ils trouvent également des applications novatrices variées à très hautes performances, tel que par exemple la génération de signaux micro-ondes à très bas bruit de phase et le transfert de pureté spectrale entre différentes fréquences optiques. Ce manuscrit décrit différents travaux autour de ces outils versatiles que j'ai réalisé au NIST (Boulder, Colorado, USA) et au LNE-SYRTE (Partis, France) entre 2004 et 2014