Québec Université Laval, Bibliothèque 2013

Une forme de relief est une région reconnaissable par sa forme et ses éléments saillants. L'approche qui sera ici développée vise à automatiser l’identification de formes du relief et sera appliquée aux canyons sous-marins. Les canyons sont des vallées encaissées et incisées dans le fond marin de la pente continentale. Ils représentent les principaux conduits pour le transport des sédiments en provenance du plateau continental vers la plaine abyssale. Habituellement, l’identification automatisée des formes de relief est réalisée par des traitements d’images basés sur le pixel. Les méthodes traditionnelles exigent la segmentation et la classification d’images. Ces approches calculent des descripteurs locaux tels que la courbure et dépendent de paramètres de seuil fixés par l’utilisateur. D’ailleurs, ce type de classification d’image peut omettre les caractéristiques photo-interprétatives. En général, les photo-interpréteurs reconnaissent des canyons par leur forme globale (ils sont étroits, allongés et ont des pentes raides) et leur position (ils traversent la pente de manière orthogonale), étant observés autour d’une structure saillante qui correspond à la ligne la plus basse ou talweg. Pour pallier cette difficulté, nous travaillons sur une structure topologique et des méthodes basées sur des approches objets permettant d’extraire les éléments saillants des formes de relief. Ainsi, notre structure de base est illustrée sur un réseau de triangles irréguliers (TIN) généré à partir de données capturées par un sonar multifaisceaux dans l’estuaire du Saint Laurent. À partir du TIN, nous extrayons le réseau de surface pour extraire les éléments structurants des canyons. Ensuite, l’extraction de la ligne du fond du canyon se fait par le regroupement et l’agrégation de segments formant le squelette des canyons. En troisième lieu se réalise la caractérisation des polygones qui représentent les fonds des canyons. Finalement, les résultats sont validés par rapport à une classification fournie par des géomorphologues. / Submarine canyons are steep valleys incised into the continental slope. They are the principal channels for sediment flows from the continental shelf to the sea floor. Their importance is primordial for submarine ecosystems since they act as transportation channels for nutrients and organic substances. In addition, submarine canyons are relevant features for geomorphologists because they can explain the origin and evolution of the marine landscape. Submarine canyons’ extraction involves the automatic identification of submarines elements through geomorphometric approaches or quantitative surface analysis. Traditional methods require image segmentation and classification. These approaches compute discrete local descriptors such as the curvature and depend on threshold parameters chosen by the user. Furthermore, image classification can omit global photo-interpretative characteristics. In general, photo-interpreters identify canyons by their overall shape (narrow, elongated, steep slopes) and position (running across the continental slope in a straight line), observed around salient thalwegs. We move from pixel classification to an object-oriented approach built on a topological data structure. The surface network is a graph where critical points such as pits and peaks are connected by ridges and thalwegs. Its extraction does not require any parameter. Relevant thalwegs are selected by simplifying the surface network. Simplification parameters are not set locally at pixel level but at the structure level. The valley floor is computed around each thalweg and used to classify canyons and other channels. The method is illustrated on a triangulated irregular network generated from multibeam sounding data from the St-Lawrence estuary (Canada). Results were validated against a manual classification performed by geomorphologists.

J'ai ce désir qu'à travers mon mémoire, nous soyons à même de cautionner la perméabilité des systèmes, comme autant de métaphores, qui m'ont avalé et recraché aléatoirement sur mon parcours artistique. Je conçois ainsi la rédaction de ce mémoire à la manière d'un exercice singulier d'articulation et de déploiement de la pensée, mimésis du travail d'atelier. Ce mémoire porte sur une exploration de divers systèmes comme corps autonomes à travers leur séquentialité propre. Tout d'abord, à même l'introduction, nous questionnerons le pouvoir qu'exerce l'acte de recherche sur ia dynamique de la création artistique. Dans le premier chapitre, il sera question de parcourir le concept d'oeuvre d'art totale (Gesamtkunstwerk) instauré par Wagner et de ses échos dans le domaine de l'architecture. Ce chapitre servira à soutenir ma méthodologie de création suivant la métaphore de la membrane. À partir du second chapitre, nous effectuerons un rapprochement entre les schémas évolutionnistes de Darwin et leurs répercussions dans la production de mes oeuvres. OEuvres qui émergent d'une fascination pour l'imagerie scientifique. Polarisé autour de la représentation du temps, le troisième chapitre supportera l'idée de systèmes historiques et anthropologiques. Ce processus de mise en relief des multiples profiles systémiques, comme allégories sélectionnées, sert en définitive à interroger ma propre démarche artistique dans l'élaboration du projet Hydres, une plateforme installative et intervention de commissariat. En terme de conclusion, ce mémoire fait état des sujets qui alternativement ont peuplé ma bibliothèque, mon esprit, mes carnets et mon atelier. Il est utile devoir la juxtaposition de cesdivers éléments, comme un prolongement de leur contenu initial, suivant l'acte volontaire d'infuser un caractère évolutif dans la rédaction elle-même. Finalement, j'espère que vous retrouverez dans mon projet d'exposition la même attitude qui émane de mon écriture, infiltrante comme par rayonnement.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2013-2014. / La peau est un organe densément innervé et vascularisé. L’établissement du réseau nerveux dépend de la sécrétion de signaux diffusibles dans la peau qui instruisent à distance certains neurones de s’y arboriser. Ces signaux sont les facteurs neurotrophiques. L’établissement du réseau vasculaire dépend aussi de la présence de signaux instructifs. Notre objectif général était de mieux comprendre l’influence des signaux neurotrophiques et aussi nerveux dans le contexte cutané. Les travaux présentés dans cette thèse décrivent de nouvelles interactions paracrines. Alors que certaines de ces interactions depuis la peau vers les neurones sensoriels et certaines depuis les neurones sensoriels vers le réseau vasculaire pour la vasodilatation sont déjà établies, nous décrivons l’influence des facteurs neurotrophiques sur le réseau vasculaire et l’influence des neurones sensoriels sur la réépithélialisation. Nous avons premièrement émis l’hypothèse qu’en plus d’influencer les neurones, les facteurs neurotrophiques influencent le réseau vasculaire. Nous montrons que le NGF, le BDNF, le NT-3 et le GDNF sont tous exprimés dans l'épiderme, que le NGF et le NT-3 sont exprimés par les fibroblastes et que le BDNF est produit par les cellules endothéliales. Les cellules de Schwann, également retrouvées dans la peau, produisent du NGF, BDNF et GDNF. Nous montrons que ces peptides sont de très puissants facteurs angiogéniques en utilisant un modèle de derme endothélialisé humain reconstruit par génie tissulaire. Une augmentation de 40 à 80 % du nombre de pseudocapillaires fut observée après l'addition de 10 ng/ml de NGF, 0,1 ng/ml de BDNF, 15 ng/ml de NT-3, et 50 ng/ml de GDNF. Cet effet angiogénique dépend de la liaison aux récepteurs de facteurs neurotrophiques TrkA, TrkB, GFRa-1 et c-ret, qui sont tous exprimés par les cellules endothéliales humaines. Cet effet a été bloqué pour les récepteurs Trk par l’addition de l'inhibiteur compétitif K252a. Ensuite, nous avons dans un deuxième temps émis l’hypothèse que les neurones sensoriels influencent directement la réépithélialisation. Pour vérifier cela, nous avons développé un nouveau modèle de réépithélialisation par génie tissulaire. Il est constitué d’un équivalent épidermique troué exprimant une protéine fluorescente verte qui a été empilé sur un équivalent dermique servant de substrat pour l’épiderme qui referme alors naturellement la plaie. L’équivalent est endothélialisé et innervé ou non par les neurones sensoriels de souris. Nous avons observé que la réépithélialisation est plus rapide en présence de neurones sensoriels. Nous avons démontré que les neurones sensoriels sécrètent une petite protéine dans notre modèle, soit de la substance P, et que les kératinocytes expriment le récepteur cellulaire NK1 de la substance P. Enfin, nous montrons que la substance P contribue à augmenter la vitesse de fermeture des plaies induites par les neurones à l'aide d’un agoniste et d’un antagoniste du récepteur NK1. L'ensemble des résultats procure une meilleure compréhension de l’importance des contextes neurotrophiques et nerveux dans la peau. Nos résultats pourraient laisser présager que d’améliorer la régénération nerveuse cutanée lorsqu’elle est déficiente améliorerait aussi l’homéostasie du tissu cutané. / The skin is an organ densely innervated and vascularized. The establishment of the cutaneous nervous system depends on the secretion of neurotrophic factors by the skin. Meanwhile, the establishment of the vascular network also depends on soluble instructive cues. The work presented in this thesis describes new paracrine interactions. While interactions from skin to sensory neurons for the development of innervation and interactions from sensory neurons to blood vessel for vasodilation of the vasculature are described elsewhere, we demonstrate here the influence of neurotrophic factors on the vascular network and the influence of sensory neurons on the reepithelialization of wounds. Our overall goal was to clarify the influence of the neurotrophic and nervous contexts on the homeostasis of the skin. First, we hypothesized that in addition to their neuronal contribution, neurotrophic factors also influence the vascular network. We show that NGF, BDNF, NT-3 and GDNF are expressed in the epidermis, while NGF and NT-3 are expressed by fibroblasts and BDNF by endothelial cells. Finally, Schwann cells produce NGF, BDNF and GDNF. We show that these peptides are very potent angiogenic factors using a model of human endothelialized reconstructed dermis by tissue engineering. An increase of 40 to 80% of the number of capillary-like tubes was observed after the addition of 10 ng/ml NGF, 0.1 ng/ml of BDNF, 15 ng/ml of NT-3, and 50 ng/ml of GDNF. This angiogenic effect depends on the neurotrophic factor receptor TrkA, TrkB, GFRa-1 and c-ret that are all expressed by human endothelial cells. This effect was blocked by adding the Trk inhibitor K252a for NGF, BDNF and NT-3. Second, we hypothesized that sensory neurons directly influence reepithelialization by secreting the neuropeptide substance P. To verify this, we developed a new model of reepithelialization. It consists of a perforated epidermal equivalent expressing a green fluorescent protein stacked on a dermal equivalent that is used as a bed for reepithelialization. The reconstructed skin is endothelialized and innervated or not with sensory neurons of mouse. Sensory neurons produce substance P in the model and keratinocytes express the NK1 cell receptor for substance P. Keratinocyte migration was quantified by fluorescence. Reepithelialization was faster in presence of sensory neurons and we show that substance P contributes to this effect with agonist and antagonist of the NK1 cell receptor. The overall results provide a better understanding of the importance of the neurotrophic and sensory contexts in the skin. Thus, cutaneous innervation does not only contribute to the sensory detection. Our findings may suggest that improving nerve regeneration would improve skin long term tissue homeostasis.

Depuis une quinzaine d'années, le véhicule électrique est redevenu une problématique importante dans le domaine du génie électrique. L'objectif est maintenant de concevoir de vrais véhicules électriques exploitant notamment la grande souplesse de gestion de cette énergie. Dans cette optique, nous nous sommes intéressé au moteur-roue car il présente plusieurs avantages, en particulier de compacité de la fonction motrice. Cependant la conception d'un tel système impose de très nombreuses contraintes. Entre autres, il faut modéliser le système dans sa globalité et réaliser un compromis entre la masse du moteur et son rendement afin d'optimiser l'autonomie du système. La structure de moteur-roue retenue dans ce travail est un moteur synchrone à aimants permanents Nd-Fe-B, à structure inversée, à forces électromotrices trapézoïdales et alimenté par un onduleur de tension produisant des créneaux de courant, car cette structure présente à la fois un fort couple massique mais aussi un bon rendement. Pour dimensionner ce système, nous avons proposé une procédure originale et efficace comportant deux phases : − une optimisation de structure sur la base de modèles analytiques ; − une validation du dimensionnement optimal à l'aide d'une analyse fine par des modèles numériques. L'approche globale (batterie, convertisseur et moteur) nécessite des modèles analytiques et numériques de l'ensemble du système dans les trois domaines magnétiques, électromécaniques et thermiques. La procédure d'optimisation utilise le logiciel Pascosma, développé par le Laboratoire d'Electrotechnique de Grenoble, pour programmer automatiquement un logiciel de dimensionnement du moteur-roue modélisé. Les modèles ont été validés sur des moteurs de puissances 30 kW et 200 W et la méthodologie de conception a permis l'amélioration d'un moteur d'assistance au pédalage intégré dans le moyeu d'une roue de vélo, nous avons pu diminuer la masse du moteur de près de 50 % tout en améliorant son rendement de trois points.

Cette thèse porte sur l'usage par le professeur de modalités non-verbales de communication. Nous faisons appel à des concepts issus de la didactique des mathématiques (Brousseau, 1998) et de l'anthropologie. Ces outils nous permettent de penser les situations de classe et l'action du professeur ; ils servent d'arrière-fond à la mise au point d'une méthodologie spécifique d'analyse de données vidéoscopiques, basée sur une approche proxémique (Hall, 1971). Cette méthodologie nous permet, à travers plusieurs études empiriques, de rendre compte de l'usage par le professeur de techniques du corps. Celles-ci se manifestent en synergie avec d'autres techniques, matérielles et langagières, pour permettre au professeur d'assumer la relation didactique (Sensevy, Mercier, Shubauer-Leoni, 2000). Les résultats de la recherche nous conduisent à envisager en conclusion les aspects didactiques, méthodologiques et épistémologiques de ce type d'analyse.

La conception, l'étude et la gestion des systèmes du trafic urbain (STU) sont difficiles et coûteuses et sont des tâches très complexes. Dans ces systèmes, l'objectif principal est d'améliorer la circulation et d'optimiser la fluidité grâce à des règles de fonctionnement et de pilotage (qui constituent le sous-système décisionnel). L'approche distribuée du pilotage peut contribuer à la mise en place d'organisations agiles, combinant des logiques de réseaux et de hiérarchie. Cependant, le pilotage non centralisé des STU s'appuie fondamentalement sur les interactions d'entités communicantes, autonomes et capables de prendre des décisions. Ce travail s'intègre dans le développement de la méthodologie de modélisation ASCImi-STU (analyse, spécification, conception, implantation -multiple, incrémentielle pour les STU) qui a pour objectif d'apporter une aide à la conception et à la gestion des STU. La problématique liéé à la conception du sous-système décisionnel des STU est la maîtrise de la cohérence spatiale et temporelle des décisions, compte tenu des caractéristiques des systèmés pilotés et de leur environnement. Nous proposons pour le sous-système décisionnel une approche multi-agents et un outil d'aide à la décision pour améliorer la qualité de service aux usagers et pour résoudre des problèmes de planification au niveau stratégique, tactique et opérationnel.

Le présent travail s'inscrit dans une démarche globale d'aide à la perception du risque généré par les phénomènes de mouvements de terrain. L'approche privilégiée est l'analyse du concept de vulnérabilité, composante fondamentale et peu explorée de l'appréciation du risque. Pour développer ce concept dans le domaine spécifique des phénomènes de mouvements de terrain, il faut d'abord en structurer les différentes composantes de telle façon qu'au moment de l'évaluation du risque et de la prise de décision, il permette une approche quantitative. On mène ensuite une série d'analyses en retour sur des événements récents pour d'une part démontrer l'importance et la diversité des dommages imputables à des mouvements de terrain et d'autre part exploiter l'expérience correspondante pour bâtir une méthodologie d'évaluation de la vulnérabilité. Cette méthodologie est ensuite développée puis illustrée à travers deux applications. Elle repose sur les notions d'éléments exposés et d'intensité des sollicitations apportées par les phénomènes. Elle se structure autour de matrices d'endommagement qui offrent un cadre homogène de quantification de l'interaction entre ces éléments exposés et les phénomènes impliqués. Cette méthodologie a pour objectif de confronter les acteurs de la gestion du risque à des scénarios de ce qui peut les attendre en cas de manifestation de phénomènes pressentis. Elle reste reproductible et son principe peut être transposable à d'autres types de phénomènes naturels.

Les cameras intelligentes, ou Smart Cameras, sont des systèmes embarqués de vision artificielle. Ces systèmes se différencient des caméras "communes" par leur capacité à analyser les images, afin d'en extraire des informations pertinentes sur la scène observée, et ceci de féçon autonome grâce à des dispositifs embarqués de calcul. Les applications pratiques de ce type de système sont nombreuses (vidéo-surveillance, vision industrielle, véhicules autonomes, etc.), mais leur implémentation est assez complexe, et demande un haut degré d'expertise et des temps de développement élevés. Les travaux présentés dans cette thèse s'adressent à cette problématisue, et proposent une méthodologie d'implémentation permettant de simplifier le développement d'applications au sein des plateformes Smart Camera basées sur un dispositif FPGA. Cette méthodologie s'appuie d'une part sur l'instanciation au sein du FPGA d'un processeur "soft-core" taillé sur mesure, et d'autre part sur un flot de design à deux niveaux, permettant ainsi de traiter séparément les aspects matériels liés à la plateforme et les aspects algorithmiques liés à l'application

L'étude de la littérature montre que l'aide à la décision pour la Supply Chain (SC) ignore l'évaluation des flux financiers. Cette thèse propose une approche transdisciplinaire permettant l'évaluation des flux physiques et financiers de la SC. Nous proposons une méthodologie de modélisation par processus multiples et incrémentiels ainsi qu'un environnement de modélisation qui ont pour but d'évaluer flux physiques et financiers d'une SC. L'évaluation de la performance est réalisée par un modèle générique décisionnel combinant modèles du contrôle de gestion et couplages de modèles de simulation et d'optimisation. La mise en oeuvre de ces modèles se matérialise par une suite logicielle appelé Advanced Budgeting and Schedeling (ABS) qui constitue, par l'intégration des flux financiers dans l'aide à la décision, une évolution dans les logiciels pour la SC. Nous concevons deux ABS, l'un pour une SC industrielle d'une multinationale, l'autre pour la SC du Nouvel Hôpital d'Estain.