La turbulence modifie sensiblement les propriétés des écoulements évoluant en zone de proche paroi en provoquant notamment une augmentation significative du frottement pariétal. Dans le but de réduire cette traînée turbulente, on propose dans cette étude un contrôle actif de type dual dont la principale caractéristique repose sur l'interaction de deux schémas de contrôle, un schéma en boucle ouverte par soufflage localisé en espace et périodique en temps, suivi d'un schéma en boucle fermée de type suboptimal. L'idée principale est alors d'organiser la turbulence par une excitation oscillante de manière à la rendre plus prédictible et de ce fait plus contrôlable.<br />On commencera par étudier séparément l'impact de ces deux types de contrôle sur la turbulence de proche paroi. Une étude expérimentale est menée afin d'investiguer en détail l'effet de l'instationnarité induite par une excitation périodique. Les méthodes suboptimales ne pouvant être à ce jour appliquées expérimentalement, une Simulation Numérique Directe s'avère être l'outil le mieux adapté pour étudier leurs comportements. On montre finalement qu'une stratégie de contrôle duale, c'est à dire combinant les deux manipulations (Périodique + Suboptimale), peut s'avérer être une méthode de contrôle efficace afin de réduire la contrainte turbulente.

The motivation of this research is to propose innovative nonlinear and optimal control design algorithms, which can be used in real life. The algorithms need to be computationally efficient, should deal with control constraints and should operate under state feedback. To show the efficacy of algorithms, automatic therapy for different cancer problems is chosen to be the field of application. In this thesis, first an advanced control design technique called ’optimal dynamic in-version’ has been successfully experimented with control constraints. The proposed approach has subsequently been shown to be quite effective in proposing automatic drug delivery schemes with simultaneous application of chemo and immunotherapy drugs for complete elimination of cancer cells in melanoma (a skin cancer) as well as glioma (a brain cancer). As per the current practice, the amount of drug dosages are generally given based on some apriori statistical study with a very small sample size, which in reality may either also lead to drug toxicity (due to excessive drug) or may become ineffective (due to insufficient drug) for a particular patient. Subject to the fidelity of the mathematical model (which has been taken from published literature), it has been shown in this thesis that nonlinear control theory can be used for computation of drug dosages, which can then be used in a feedback strategy, thereby customizing the drug for the patient’s condition, to cure the disease successfully. Next, attention has been shifted to impulsive control of systems. Such impulsive con-trol systems appear in many other applications such as control of swings, control of spacecrafts and rockets using reaction control system, radiotherapy in cancer treatment and so on. Two impulsive control design philosophies are proposed in this thesis. In one approach, recently proposed model predictive static programming (MPSP) has been extended for impulsive control systems and has been named as impulsive-MPSP (I-MPSP). In other approach, another recent development, namely the Pseudospectral method has been utilized to consider both the magnitude of the control impulses as well as the time instants at which they are applied as the decision variables. It can be noted, that to the best of the knowledge of the author, the time instants of control application, being considered as decision variables is being proposed for the first time in the nonlinear and optimal control framework. Both I-MPSP and Pseudospectral methods are computationally quite efficient and hence can be used for feedback control (I-MPSP happens to be computationally more efficient than the Pseudospectral method). Applicability of the proposed extensions have been shown by solving various benchmark problems such as (i) a scalar linear problem, (ii) Van der Pol’s oscillator problem and (iii) an inverted pendulum problem. Finally the applicability of the proposed I-MPSP strategy has been shown by solving challenging problems such as radiotherapy treatment of head and neck and adenocarcimona cancers. Radio-therapy model is considered with oxygen effect, in which radiosensitivity parameters are considered in different forms. Head and neck cancer is considered with constant radiosensitivity parameters and adenocarcinoma is considered with constant, linear, quadratic and saturation model of radiosensitivity parameters. Note that toxicity constraints on normal tissue, which are nonlinear control constraints, are also successfully incorporated in this control design.

Aligner des macromolécules telles que des protéines, des ADN et des ARN afin de révéler ou exploiter, leur homologie fonctionnelle est un défi classique en bioinformatique, qui offre de nombreuses applications, notamment dans la modélisation de structures et l'annotation des génomes. Un certain nombre d'algorithmes et d'outils ont été proposés pour le problème d'alignement structure-séquence d'ARN. Cependant, en ce qui concerne les ARN complexes, comportant des pseudo-noeuds, des interactions multiples et des paires de bases non canoniques, de tels outils sont rarement utilisés dans la pratique, en partie à cause de leurs grandes exigences de calcul, et de leur incapacité à supporter des types généraux de structures. Récemment, Rinaudo et al. ont donné un algorithme paramétré général pour la comparaison structure-séquence d'ARN, qui est capable de prendre en entrée n'importe quel type de structures comportant des pseudo-noeuds. L'algorithme paramétré est un algorithme de programmation dynamique basée sur la décomposition arborescente. Nous avons développé plusieurs variantes et extensions de cet algorithme. Afin de l'accélérer sans perte sensible de précision, nous avons introduit une approche de programmation dynamique par bandes. De plus, trois algorithmes ont été développés pour obtenir des alignements sous-optimaux. De plus, nous introduisons dans ce contexte la notion de MEA (Maximum-expected Structure-Alignment) pour calculer un alignement avec la précision maximale attendue sur un ensemble d'alignements. Tous ces algorithmes ont été implémentés dans un logiciel nommé LiCoRNA (aLignment of Complex RNAs). Les performances de LiCoRNA ont été évaluées d'abord sur l'alignement des graines des familles de de la base de données RFAM qui comportent des pseudo-noeuds. Comparé aux autres algorithmes de l'état de l'art, LiCoRNA obtient généralement des résultats équivalents ou meilleurs que ses concurrents. Grâce à la grande précision démontrée par LiCoRNA, nous montrons que cet outil peut être utilisé pour améliorer les alignements de certaines familles de RFAM qui comportent des pseudo-noeuds. / Aligning macromolecules such as proteins, DNAs and RNAs in order to reveal, or conversely exploit, their functional homology is a classic challenge in bioinformatics, with far-reaching applications in structure modelling and genome annotation. In the specific context of complex RNAs, featuring pseudoknots, multiple interactions and non-canonical base pairs, multiple algorithmic solutions and tools have been proposed for the structure sequence alignment problem. However, such tools are seldom used in practice, due in part to their extreme computational demands, and because of their inability to support general types of structures. Recently, Rinaudo et al. gave a fully general parameterised algorithm for structure-sequence comparison, which is able to take as input any type of pseudoknotted structures. The parameterised algorithm is a tree decomposition based dynamic programming. To accelerate the dynamic programming algorithm without losing two much accuracy, we introduced a banded dynamic programming. Then three algorithms are introduced to get the suboptimal structure-sequence alignments. Furthermore, we introduce the notation Maximum Expected structure-sequence Alignment (MEA) to compute an alignment with maximum expected accuracy over a set of alignments. The Boltzmann match probability are computed based on the inside-outside algorithm. The algorithms are implemented in a software named LiCoRNA (aLignment of Complex RNAs). We first evaluate the performance of LiCoRNA on the seed alignment in the pseudoknotted RFAM families. Compared to the state-of-the-art algorithms, LiCoRNA shows generally equivalent or better results than its competitors. With the high accuracy showed by LiCoRNA, we further curate RFAM full pseudoknotted alignment. The reason why we realign full alignments is that covariance model does not support pseudoknot which may lead to misalign when building the full alignment.

Problematiken med matsvinn utgör ett globalt hållbarhetsproblem och konsumenternasbeteende har identifierats som den främsta bidragande faktorn till problematiken. En minskning av matsvinn måste ske för att en övergång till och utveckling av cirkulär ekonomi ska kunna realiseras, vilket ses som en direkt nödvändighet för att uppnå en hållbar utveckling. En förändring av de val konsumenter gör vid inköp av livsmedel ses som avgörande för att uppnå en minskning av det matsvinn som uppstår inom dagligvaruhandeln. Produkter med annorlunda utseende, kort utgångsdatum och skadad förpackning benämns som klass II-produkter, varpå en stor andel av dagligvaruhandelns matsvinn uppstår av just klass II-produkter. E-handel av mat har ökat drastiskt och utgör en viktig handelsplattform där det behövs åtgärder som syftar till att uppnå en förändring av konsumenternas beteende och val av livsmedel. Nudging utgör ett verktyg som används för att influera beteenden i en bestämd riktning och har identifieratssom en potentiell åtgärd att implementera inom dagligvaruhandelns e-handel, för att influera konsumenter att ta val av produkter som i en förlängning kan leda till minskat matsvinn. Syftet med denna studie är att utveckla förståelsen om vilka möjligheter och utmaningar det finns vid användandet av nudgingverktyg inom dagligvaruhandelns e-handel, för att influera konsumenters val av klass II-produkter. Val som i förlängningen kan leda till minskat matsvinn och utveckling av cirkulär ekonomi. För att utveckla denna förståelse, har vi utformat ett experiment som simulerar en fiktiv e-handel av dagligvaror, där olika nudgingverktyg implementerats i relation till klass II-produkter. Detta experiment har genomförts av studiens elva deltagare och därefter har dessa intervjuats. Den teoretiska bakgrunden om matsvinn, beslutstagande och nudging har ställts i relation till det material som samlats in genom intervjuerna, för att därefter användas för att besvara studiens problemformulering: Hur upplever konsumenter nudging i relation till klass II-produkter inom dagligvaruhandelnse-handel? Studiens resultat visar att konsumenternas upplevelse av nudging i relation till klass II-produkter inom dagligvaruhandelns e-handel, beror på konsumenternas preferenser, erfarenheter, förväntningar, konsumtionsmönster och ett antal demografiska faktorer. De största utmaningar och möjligheter för dagligvaruhandelns e-handel ses ligga i konsumenternas erfarenheter och preferenser, samt förverkligandet av transparens och tillit.

L’objectif de cette thèse était d’étudier la distribution, les déterminants et les conséquences des délais diagnostiques des cancers de l’enfant, par une revue systématique de la littérature, une analyse des plaintes déposées en France et au Canada et par des études ad hoc en population sur les tumeurs ayant des délais particulièrement longs : le médulloblastome et le sarcome d’Ewing.La revue systématique n’a pas retrouvé de diminution significative de la longueur des délais au cours du temps. Les délais longs étaient associés à un âge élevé, au type histologique et à la localisation de la tumeur. Les relations entre délai et gravité de la maladie étaient variables. Seul un tiers des conclusions des expertises judiciaires (n = 56) étaient concordantes avec les données de la littérature.Le délai diagnostique médian des enfants atteints de médulloblastome en Ile-de-France (n = 166) était de 65 jours. Les délais longs étaient associés paradoxalement à des métastases moins fréquentes et à une histologie favorable, mais pas à la survie ni aux séquelles.Le délai diagnostique médian des enfants atteints de sarcome d’Ewing en France (n = 436) était de 70 jours. Les délais longs, liés à un âge élevé et à la localisation de la tumeur, n’étaient pas associés au volume tumoral, à la présence de métastases, à l’opérabilité ni à la survie.Pour certaines tumeurs, une association entre délais diagnostiques et gravité est établie (rétinoblastome) ou hautement probable. Pour d’autres, l’absence d’association démontrée permettrait de dédramatiser la perception de leurs conséquences, sans dispenser d’essayer de réduire ces délais, notamment pour en atténuer les conséquences psychologiques. / The aim of this thesis was to study the distribution, determinants and consequences of time to diagnosis of cancer in children, through a systematic review of the literature and an analysis of lawsuits in France and Canada, and two population-based studies of tumors with particularly long diagnosis delays: medulloblastoma and Ewing sarcoma.The systematic review did not identify any significant decreases in time to diagnosis during the studies. Long times to diagnosis were associated with older age, histological type and location of the tumor. Associations between time to diagnosis and severity of the disease varied. Only a third of the court-appointed experts (n = 56) provided testimony concordant with the available medical literature.The median time to diagnosis of children with medulloblastoma in the area of Paris (n = 166) was 65 days. Diagnosis delays were paradoxically associated with less frequent metastasis and favorable histology, but not with survival, or sequelae.The median time to diagnosis of children with Ewing sarcoma in France (n = 436) was 70 days. Diagnosis delays, related with older age and tumor location, were not associated with tumor size, presence of metastasis, surgical outcome, or survival.For some tumors, an association between time to diagnosis and severity of the disease is well established (e.g. retinoblastoma), or highly probable. For others, the lack of demonstrated associations could tone down the perception of the supposed consequences of diagnosis delays - but does not exempt from trying to reduce them, in order to alleviate their psychological consequences.

South Africa has eleven official languages, ten of which are considered “resource-scarce”. For these languages, even basic linguistic resources required for the development of speech technology systems can be difficult or impossible to obtain. In this thesis, the process of developing Spoken Language Identification (S-LID) systems in resource-scarce environments is investigated. A Parallel Phoneme Recognition followed by Language Modeling (PPR-LM) architecture is utilized and three specific scenarios are investigated: (1) incomplete resources, including the lack of audio transcriptions and/or pronunciation dictionaries; (2) inconsistent resources, including the use of speech corpora that are unmatched with regard to domain or channel characteristics; and (3) poor quality resources, such as wrongly labeled or poorly transcribed data. Each situation is analysed, techniques defined to mitigate the effect of limited or poor quality resources, and the effectiveness of these techniques evaluated experimentally. Techniques evaluated include the development of orthographic tokenizers, bootstrapping of transcriptions, filtering of low quality audio, diarization and channel normalization techniques, and the human verification of miss-classified utterances. The knowledge gained from this research is used to develop the first S-LID system able to distinguish between all South African languages. The system performs well, able to differentiate among the eleven languages with an accuracy of above 67%, and among the six primary South African language families with an accuracy of higher than 80%, on segments of speech of between 2s and 10s in length. AFRIKAANS : Suid-Afrika het elf amptelike tale waarvan tien as hulpbron-skaars beskou word. Vir die tien tale kan selfs die basiese hulpbronne wat benodig word om spraak tegnologie stelsels te ontwikkel moeilik wees om te bekom. Die proses om ‘n Gesproke Taal Identifisering stelsel vir hulpbron-skaars omgewings te ontwikkel, word in hierdie tesis ondersoek. ‘n Parallelle Foneem Herkenning gevolg deur Taal Modellering argitektuur word ingespan om drie spesifieke moontlikhede word ondersoek: (1) Onvolledige Hulpbronne, byvoorbeeld vermiste transkripsies en uitspraak woordeboeke; (2) Teenstrydige Hulpbronne, byvoorbeeld die gebruik van spraak data-versamelings wat teenstrydig is in terme van kanaal kenmerke; en (3) Hulpbronne van swak kwaliteit, byvoorbeeld foutief geklasifiseerde data en klank opnames wat swak getranskribeer is. Elke situasie word geanaliseer, tegnieke om die negatiewe effekte van min of swak hulpbronne te verminder word ontwikkel, en die bruikbaarheid van hierdie tegnieke word deur middel van eksperimente bepaal. Tegnieke wat ontwikkel word sluit die ontwikkeling van ortografiese ontleders, die outomatiese ontwikkeling van nuwe transkripsies, die filtrering van swak kwaliteit klank-data, klank-verdeling en kanaal normalisering tegnieke, en menslike verifikasie van verkeerd geklassifiseerde uitsprake in. Die kennis wat deur hierdie navorsing bekom word, word gebruik om die eerste Gesproke Taal Identifisering stelsel wat tussen al die tale van Suid-Afrika kan onderskei, te ontwikkel. Hierdie stelsel vaar relatief goed, en kan die elf tale met ‘n akkuraatheid van meer as 67% identifiseer. Indien daar op die ses taal families gefokus word, verbeter die persentasie tot meer as 80% vir segmente wat tussen 2 en 10 sekondes lank. Copyright / Dissertation (MEng)--University of Pretoria, 2010. / Electrical, Electronic and Computer Engineering / unrestricted

Les objectifs de cette thèse étaient de produire des connaissances nouvelles sur les méthodologies d’évaluation de l’optimalité des soins avec l’exemple des délais diagnostiques et des infections bactériennes sévères de l’enfant (IBS). Nous avons mis en évidence, dans deux revues systématiques de la littérature, que les points méthodologiques potentiellement associés à des risques de biais et d’obstacles à la transportabilité des résultats étaient rarement rapportés dans les études primaires sur les délais diagnostiques ou rarement évalués par les auteurs de méta-analyses. Nous avons donc construit et validé internationalement une reporting guideline pour aider les scientifiques à prendre en compte ces points méthodologiques critiques. Nous avons montré par une enquête confidentielle avec comité d’experts en population que : (i) les prises en charge étaient suboptimales pour 76% des enfants décédés d’IBS, (ii) un retard au recours médical, une sous-évaluation de la gravité ou un retard à l’antibiothérapie étaient retrouvés dans la prise en charge de respectivement 20%, 20% et 24% des enfants atteints d’IBS, (iii) les soins suboptimaux étaient indépendamment et fortement associés au risque de décès et (iv) les soins suboptimaux étaient plus fréquents chez les enfants de moins d’un an ou lorsque qu’ils n’étaient pas administrés par un médecin spécifiquement formé. La minimisation des biais dans la sélection des participants et la mesure de l’optimalité et la prise en compte de facteurs de confusion comme la sévérité intrinsèque de la maladie sont des éléments clefs de l’évaluation de l’optimalité des soins afin de produire des messages cliniques correctifs valides. / The aim of this thesis was to product new knowledge about the methodology on how to assess the optimality of care with the examples of time to diagnosis and serious bacterial infection (SBI). In two systematic reviews, we found that the key methodological points potentially related to risks of bias or threats to transportability were rarely reported in the primary studies and rarely evaluated by authors of systematic reviews. Then, we developed and internationally validated a reporting guideline to help scientists to better take into consideration these critical methodological points. In a population-based confidential inquiry, we found that: (i) care was suboptimal in 76% of the initial management of children who died from SBI, (ii) delayed first medical contact, undervaluation of severity or delayed antibiotic administration were detected in the management of 20%, 20% and 24% of children admitted to intensive care for a SBI, respectively, (iii) the total number of suboptimal cares delivered during the management was independently associated with death, and (iv) suboptimal cares were more frequent in children younger than one year old and if the care was delivered by a non specialist physician. Minimizing the risks of bias both in the selection process of the study population and in the assessment of the optimality of care, and taking into account confounding factors such as the intrinsic severity of the disease are keys elements to ensure a reliable evaluation of optimality of care in order to produce effective corrective clinical messages.