Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Dans cette thèse, nous avons étudié des décharges nanosecondes répétitives pulsées dans une géométrie pointe-pointe à la pression atmosphérique dans l’air et dans des mélanges hydrogène-air. Expérimentalement, trois régimes de décharges ont été observés dans l’air à pression atmosphérique entre 300 et 1000 K : couronne, diffus et arc. Pour étudier ces différents régimes, nous avons tout d’abord simulé une décharge ayant lieu pendant un des pulses de tension nanosecondes. Nous avons montré qu’un paramètre clé pour la transition entre les régimes est le rapport entre le temps de connexion entre les décharges positives et négatives initiées aux pointes et la durée du pulse de tension. Dans une seconde étape, nous avons étudié la dynamique des espèces chargées entre les pulses de tension à 300 et 1000 K et nous avons montré que les caractéristiques de la décharge pendant un pulse de tension dépendaient très peu du niveau de préionisation (dans la gamme 109-1011 cm��3) laissé par les décharges précédentes. Nous avons ensuite simulé plusieurs pulses de tensions consécutifs à Tg=1000 K à une fréquence de 10 kHz. Nous avons montré que, en quelques pulses de tension, la décharge atteint un régime diffus "stable", observé dans les expériences. Nous avons ensuite étudié le régime de décharge de type arc nanoseconde. Nous avons montré que la fraction d’énergie de la décharge allant dans le chauffage rapide de l’air est de 20-30 %. A cause de ce chauffage rapide, nous avons observé la propagation d’une onde de choc cylindrique suivie par la formation d’un canal chaud, sur le passage initial de la décharge, qui se dilate radialement sur des temps courts (t 6 1 _s), comme observé dans les expériences. Ensuite nous avons pris en compte un modèle de circuit externe pour limiter le courant et ainsi nous avons simulé plusieurs pulses consécutifs pour étudier la transition entre les régimes diffus et d’arc nanoseconde. Pour finir, les résultats de cette thèse ont été utilisés pour trouver des conditions d’obtention d’un régime diffus stable à 300 K et à la pression atmosphérique. Puis nous avons étudié l’allumage sur des temps courts (t 6 100 _s) d’un mélange pauvre H2-air par une décharge de type arc nanoseconde à 1000 K et à pression atmosphérique avec une richesse de 0.3. Nous avons comparé les importances relatives pour l’allumage du chauffage rapide et de la production d’oxygène atomique. Nous avons montré que l’allumage par l’oxygène atomique semble être légèrement plus efficace et a une dynamique complètement différente de celle initiée par le chauffage rapide. / In this Ph.D. thesis, we have carried out numerical simulations to study nanosecond repetitively pulsed discharges (NRPD) in a point-to-point geometry at atmospheric pressure in air and in H2-air mixtures. Experimentally, three discharge regimes have been observed for NRPD in air at atmospheric pressure for the temperature range Tg = 300 to 1000 K: corona, glow and spark. To study these regimes, first, we have considered a discharge occurring during one of the nanosecond voltage pulses. We have shown that a key parameter for the transition between the discharge regimes is the ratio between the connection-time of positive and negative discharges initiated at point electrodes and the pulse duration. In a second step, we have studied the dynamics of charged species during the interpulse at Tg = 300 and 1000 K and we have shown that the discharge characteristics during a given voltage pulse remain rather close whatever the preionization level (in the range 109-1011 cm��3) left by previous discharges. Then, we have simulated several consecutive nanosecond voltage pulses at Tg = 1000 K at a repetition frequency of 10 kHz. We have shown that in a few voltage pulses, the discharge reaches a stable quasi-periodic glow regime observed in the experiments. We have studied the nanosecond spark discharge regime. We have shown that the fraction of the discharge energy going to fast heating is in the range 20%- 30%. Due to this fast heating, we have observed the propagation of a cylindrical shockwave followed by the formation of a hot channel in the path of the discharge that expands radially on short timescales (t < 1 _s), as observed in experiments. Then we have taken into account an external circuit model to limit the current and then, we have simulated several consecutive pulses to study the transition from multipulse nanosecond glow to spark discharges. Finally the results of this Ph.D. have been used to find conditions to obtain a stable glow regime in air at 300 K and atmospheric pressure. Second we have studied on short time-scales (t_ 100_s) the ignition by a nanosecond spark discharge of a lean H2-air mixture at 1000 K and atmospheric pressure with an equivalence ratio of _ = 0:3. We have compared the relative importance for ignition of the fast-heating of the discharge and of the production of atomic oxygen. We have shown that the ignition with atomic oxygen seems to be slightly more efficient and has a completely different dynamics.

L’interaction plasma-flamme résulte d’une interaction complexe entre processus physico-chimiques et hydrodynamiques. Toutefois, dans la littérature, l’influence des effets hydrodynamiques est souvent négligée au profit des effets thermiques et chimiques. L’objectif de nos travaux est de mettre en évidence expérimentalement le rôle des effets hydrodynamiques des décharges NRP dans l’interaction plasma-flamme. La PIV est d’abord mise en oeuvre pour caractériser l’écoulement d’air et étudier l’interaction plasma-écoulement inerte. Cette démarche a permis de mettre en évidence les effets hydrodynamiques des décharges NRP, caractérisés par une onde de choc (1-30 μs) et un noyau chaud (30-500 μs). Ensuite, une chambre de combustion à volume constant est utilisée pour réaliser des expériences d’allumage par décharges NRP de mélange méthane-air en régimes laminaire et turbulent. Nous avons effectué simultanément la PLIF OH et la chimiluminescence OH*. Une analyse basée sur la vitesse apparente du front réactif est conduite afin de comprendre le mécanisme d’allumage et le plissement du front de flamme à mesure que le nombre de décharges augmente. / Different phenomena are involved in plasma-assisted ignition/combustion and result in a complex interaction of physico-chemical and hydrodynamic processes. However, in the literature, the influence of the hydrodynamic effects is often neglected and most of studies support chemical and thermal effects as the main mechanisms of interaction. The aim of this experimental study is to highlight the role of the hydrodynamic effects of NRP discharges for a better comprehension of the main mechanisms involved in plasma-flame interaction. PIV is performed to characterize the airflow and study plasma-inert flow interaction. This approach enabled highlight hydrodynamic effects of NRP discharges, namely a shock wave (1-30 μs) and a hot kernel (30-500μs). A constant volume combustion chamber is then used in reactive case to conduct single shot experiments of methane-air mixture ignition by NRP discharges in laminar and turbulent configurations. Simultaneous PLIF and chemiluminescence respectively on OH and OH* radicals are performed. An analysis based on apparent flame velocity of the reactive front is conducted in order to understand the ignition process as well as the observed flame front wrinkling as the number of discharges pulses is increased.

Les objectifs de ce projet de maîtrise étaient (1) de comparer un groupe de patients avec AVC chronique avec des sujets contrôles au niveau de mesures cliniques et de la fonction corticospinale (testée par stimulation magnétique transcrânienne ou TMS) de la cheville parétique et (2) de tester les effets des stimulations magnétiques périphériques répétitives (rPMS) sur le muscle tibial antérieur chez ces patients au niveau du contrôle moteur de la cheville parétique et de la fonction corticospinale de ce muscle. D'abord, nous avons observé des différences cliniques et TMS importantes entre patients et contrôles, ainsi qu'entre patients avec lésion corticale et sous-corticale. Des corrélations entre les résultats TMS et cliniques indiquent un lien entre le contrôle de la cheville et la récupération de la fonction corticospinale. Ensuite, comparé à la stimulation placebo, les rPMS ont pu démontrer des améliorations au niveau du contrôle moteur de la cheville, en relation avec des changements au niveau des mesures TMS et en lien avec l'état initial du système (paramètres prédictifs d'un effet des rPMS). Ces résultats encouragent des futures études à évaluer plus en profondeur les effets des rPMS et leurs mécanismes sous-jacents.

Dans cette thèse, nous avons étudié d'un point de vue expérimental et numérique la dynamique et la structure des décharges de type streamer dans l'air à la pression atmosphérique. Deux configurations ont été étudiées: une décharge Nanoseconde Répétitive Pulsée (NRP) entre deux pointes dans l'air préchauffé et une Décharge à Barrière Diélectrique (DBD) dans une configuration pointe-plan. Nous avons montré que les simulations de la dynamique de ces décharges sur des temps courts permettent d'obtenir des informations sur la structure et les propriétés de ces décharges observées expérimentalement, généralement sur des temps plus longs. Dans le cadre de cette thèse, du point de vue de la simulation des décharges, deux nouvelles approches ont été développées: pour le calcul de la photoionisation et pour la prise en compte d'électrodes de forme complexe dans des maillages cartésiens. Pour le calcul de la photoionisation dans l'air, le modèle intégral de référence requiert de longs temps de calcul. Dans ce travail, afin d'éviter de lourds calculs intégraux, nous avons développé plusieurs modèles différentiels qui permettent de prendre en compte la dépendance spectrale de la photoionisation, tout en restant simples et peu coûteux en temps de calcul. Parmi les modèles développés, nous avons montré que le modèle appelé SP3 3-groupes basé sur une approximation d'ordre 3 de l'équation de transfert radiatif était plus précis pour la simulation des streamers. Afin de prendre en compte des électrodes de forme complexe dans les simulations, nous avons adapté une méthode GFM (“Ghost Fluid Method”) pour résoudre l'équation de Poisson afin de calculer précisément le potentiel et le champ électrique près de l'électrode. Cette méthode nous permet de prendre en compte l'influence de la forme exacte de l'électrode dans un maillage régulier, et ce quelque soit la forme de l'électrode. Nous avons réalisé des simulations en géométrie pointe-pointe étroitement liées à de récents travaux expérimentaux concernant des décharges générées par NRP dans de l'air préchauffé. Nous avons étudié la dynamique de la décharge dans l'espace inter-électrode pour différentes températures de l'air et différentes tensions appliquées. Nous avons montré que la structure de la décharge dépendait fortement de la tension appliquée, ce qui est en bon accord avec les expériences. Dans la partie expérimentale de ce travail, nous avons étudié un comportement particulier des filaments de plasma dans une DBD pendant la demi-alternance positive de la tension appliquée. La dynamique des décharges est fortement affectée par la charge de surface déposée sur le diélectrique. Nous avons simulé une configuration pointe-plan avec un diélectrique plan sur la cathode dans le but de mieux comprendre l'influence de l'accumulation de la charge de surface sur l'allumage et la propagation de décharges successives dans une DBD. Dans ce travail, nous avons simulé la propagation d'un streamer initié près de l'anode jusqu'au diélectrique, ainsi que la formation d'une décharge de surface sur celui-ci. Nous avons ainsi déterminé les échelles de temps et les processus responsables de l'écrantage d'un filament de plasma et les conditions d'allumage des décharges successives. Les résultats obtenus sont en bon accord avec l'expérience.

La circulation de l'information devient une préoccupation prioritaire des sociétés modernes. C'est pourquoi, la production audiovisuelle destinée aux télévisions et aux entreprises doit considérablement se développer dans les prochaines années. Une concurrence sévère nait dès maintenant de cette situation. Elle oppose les entreprises artisanales, qui jusqu'à ce jour occupaient le marché, et les sociétés industrielles qui se créent pour répondre à la demande prévisible. La vie et le savoir-faire d'un secteur d'activité sont menacé. Les petites entreprises, qui constituent le potentiel de production de dessin animé de notre pays, doivent s'adapter à une nouvelle situation internationale. En effet, la Grande-Bretagne, le Japon et les USA ont pris une place importante dans le domaine de la série télévisée de dessins animés. Ils ont conquis le marché en proposant leurs séries à la fois plus vite et moins cher. Contrairement à une idée répandue, ils n *utilisent pas encore systématiquement les techniques informatiques. Ils ont porté 1 *économie sur les frais de personnels et la simplicité de réalisation en mettant en oeuvre des mét~odes classiques d'industrialisation d'une fabrication: parcellisation du travail, normes de qualité souvent respectées à leur niveau minimum ... Mais la force commerciale et l'expérience acquises leur permettent désormais de proposer des productions de qualité croissante et d'intégrer progressivement des techniques modernes. dessin animé. Cette base de travail a été établie en collaboration étroite avec des professionnels du domaine. Nous l'avons complétée par une esquisse des apports actuels ou potentiels de l'informatique. Nous terminons en abordant les problèmes techniques que cé travail contribue à résoudre. Les principales références qui ont servi a établir ce chapitre sont: [BRI84], [MAR70], [BCT84]. Cette description ne concerne que le dessin animé classique le cartoon. Nous n'avons pas explicité ici les mille et une façons de faire du cinéma d'animation. Citons pour mémoire l'animation de papier découpé, de marionnettes, la pixilation. Face à la demande fortement croissante de dessins animés, destinés en particulier aux programmes de télévision, il devient nécessaire d'améliorer la productivité dans ce domaine. Outre des méthodes industrielles classiques, comme la parcellisation des tâches, des apports de nature différente peuvent être espérés de l'informatique: gestion de l'information (flux, mises à jours, cohérences entre documents), automatisation de tâches répétitives, outils interactifs de définition numérique d'images et de mouvements. Des recherches tendent à faire de l'ordinateur un outil nouveau de créa ti on d *images. animées. Not a mme nt, des études s*ont faites pour définir des objets avec des caractéristiques: élasticité, poids, ... et les manipuler en temps réel sur un écran d'ordinateur (formes du langage Logo, [LUC84]). D'autres études ont plutôt porté sur l'imitation du processus traditionnel de production de dessin animé. Des travaux ont été entrepris dans ce sens depuis plus de dix ans. Les plus grands studios: Hanna-Barbera, Walt Disn~y ont investi dans ces recherches. Aujourd'hui les systèmes informatiques d'aide à la production de dessins animés commencent seulement à sortir des laboratoires pour être utilisés en production [WAL81] [DIS84]. La fabrication des dessins animés est une activité créatrice nécessitant un grand travail manuel. Les trois points clés qui déterminent la concurrence entre les studios sont le coût, les délais et les volumes de production. Il sera intéressant de gagner sur chacun de ces points.

L'analyse de façades (détection, compréhension et reconstruction) à partir d'images acquises depuis la rue est aujourd'hui un thème de recherche très actif en photogrammétrie et en vision par ordinateur de part ses nombreuses applications industrielles. Cette thèse montre des avancées réalisées dans le domaine de la segmentation générique de grands volumes de ce type d'images, contenant une ou plusieurs zones de façades (entières ou tronquées).Ce type de données se caractérise par une complexité architecturale très riche ainsi que par des problèmes liés à l'éclairage et au point de vue d'acquisition. La généricité des traitements est un enjeu important. La contrainte principale est de n'introduire que le minimum d'a priori possible. Nous basons nos approches sur les propriétés d'alignements et de répétitivité des structures principales de la façade. Nous proposons un partitionnement hiérarchique des contours de l'image ainsi qu'une détection de grilles de structures répétitives par processus ponctuels marqués. Sur les résultats, la façade est séparée de ses voisines et de son environnement (rue, ciel). D'autre part, certains éléments comme les fenêtres, les balcons ou le fond de mur, sans être reconnus, sont extraits de manière cohérente. Le paramétrage s'effectue en une seule passe et s'applique à tous les styles d'architecture rencontrés. La problématique se situe en amont de nombreuses thématiques comme la séparation de façades, l'accroissement du niveau de détail de modèles urbains 3D générés à partir de photos aériennes ou satellitaires, la compression ou encore l'indexation à partir de primitives géométriques (regroupement de structures et espacements entre elles

Les Pensées Répétitives Négatives (PRN) font référence à des pensées récurrentes, prolongées et relativement incontrôlables au sujet de nos expériences négatives passées, actuelles ou anticipées. Ce processus transdiagnostique serait impliqué dans de nombreux troubles psychologiques, dont les troubles de l’usage de l’alcool (TUA). Cette thèse s’inscrit dans une démarche processuelle afin d’étudier l’impact des PRN sur la consommation d’alcool chez des patients souffrant d’un TUA. La recension systématique des travaux concernant la relation entre PRN et consommation d’alcool a souligné des interrogations concernant l’influence du sexe et de la symptomatologie anxio-dépressive sur ce lien. Afin de répondre à ces questions laissées sans réponses par la littérature, nous avons menées une étude écologique en temps réel via l’utilisation d’une application électronique qui enregistraient les PRN, les émotions et la consommation d’alcool chez des patients souffrant d’un TUA, suivis en ambulatoire. Pour mener à bien cette étude, deux outils transdiagnostiques d’évaluation des PRN ont d’abord été validés. Le Perseverative Thinking Questionnaire a permis l’évaluation transdiagnostique des PRN-traits, soit la tendance habituelle à utiliser des PRN et le Momentary Ruminative Self-Focus Inventory, a permis d’examiner les PRN-états, soient le recours aux PRN au moment de la passation. Les résultats de la thèse démontrent que les PRN expliquent la consommation d’alcool. Ils sont discutés en lien avec la formulation métacognitive triphasique des problèmes d’alcool. L’intérêt de valider la prise en charge transdiagnostique des PRN dans le cadre des TUA est également développée. / Repetitive Negative Thinking (RNT) refers to a style of recurring, relatively uncontrollable and prolonged thoughts about one’s current, past or anticipated negative experiences. This transdiagnostic mental process is shared across a wide range of psychological disorders, including alcohol use disorders (AUD). The current thesis examined the link between RNT and alcohol use among patients suffering from an AUD in a processual perspective. The systematic review of the literature on the relationship between RNT and alcohol use highlighted some questions about the impact of sex and anxious or depressed symptoms. To address these unanswered questions, we conducted an ecological study in real time through the use of an electronical application assessing RNT, mood and alcohol consumption among AUD patients. To accomplish this aim, two transdiagnostic scales evaluating RNT were validated. The Perseverative Thinking Questionnaire assessed RNT-traits which is the habitual tendency to have RNT, and the Momentary Ruminative Self-Focus Inventory examined RNT-state which is the use of RNT at the time of the assessment. Results of this thesis demonstrated that the link between RNT and alcohol use was direct. They are discussed according to the triphasic metacognitive formulation of problem drinking. The interest of validating the Rumination-focused Cognitive and Behavioural Therapy for AUD patients is developed.Repetitive Negative Thinking (RNT) refers to a style of recurring, relatively uncontrollable and prolonged thoughts about one’s current, past or anticipated negative experiences. This transdiagnostic mental process is shared across a wide range of psychological disorders, including alcohol use disorders (AUD). The current thesis examined the link between RNT and alcohol use among patients suffering from an AUD in a processual perspective. The systematic review of the literature on the relationship between RNT and alcohol use highlighted some questions about the impact of sex and anxious or depressed symptoms. To address these unanswered questions, we conducted an ecological study in real time through the use of an electronical application assessing RNT, mood and alcohol consumption among AUD patients. To accomplish this aim, two transdiagnostic scales evaluating RNT were validated. The Perseverative Thinking Questionnaire assessed RNT-traits which is the habitual tendency to have RNT, and the Momentary Ruminative Self-Focus Inventory examined RNT-state which is the use of RNT at the time of the assessment. Results of this thesis demonstrated that the link between RNT and alcohol use was direct. They are discussed according to the triphasic metacognitive formulation of problem drinking. The interest of validating the Rumination-focused Cognitive and Behavioural Therapy for AUD patients is developed.

La spasticité est une exagération du tonus musculaire qui s’observe très fréquemment chez les adultes avec accident vasculaire cérébral (AVC) et les enfants avec déficience motrice cérébrale (DMC). La spasticité s’accompagne de parésie (faiblesse musculaire) et de l’altération du contrôle moteur sélectif, le tout résultant de la perte des contrôles supraspinaux et limitant les capacités fonctionnelles et la qualité de vie. Spasticité et parésie sont des cibles centrales d’intervention en réadaptation neurologique mais il est fréquent que les déficiences sensorimotrices persistent. De nouvelles approches utilisant des technologies de pointe en recherche tentent précisément d’influencer la plasticité cérébrale et de réduire la spasticité invalidante pour un meilleur retour du contrôle moteur au niveau des membres parétiques spastiques. La thèse s’est intéressée à l’utilisation des stimulations magnétiques répétitives périphériques (RPMS des nerfs / muscles) noninvasives et indolores. Le but général était de tester si les RPMS étaient efficaces pour réduire la spasticité et améliorer le contrôle moteur en AVC et DMC tout en documentant les changements de fonctionnement corticomoteur (marqueurs de plasticité cérébrale, mécanismes d’action) accompagnant les améliorations motrices et fonctionnelles. Les méthodes employées pour l’évaluation de la spasticité revêtaient alors une importance particulière pour bien détecter l’effet de l’intervention testée. L’étude 1 de la thèse a souligné le manque d’évidences métrologiques des outils de mesure de la spasticité auprès de la clientèle pédiatrique avec DMC. Les études 2 à 4 ont montré que les RPMS diminuaient la spasticité et amélioraient la fonction motrice d’adultes avec AVC et d’enfants avec DMC. Plus précisément, les RPMS ont induit une baisse de la résistance à l’étirement des muscles fléchisseurs plantaires en DMC (études 2-3) et des fléchisseurs du poignet et des doigts en AVC (étude 4). Les changements corticomoteurs concomitants à ces améliorations ont témoigné d’une augmentation d’excitabilité du cortex moteur primaire (études 3-4). La thèse suggère donc que les RPMS, en induisant un flux massif d’informations sensorielles vers le cerveau, ont déclenché un changement de fonctionnement cérébral (plasticité dynamique) dans les réseaux liés au contrôle moteur. L’approche testée dans la thèse pourrait avoir un impact clinique significatif en réadaptation neurologique.

L'analyse de façades (détection, compréhension et reconstruction) à partir d'images acquises depuis la rue est aujourd'hui un thème de recherche très actif en photogrammétrie et en vision par ordinateur de part ses nombreuses applications industrielles. Cette thèse montre des avancées réalisées dans le domaine de la segmentation générique de grands volumes de ce type d'images, contenant une ou plusieurs zones de façades (entières ou tronquées).Ce type de données se caractérise par une complexité architecturale très riche ainsi que par des problèmes liés à l'éclairage et au point de vue d'acquisition. La généricité des traitements est un enjeu important. La contrainte principale est de n'introduire que le minimum d'a priori possible. Nous basons nos approches sur les propriétés d'alignements et de répétitivité des structures principales de la façade. Nous proposons un partitionnement hiérarchique des contours de l'image ainsi qu'une détection de grilles de structures répétitives par processus ponctuels marqués. Sur les résultats, la façade est séparée de ses voisines et de son environnement (rue, ciel). D'autre part, certains éléments comme les fenêtres, les balcons ou le fond de mur, sans être reconnus, sont extraits de manière cohérente. Le paramétrage s'effectue en une seule passe et s'applique à tous les styles d'architecture rencontrés. La problématique se situe en amont de nombreuses thématiques comme la séparation de façades, l'accroissement du niveau de détail de modèles urbains 3D générés à partir de photos aériennes ou satellitaires, la compression ou encore l'indexation à partir de primitives géométriques (regroupement de structures et espacements entre elles / Facade analysis (detection, understanding and field of reconstruction) in street level imagery is currently a very active field of research in photogrammetric computer vision due to its many applications. This thesis shows some progress made in the field of generic segmentation of a broad range of images that contain one or more facade areas (as a whole or in part).This kind of data is carecterized by a very rich and varied architectural complexity and by problems in lighting conditions and in the choice of a camera's point of view. Workflow genericity is an important issue. One significant constraint is to be as little biased as possible. The approches presented extract the main facade structures based on geometric properties such as alignment and repetitivity. We propose a hierarchic partition of the image contour edges and a detection of repetitive grid patterns based on marked point processes. The facade is set appart from its neighbooring façades and from its environment (the ground, the sky). Some elements such as windows, balconies or wall backgrounds, are extracted in a relevant way, without being recognized. The parameters regulation is done in one step and refers to all architectural styles encountered. The problem originates from most themes such as facade separation, the increase of level of details in 3D city models generated from aerial or satellite imagery, compression or indexation based on geometric primitives (structure grouping and space between them)