Dans cette thèse nous proposons un nouveau modèle statistique pour l'analyse des problèmes de segmentation/classification dont l'objectif <br /> est de partitionner des données en zones homogènes, et de regrouper ces zones en un nombre fini de classes. Les problèmes de segmentation/classification sont traditionnellement étudiés à l'aide <br /> des modèles de chaînes de Markov cachées. Nous proposons un modèle alternatif qui combine un modèle de segmentation et un modèle de mélange.<br /> <br /> Nous construisons notre modèle dans le cas gaussien et nous proposons une généralisation à des variables discrètes dépendantes. Les paramètres de ce modèle sont estimés par maximum de vraisemblance à l'aide d'un algorithme hybride fondé sur la programmation dynamique et sur l'algorithme EM. Nous abordons un nouveau problème de sélection de modèle qui est la sélection simultanée du nombre de groupes et du nombre de segments et proposons une heuristique pour ce choix. <br /> <br /> Notre modèle est appliqué à l'analyse de données issues d'une nouvelle technologie, les microarrays CGH (Comparative Genomic Hybridization). Cette technique permet de compter le nombre de milliers de gènes le long du génome en une seule expérience. L'application de notre méthode à ces données permet de localiser des zones délétées ou amplifiées le long des chromosomes. Nous proposons également une application à l'analyse des séquences d'ADN pour l'identification de régions homogènes en terme de composition en nucléotides.

La perte et la fragmentation des habitats sont des problématiques considérablement étudiées en écologie animale depuis plus d'une vingtaine d'années. Ces phénomènes ont des répercussions nombreuses tant au niveau des interactions fauniques que des processus de dispersion des organismes, ce qui peut influencer la pérennité des populations animales dans les paysages affectés. En Abitibi, la foresterie et l'agriculture ont fragmenté le paysage en différents massifs boisés créant ainsi une hétérogénéité du couvert forestier. Les seuils limites de tolérance des espèces plus spécialisées aux forêts matures et âgées, donc plus susceptibles d'être touchées négativement par la fragmentation ou la perte d'habitat de ces habitats, doivent être connus avant de mettre en péril les individus de ces espèces. La Petite Nyctale, un strigidé nocturne chassant en milieu forestier et nichant en cavités, fait partie des espèces susceptibles d'être fortement incommodées par la raréfaction et la fragmentation des forêts plus âgées. Ce projet de maîtrise vise à déterminer dans quelle mesure la Petite Nyctale est affectée par la perte et la fragmentation des habitats matures et âgés qui provient de la coupe forestière et de la déforestation à des fins agricoles. Nous avons tenté, dans un premier chapitre, de vérifier si la Petite-Nyctale est spécialisée dans la chasse d'une espèce de proie ou d'un groupe particulier de proies et si l'abondance de ces proies a une influence sur le succès reproducteur des couples nicheurs. Dans le deuxième chapitre, nous avons déterminé les types de paysages sélectionnés par les couples nicheurs pour l'initiation d'une nidification. En second lieu, nous avons vérifié si les différents degrés de perte et de fragmentation des habitats forestiers matures et âgés avaient une influence sur le succès reproducteur des couples et sur la condition physiologique des individus. Pour ce faire, nous avons récolté des données depuis 2006 à l'intérieur d'un réseau de 310 nichoirs où ceux-ci sont distribués en paires sur 155 stations. Ces données ont permis de conclure, dans un premier chapitre, que la quantité de proies transportées au nichoir varie selon les années dans notre aire d'étude, indiquant une possible cyclicité dans les populations de proies. Nous avons aussi observé que la Petite Nyctale chasse principalement les rongeurs forestiers alors que les oiseaux et les insectivores constituent des proies alternatives. Aussi, le succès reproducteur de la Petite Nyctale dans notre étude augmente avec le nombre de proies principales (rongeurs, Dipodidae et Cricetidae) transportées aux nichoirs, mais diminue avec l'augmentation du nombre d'oiseaux. Dans un deuxième chapitre, nous avons déterminé que l'année et non les variables de composition ou de fragmentation des habitats avaient une influence prépondérante sur les initiations de nichées. Néanmoins, l'augmentation du degré de fragmentation de l'habitat dans le domaine vital influence positivement le risque de prédation des œufs et des jeunes alors que l'augmentation des zones forestières a l'effet inverse. Aussi, nous avons déterminé que le niveau de stress (ratio Hétérophiles/Lymphocytes) chez les jeunes était influencé par l'année, plutôt que par les conditions de perte et de fragmentation des habitats forestiers. Nous concluons également que les précipitations influencent à la baisse le nombre d'œufs pondus ainsi que le nombre de jeunes qui s'envolent, et que les mâles plus âgés obtiennent un meilleur succès reproducteur que les mâles d'un an. Sans négliger l'importance potentielle des effets de perte et de fragmentation des habitats chez les rapaces chassant en milieu forestier, peu d'études similaires à la nôtre ont tenu compte de ces effets en intégrant d'autres causes connues pour réduire le taux d'occupation ou de succès reproducteur des adultes. Ajouté au fait que la matrice demeure principalement forestière dans notre aire d'étude (40% de couvert forestier mature de 12 m et plus à l'échelle des domaines vitaux de l'espèce), nos conclusions invitent donc à relativiser les effets négatifs de la perte et de la fragmentation des habitats dans un contexte majoritairement forestier. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Petite Nyctale, fragmentation, perte d'habitat, succès reproducteur, alimentation, nichoirs, forêt boréale

Ce travail s'intéresse aux transmissions ultralarge bande (ULB) dans les réseaux sans fils. La diversité spatiale est introduite par l'utilisation du système multiple-input multiple-output (MIMO) comme une technique efficace pour lutter contre l'évanouissement dû aux trajets multiples dans les communications sans fils. Mais, souvent l'intégration d'antennes multiples au niveau de l'émetteur ou du récepteur est coûteuse. Comme alternative, nous proposons d'utiliser la diversité coopérative qui garantit des gains de diversité spatiale en exploitant les techniques MIMO traditionnelles sans avoir besoin d'antennes multiples. L'objectif est d'introduire la diversité coopérative aux systèmes de transmission ULB. Nous considérons deux techniques d'accès multiple avec des schémas de modulation différents (time hopping pulse position modulation TH-PPM et direct sequence binary phase shift keying DSBPSK) avec le protocole de coopération decode-and-forward (DF). Nous utilisons le récepteur Rake afin d'exploiter la diversité de trajet multiple et analysons les statistiques de variable de décision à la sortie de ce récepteur. Nous présentons des résultats de simulation de la performance en termes de taux d'erreur binaire (TER) du système étudié sous différents canaux UWB compte tenu de la norme IEEE 802.15.4a. Ces résultats montrent que la coopération avec des relais améliore significativement les performances de transmission ULB, et que le gain de diversité augmente proportionnellement avec le nombre de relais. En présence d'IAM, la performance du système se dégrade de manière significative, mais l'avantage de la coopération est encore modérément efficace. La performance dans ce cas est limitée en termes de diversité achevée parce que le canal entre la source et le relais en présence d'IAM devient moins favorable. C'est pourquoi nous proposons d'utiliser la technique de sélection d'antenne au relais afin d'améliorer la fiabilité du canal source-relais. Cette solution permet d'améliorer la performance grâce au gain de la diversité d'antennes multiples disponibles au relais toute en n'utilisant qu'une seule chaîne radiofréquence (RF), qui conduit à une réduction des coûts et de la complexité.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Le cancer de la prostate est le cancer le plus fréquent chez l'homme de plus de 50 ans. Actuellement, les méthodes de dépistage manquent soit de sensibilité, soit de spécificité ou sont désagréables pour le patient. La spectroscopie de résonance magnétique permet l'étude du métabolisme in vivo. L'utilisation d'appareil haut champ (≥3T) permet dorénavant d'analyser la prostate sans antenne endorectale. L'objectif de cette thèse est de créer un système automatique de dépistage de ce cancer en mettant au point une méthode de classification automatique permettant de traiter les données obtenues grâce à la spectroscopie de résonance magnétique. La spectroscopie de résonance magnétique est un phénomène complexe, très sensible aux conditions d'acquisition. Nous avons donc étudié comment améliorer l'acquisition de ce signal. Cependant, même avec une acquisition de très bonne qualité, le signal de résonance magnétique doit subir quelques traitements pour être analysable automatiquement par une méthode de classification. La suite du travail a donc consisté à rechercher les traitements à appliquer pour optimiser les spectres en vue d'une classification. Nous avons alors recherché la méthode de classification optimale pour ce problème. Cet ensemble d'étapes (acquisition du signal, traitement des spectres puis classification des données obtenues) nous permet de mettre en évidence la présence de tumeurs de la prostate avec un taux d'erreur global de moins de 12%. Dans un second temps, nous avons cherché de nouveaux biomarqueurs dans les spectres. Ces biomarqueurs pouvaient être un métabolite précis ou une plage de fréquence correspondant à plusieurs métabolites. Nous n'avons pas trouvé d'attributs plus significatifs que la choline ou le citrate, cependant quelques bandes de fréquence semblent participer à l'amélioration des taux d'erreurs. Enfin, nous avons élargi notre champ d'investigation en tentant d'appliquer ces techniques chez le rat. Des contraintes liées à l'acquisition ne nous ont pas permis d'obtenir suffisamment de spectres dans le cas pré-clinique. Nous avons cependant pu valider la faisabilité de la SRM chez le rongeur et sa pertinence dans le cerveau. La technique doit cependant être améliorée pour pouvoir être validée dans le cas du cancer de la prostate chez le rat.

Le bar (Dicentrarchus labrax) est une espèce majeure de l'aquaculture méditerranéenne, dont la production est passée de presque rien en 1985 à plus de 100 000 tonnes annuelles aujourd'hui. Dans un grand nombre de cas, des géniteurs sauvages sont encore utilisés pour produire des juvéniles chez cette espèce, et l'on constate une forte prédominance des mâles, aux performances zootechniques inférieures, dans les populations d'élevage. Le but du présent travail de recherche était tout d'abord de quantifier les variations génétiques de la croissance et du sex ratio entre familles de bar produites par fécondation artificielle et élevées en commun, en utilisant le génotypage de locus microsatellites pour reconstruire les pedigrees des animaux mesurés. Dans un second temps, nous avons également étudié la réponse en termes de croissance et de sex ratio à une sélection expérimentale sur la croissance en longueur. Nous avons tout d'abord pu montrer que la technique expérimentale choisie (fécondation artificielle, élevage en commun et reconstruction des pedigrees par génotypage) était efficace et susceptible d'être appliquée non seulement en expérimentation, mais aussi pour la mise en place de programmes de sélection chez le bar. La croissance chez le bar montre une héritabilité élevée pour le poids à taille commerciale de 400g environ (h²=0.38-0.44), mais plus modeste pour le taux de croissance de 35 à 400g (0.16-0.34), montrant l'importance de la croissance précoce, très héritable (h²=0.61) dans la construction de la performance à taille commerciale. Par ailleurs, la croissance du bar n'est pas significativement influencée par des effets maternels non génétiques ou de dominance. Nous avons estimé les interactions génotype-milieu pour la croissance entre des sites de grossissement très différents, et si ces interactions se sont révélées modestes pour le poids à taille commerciale (rA=0.70-0.99 entre sites), elles étaient beaucoup plus fortes pour le taux de croissance (rA=0.21-0.61 entre sites). Bien que nous ayons à dessein choisi des environnements très différents pour ce test, ceci souligne l'importance de conduire les programmes de sélection dans un environnement proche de l'environnement d'élevage. Nous avons montré que le sex-ratio des populations naturelles de bar ne différait pas de 50-50 en moyenne, mais que certaines classes d'âge pouvaient avoir un sex-ratio biaisé, vraisemblablement du fait d'effets environnementaux. En élevage, les sex-ratios sont variables entre familles et influencés à la fois par le père et par la mère. Aucun modèle purement génétique ne permet d'expliquer les distributions observées, qui peuvent être décrites soit par un modèle ayant au moins deux loci bialléliques et une variance micro-environnementale, soit par un modèle polygénique à seuil (h²=0.62 pour la tendance sexuelle sur l'échelle sous-jacente). Avec ce dernier modèle, on note une corrélation génétique positive (rA=0.50) entre tendance sexuelle et croissance. Ceci permet de prédire que la domestication devrait permettre un rééquilibrage du sex-ratio vers 50-50, la sélection croissance biaisant le sex-ratio vers plus de femelles. C'est ce que nous observons ensuite dans notre expérience de réponse à la sélection pour la croissance. Cette même expérience nous permet de confirmer le potentiel de l'espèce pour une amélioration génétique de la croissance, avec un gain de 23% en première génération. Le modèle polygénique (ou à tout le moins polyfactoriel) de déterminisme du sexe est a priori rare chez les Vertébrés. Après avoir développé son utilisation possible pour obtenir à terme des populations de bars d'élevage monosexes femelles, le modèle polygénique est replacé dans la théorie du déterminisme du sexe chez les Vertébrés ectothermes, où il semble pouvoir être considéré comme beaucoup plus répandu qu'on ne le considère classiquement. [...] Suite et fin du résumé dans la thèse.

Nous proposons de modéliser les données issues des technologies de séquençage du transcriptome (RNA-Seq) à l'aide de la loi binomiale négative, et nous construisons des modèles de segmentation adaptés à leur étude à différentes échelles biologiques, dans le contexte où ces technologies sont devenues un outil précieux pour l'annotation de génome, l'analyse de l'expression des gènes, et la détection de nouveaux transcrits. Nous développons un algorithme de segmentation rapide pour analyser des séries à l'échelle du chromosome, et nous proposons deux méthodes pour l'estimation du nombre de segments, directement lié au nombre de gènes exprimés dans la cellule, qu'ils soient précédemment annotés ou détectés à cette même occasion. L'objectif d'annotation précise des gènes, et plus particulièrement de comparaison des sites de début et fin de transcription entre individus, nous amène naturellement à nous intéresser à la comparaison des localisations de ruptures dans des séries indépendantes. Nous construisons ainsi dans un cadre de segmentation bayésienne des outils de réponse à nos questions pour lesquels nous sommes capable de fournir des mesures d'incertitude. Nous illustrons nos modèles, tous implémentés dans des packages R, sur des données RNA-Seq provenant d'expériences sur la levure, et montrons par exemple que les frontières des introns sont conservées entre conditions tandis que les débuts et fin de transcriptions sont soumis à l'épissage différentiel.

Le Zircaloy-4 utilisé comme matériau de gainage des combustibles nucléaires est trempé β puis filé sur aiguille dans le haut domaine α. La microstructure de trempe, qui conditionne les opérations de mise en forme ultérieures, se présente sous deux formes : vannerie ou colonies de lamelles parallèles. Ces dernières se fragmentent difficilement lorsqu'elles sont normales à l'effort de compression. La thèse étudie trois aspects de ce phénomène. Le premier concerne les conditions de trempe : temps d'homogénéisation dans le domaine β et vitesse de refroidissement. Une adaptation au Zircaloy-4 de l'essai Jominy montre que ces deux paramètres ont une influence décisive sur la taille des colonies (par l'intermédiaire de la taille des grains β) et sur l'épaisseur des lamelles. Le second présente des essais de compression selon trois directions orthogonales. La troisième passe fragmente les colonies qui ont résisté aux deux autres et affine sensiblement la microstructure. A 750°C en particulier, un cycle de trois passes permet d'obtenir des grains de 30 µm ; mais les meilleurs résultats sont obtenus à 650°C (grains de 17 µm) et à grande vitesse de déformation (grains de 10 µm).Dans le troisième, un modèle de plasticité cristalline tridimensionnel implémenté dans le code d'éléments finis ABAQUS simule le comportement des lamelles sous l'effet de la contrainte. Il prend en compte leur orientation cristallographique en plus de leur morphologie. Dans la plupart des cas, les lamelles s'incurvent dès le début de la déformation macroscopique du matériau, ce qui induit des localisations de la déformation.

La sélection de sous-ensembles de molécules diverses est un enjeu très important de la recherche pharmaceutique. En effet, de la qualité de cette sélection, dépendra la découverte efficace d'un médicament. De nombreuses méthodes existent pour répondre à cette demande. Certaines sont basées sur la création de groupes de molécules, d'autres sur le principe de dissimilarité inter-moléculaire. Nous proposons dans ce travail, une nouvelle technique à la croisée de ces méthodes, qui permet d'obtenir des sous-ensembles à la fois divers dans l'espace et représentatifs de l'ensemble initial duquel ils sont extraits. Pour créer cette méthode de sélection, nous avons tout d'abord défini et formalisé mathématiquement un critère de diversité, puis nous nous sommes appuyés sur des heuristiques connues en apprentissage artificiel pour concevoir l'algorithme. Celui-ci a été comparé à d'autres types de sélections de diversité couramment utilisées en chémoinformatique telles que les k-medoïds, Maximum-Dissimilarity, Sphere-Exclusion. La formalisation du critère de diversité nous a enfin permis de proposer un nouveau critère d'évaluation de la qualité des sélections. La méthode et le critère présentés dans ce travail donnent des échantillons divers et représentatifs d'un espace chimique.

Dans certains cas, la colonisation des zones humides par les espèces animales et végétales peut être une menace majeure pour la biodiversité. Il est donc primordial de mieux connaître l‟écologie des espèces colonisatrices pour définir leurs relations avec le reste de l‟écosystème. Nous avons étudié les conséquences de la colonisation relativement récente des étangs piscicoles français par le cygne tuberculé (Cygnus olor). Nous nous sommes intéressés à l‟expression de cette colonisation dans l‟espace par l‟étude des processus de sélection de l‟habitat. Nos résultats montrent que dans un paysage d‟étangs, la répartition des cygnes tuberculés dépend à la fois de la configuration spatiale des étangs (aire - isolement), des ressources disponibles et du statut de reproduction des cygnes tuberculés. Nous avons ensuite étudié les interactions entre le cygne tuberculé et les communautés animales et végétales des étangs. Sur les sites de cantonnement des couples, nous n‟avons pas montré d‟effet de la présence des cygnes tuberculés sur l‟abondance des oiseaux d‟eau, et aucune forme d‟exclusion spatiale à l‟échelle de l‟étang. En revanche, les cygnes tuberculés peuvent générer une déplétion significative des herbiers de macrophytes aquatiques, suggérant des effets en cascade sur les autres communautés des étangs piscicoles. Comme toute perturbation générée par une espèce colonisatrice, celle associée à l‟arrivée des cygnes doit néanmoins être replacée dans le contexte plus large des régimes de perturbations à l‟oeuvre sur l‟écosystème, ce qui importe particulièrement dans le cas d‟écosystèmes aussi dépendants de l‟activité humaine que les étangs piscicoles.