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Résumé : Une coordination appropriée entre les pattes antérieures et postérieures chez les mammifères terrestres est essentielle pour maintenir une stabilité pendant la locomotion quadrupède. Il a été fortement suggéré que les voies propriospinales et le retour sensoriel pourraient jouer un rôle important dans la coordination antéropostérieure. Cependant, les mécanismes neurophysiologiques impliqués dans la coordination entre les membres antérieurs et les membres postérieurs pendant la marche demeurent méconnus. Suite à une lésion partielle de la moelle épinière, plusieurs déficits de la coordination antéropostérieure ont pu être dénotés chez l’animal non-humain et chez l’humain. Malgré tout, les effets d’une lésion partielle sur la coordination antéropostérieure n’ont pas encore été clairement caractérisés. Au regard du nombre considérable de blessés médullaires présentant des troubles de l’équilibre et de la coordination entre les bras et les jambes après avoir récupéré la marche, il semble essentiel de mieux comprendre ces mécanismes. L’objectif du projet était d’offrir une meilleure caractérisation de la coordination antéropostérieure chez le chat intact et suite à une hémisection latérale de la moelle épinière. Pour ce faire, un tapis roulant partitionné transverse permettant de dissocier les vitesses de locomotion entre les pattes antérieures et postérieures a été utilisé. Huit chats implantés chroniquement pour réaliser des enregistrements électromyographiques ont été entrainés dans diverses conditions de locomotion partitionnée et non-partitionnée. Parmi ces 8 chats, 6 ont subi une hémisection latérale du côté droit de la moelle épinière entre la 5ème et la 6ème vertèbre thoracique (T6). Des analyses cinématiques et électromyographiques ont été réalisées chez les chats intacts et 8 semaines après la lésion partielle de la moelle épinière. Les résultats obtenus démontrent que la coordination antéropostérieure est contrôlée par des influences bidirectionnelles et asymétriques entre les pattes antérieures et postérieures. De plus, lorsque la vitesse de locomotion des pattes antérieures était plus élevée que celle des pattes postérieures, une dissociation du rythme était observée avec les pattes antérieures réalisant davantage de pas chez le chat intact. Suite à la lésion, cette dissociation était également observée lors de la locomotion non-partitionnée. Cependant, que ce soit avant ou après la lésion, quand une telle dissociation apparaissait, une nouvelle forme stable de coordination antéropostérieure apparaissait consistant à réaliser deux pas des pattes antérieures pendant un pas des pattes postérieures (coordination 2-1). Finalement, la coordination antéropostérieure pouvait être modulée par l’utilisation du tapis roulant partitionné et une coordination 1-1 pouvait être restaurée suite à la lésion en faisant marcher les pattes postérieures à une vitesse plus élevée. À partir de ces résultats, nous avons proposé un nouveau modèle théorique du contrôle neurophysiologique de la coordination antéropostérieure. Qui plus est, un raffinement des échelles d’évaluation de la récupération locomotrice suite à des lésions de la moelle épinière s’avère indispensable afin d’inclure une caractérisation détaillée de la coordination antéropostérieure. Finalement, d’un point de vue clinique, ces résultats suggèrent que de nouvelles stratégies thérapeutiques basées sur la coordination antéropostérieure pourraient être envisagées afin de renforcer la récupération locomotrice suite à des lésions de la moelle épinière. / Abstract : An appropriate coordination between the forelimbs and the hindlimbs in terrestrial mammals is essential to maintain stability during quadrupedal locomotion. It is thought that propriospinal pathways and sensory feedback contribute to the control of forelimbhindlimb coordination. However, the neurophysiological mechanisms involved in this coordination during locomotion remain poorly defined. After a partial spinal cord injury, several impairments of interlimb coordination have been observed in non-human animal models and human patients. Despite this, the effects of a partial lesion on forelimb-hindlimb coordination have not been clearly characterised. Patients with spinal cord injury have pronounced deficits with their equilibrium and a deficient control of interlimb coordination could be a main contributor. The purpose of these studies was to better characterize forelimb-hindlimb coordination in intact cats and following a lateral hemisection of the spinal cord. A transverse split-belt treadmill was used to independently control the speed of the forelimbs and of the hindlimbs. Eight cats were chronically implanted for e;ectromyography and trained to perform various tied-belt and transverse split-belt locomotor conditions. Among these 8 cats, 6 were hemisected at the 6th thoracic segment of the spinal cord on the right side. Electromyographic and kinematic analyses were performed in the intact state and 8 weeks post-hemisection. The results demonstrate that interlimb coordination is controlled by bidirectional and asymmetrical influences between the forelimbs and the hindlimbs. Moreover, when the forelimbs stepped faster than the hindlimbs, dissociation of the forelimb and hindlimb rhythms occurred, with the forelimbs taking more steps. After the lesion, this dissociation was observed, even during tied-belt locomotion. However, in both intact and injured cats, when such dissociation occurred, a new stable form of forelimb-hindlimb coordination appeared, consisting of two forelimb steps for one hindlimb step (2-1 forelimb-hindlimb coordination). Finally, the transverse split-belt treadmill could modulate forelimb-hindlimb coordination and 1-1 coordination could be restored after the lesion during transverse split-belt locomotion with a faster hindlimb speed. From these results, we propose a theoretical model of the neurophysiological control of interlimb coordination. Moreover, a refinement of performance scales evaluating the locomotor recovery after spinal cord injury is necessary to include a detailed characterisation of interlimb coordination. Finally, from a clinical perspective, these results suggest that new therapeutic strategies based on interlimb coordination could be used to strengthen locomotor recovery after spinal cord injuries.

Les microbialites, dépôts lithifiés d’origine microbienne, sont des structures organosédimentaires documentées depuis plus de 3,5 milliards d’années. La compréhension de ces structures, des conditions et des modalités de leur mise en place, nous apporte des informations précieuses sur l’origine de la vie sur Terre. Cette thématique de recherche est également en plein essor du fait de ses implications économiques majeures concernant les hydrocarbures. La reconstitution des environnements associés aux structures microbiennes fossiles reste incertaine, notamment entre milieux de dépôts marins ou continentaux. Ces deux environnements contrastés ont été étudiés à travers deux exemples modernes, Cayo Coco (Cuba) en domaine marin lagunaire et le Grand Lac Salé (Utah, USA) en domaine lacustre continental dans le but d’identifier des critères diagnostiques pour discriminer ces environnements dans le registre fossile.La formation des microbialites résulte de la minéralisation et de la lithification d’un tapis microbien sous l’influence d’une composante métabolique (intrinsèque) liée à l’activité du tapis microbien, et d’une composante environnementale (extrinsèque). L’objectif de ce travail était de replacer à différentes échelles les dépôts microbiens dans leur contexte environnemental et de comprendre les influences directes des paramètres extrinsèques sur : (1) les processus de minéralisation des tapis microbiens et la formation de microbialites, (2) la morphologie des structures microbiennes, (3) la distribution spatio-temporelle des microbialites et des sédiments associés, et enfin (4) les relations entre les tapis microbiens et microbialites et leur environnement. / Lithified microbial deposits, considered as microbialites, are organosedimentary structures observed since 3.5 billion years. Understanding the mechanisms and environmental conditions leading to their formation may provide valuable information about the origin of life on Earth. Our interest on this research topic has increased owing to the economic implications of these deposits, especially concerning the hydrocarbons. The reconstruction of the environments associated with microbial structures remains uncertain in the fossil record, especially between marine and continental domains. These two contrasting environments were studied through two modern examples: (1) a marine-fed lagoon area in Cayo Coco (Cuba), and the continental lake of the Great Salt Lake (Utah, USA) in order to identify diagnostic criteria allowing to distinguish both environments in the fossil record.Microbialite result from mineralization and lithification of microbial mats under the influence of metabolic chemical reactions (intrinsic) related to the activity of the microbial biomass and environmental (extrinsic) conditions. The objective of this PhD is to replace microbial deposits, at different scales, in their context of formation to highlight the significance of extrinsic parameters on: (1) the mineralization processes and the formation of microbialites, (2) the morphologies of observed microbial structures, (3) their spatial distribution, and (4) the relationship between microbial mats and microbialite and their environment.

L'objectif de la première partie de l'étude était de comparer l'impact du mode (ergocycle versus tapis roulant) et du type de protocole (rampe versus palier) lors d'épreuves d'effort maximales limitées par les symptômes chez des sujets souffrant d'ischémie du myocarde silencieuse induite par l'exercice. Les résultats démontrent que les signes d'ischémie sont atténués lors d'une épreuve d'effort maximal faite sur l'ergocycle comparativement au tapis roulant, et ce, indépendamment de l'intensité de l'effort, du travail myocardique et du type de protocole. La deuxième partie de l'étude consistait à évaluer si des périodes prolongées et répétées d'ischémie du myocarde induite par l'effort lors de sessions d'entraînement à l'exercice de haute intensité pouvaient être délétères. Les résultats démontrent que chez des individus spécifiquement sélectionnés souffrant de la maladie coronarienne athérosclérotique stable, un entraînement à l'exercice supraischémique de 6 semaines ne cause pas d'élévation de la concentration sérique de la troponine T, un marqueur de dommage du myocarde. De plus, ces périodes d'entraînement ischémiques ne causent ni altération de la fonction ventriculaire évaluée par échocardiographie ni d'arythmies malignes mesurées par électrocardiographie ambulatoire de 24 heures.

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

Cette thèse est constituée de cinq parties distinctes. La première partie est consacrée au problème de rigidité quasi-symétrique associé à un nouveau modèle de tapis de Sierpinski, qui ne sont pas quasi-symétriquement équivalent aux tapis de Sierpinski usuels. La seconde partie est une discussion portant sur la géométrie quasi-symétrique des ensembles de tapis de Julia, incluant en outre le quasi-cercle uniforme, ainsi que certaines propriétés de séparation uniforme. Lors de la troisième partie, nous déterminerons une condition permettant de savoir quand deux rayons externes d'un polynôme tendent vers un même point. Comme application, nous montrerons également la monotonie de l'entropie associée à une famille de polynômes quadratiques. La quatrième partie est inspirée du travail récent de Cui Guizhen et Tan Lei. En utilisant des outils classiques (module d'anneau et chirurgie quasi-conforme), nous étudierons la convergence de certains rayons en campagne locus espace des paramètres. Enfin, la dernière partie pore sur la famille des transformations de renormalisations générées. Plus précisément, cette partie abordera la connexité de ces ensembles de Julia, et le lieu de confinement dans l'espace des paramètres, ainsi que la formule asymptotique de la dimension d'Hausdorff des ensembles de Julia. / The thesis consists of five parts. The first part is concerned with the quasisymmetric rigidity of a new Sierpinski carpet, which are not quasis-ymmetrically equivalent to the standard Sierpinski carpets. The second part discusses the quasisymmetrically geometry of the carpet Julia sets, including the uniformly quasicircle and uniformly separated properties. The third part is to determine when two external rays of a polynomial land at the same point. As an application, we also show the monotonicity of core-entropy on a family of quadratic polynomials. In the fourth part, following Cui and Tan's work, we use the classic tools modulus of annulus and quasi-conformal surgery to study the landing of some parameter rays in shift locus parameter space. The last part discusses a family of generated renormal-ization transformations. Specifically, it is on the connec-tivity of its Julia sets and the non-escaping locus in its parameter space, the asymptotic formula of the Hausdorff dimention of the Julia sets.

Ma thèse porte sur l’étude par simulations numériques à l’échelle atomique de l’adsorption de molécules uniques et d’auto-assemblages moléculaires sur la surface de silicium Si(111) dopée bore notée Si(111) (√(3 ) x√3)R30°-B. Après un premier chapitre de présentation des méthodes de calcul, puis un chapitre consacré à la surface Si(111)-B, la thèse se divise en deux grandes parties : l’une concernant l’adsorption de molécules uniques et l’autre consacrée à l’adsorption de tapis moléculaire.La première partie concerne l’adsorption de molécules uniques sur la surface de Si(111) (√(3 ) x√3)R30°-B. Nous avons plus particulièrement étudié trois molécules présentant des mécanismes d’adsorption différents : la molécule de pyridile-azobenzène, une molécule de la famille des porphyrines (Cu-TBPP) et deux molécules appartenant à la famille des phtalocyanines (H2Pc et CuPc). Dans chaque étude, nous avons effectué une étude énergétique, structurale et électronique. Dans la plupart des cas, nous avons complété l’étude par un calcul d’image STM pour comparer avec les résultats expérimentaux. A partir de cette étude, nous avons montré que les molécules interagissent différemment avec la surface via des interactions électrostatiques, des liaisons datives, des liaisons ioniques et un mécanisme de cycloaddition. La deuxième partie de la thèse est dédiée à l’étude de l’auto-assemblage de molécules organiques sur la surface Si(111) (√(3 ) x√3)R30°-B. L’auto-assemblage moléculaire est une technique permettant la fabrication d’architectures hautement organisées à l’échelle atomique. Nous avons étudié trois molécules différentes formant un auto-assemblage sur la surface de Si(111)-B : 1,3,5-tri(4-bromophényle benzène) notée TBB, 1,3,5-tri(4-iodophényle benzène) notée TIB et 1,3,5-triphenylbenzene notée THB. Comme la formation d’un réseau auto-organisé est la conséquence d’un équilibre entre les interactions molécule-molécule et molécules-substrat, nous avons évalué les énergies d’interaction mises en jeu en utilisant différentes approximations (LDA, GGA et GGA+D). Nous avons étudié, ensuite, les propriétés électroniques de ces assemblages par le calcul des densités d’états projetées, de la différence de la densité de charge, du Laplacien de la charge ou de la fonction ELF. Afin de comparer nos résultats avec les résultats expérimentaux, nous avons effectué un calcul d’image STM en utilisant deux approches : l’approche de Tersoff-Hamann et l’approche multidiffusion proposée par le code bSKAN. Dans une dernière étape, nous avons étudié la recroissance de molécules de fullerène C60 sur le réseau auto-organisé de molécules de TBB déposées sur la surface Si(111) (√(3 ) x√3)R30° -B. Nous avons effectué une étude énergétique des molécules de C60 qui se déposent préférentiellement dans les nanopores de forme hexagonale en accord avec les expériences STM. / My thesis presents the study of the adsorption of single molecules and molecular self-assembly, by numerical simulations at the atomic scale, on a boron doped silicon surface denoted Si(111)(√(3 ) x√3)R30°-B. After presenting the calculation methods and describing the surface model, this thesis is made of two parts: the first one is about the adsorption of single molecules and the second one is devoted to the formation of supramolecular network. In the first part, I studied the adsorption of single molecules on the silicon surface doped boron Si (111)(√(3 ) x√3)R30°-B. I have investigated the adsorption mechanisms of three different molecules: a molecule of pyridyl-azobenzene, a molecule of the family of porphyrin (Cu-TBBP) and two molecules which belong to the family of phtalocyanine (H2Pc and CuPc). For every molecule, I conducted energetic, structural and electronic studies. In most of the cases, I completed this work by calculating STM images in order to compare with experimental results. The second part of this thesis deals with the study of self assembly of organic molecules on the surface of Si(111)(√(3 ) x√3)R30°-B. Molecular self assembly is a technique which allows the formation of highly organized architectures at the atomic scale. I have studied three different molecules forming self assembly on the surface of Si (111)(√(3 ) x√3)R30°-B : 1,3,5-tri(4-bromophenyl benzene) denoted TBB, 1,3,5-tri(4-iodophenyle benzene) denoted TIB et 1,3,5-triphenylbenzene denoted THB. As the formation of a self organized network is a result of equilibrium between molecule-molecule interaction and molecule-substrate one, I have evaluated the interaction energies by using different approximations (LDA, GGA and GGA+D). Then, I have studied the electronic properties of these assemblies by calculating the projected density of states, the charge difference and the Laplacien of the charge or the ELF function (Electronic Localization Function). In order to compare our results with experimental ones, STM images calculations were performed by using two different approaches: the approach of Tersoff-Hamann and the multi-scattering approach proposed by bSKAN code. Finally, I have studied the growth of C60 molecules on the self organized network formed by the TBB molecules deposited on the Si (111)(√(3 ) x√3)R30°-B surface. The energetic study shows that C60 molecules are adsorbed preferentially in the hexagonal nanopores in agreement with the STM observations.

Il est possible de mener une étude sur les « Parterres » considérés comme des « lieux communs » de la fabrique des Jardins de plaine de la Renaissance, au sens rhétorique, fédérateur et prospectif du terme. Comme les tropes d'un discours, ils sont répartis sur la « plate forme » du jardin afin d'agir sur les émotions, dans les catégories rhétoriques et poétiques de l'amplificatio, l'inventio, la dispositio, l'elocutio, l'imitatio et la copia. Ces ornements sont des moyens d'expression au service d'un vaste projet d'harmonisation décorative de la demeure aristocratique et de son environnement à toutes les échelles matérielles et imbriquées ; cette coordination formelle doit satisfaire la double exigence de concinnitas et de varietas comme principes de plaisir et de bienséance. Afin d'expliciter la conception des jardins intégrés à ce « grand dessein », les artistes font intervenir une représentation cognitive par analogie (paradeigma) impliquant le revêtement décoratif des sols, soit la ressemblance de la composition du jardin avec celle d'un « tapis de Turquie » orné de « Moresques ». La diffusion de ces formes est assurée par des suites de modèles imprimées dont nous faisons la bibliographie critique. Nous abordons aussi leur mise en œuvre au jardin qui est obtenue par la compartimentation de la matière première végétale déclinée dans les catégories changeantes et mélangées du « Verger », de « Préau », du « Potager », du « Jardin de Simples », et du « Bouquetier » / It is possible to undertake a study on the "Paterres" (Flower beds) regarded as 'common places" of the invention of the plain Gardens of the Renaissance, in the rhetorical, inclusive and forward sense of term. Like the Tropes of a speech, they are divided on the "plate forme" of the garden to act on emotions in poetic and rhetorical categories of amplificatio, inventio, dispositio, elocutio, imitatio and copia. These ornaments are a means of expression in the service of a larger project of decorative harmonization of a place and its environment at all scales and imbricated material, which must satisfy the dual requirement of concinnitas and varietas as principles of pleasure ad propriety. In order to clarify the design of gardens included in this "grand design", artists involve a cognitive representation by analogy (paradeigma) involving decorative coating of soil or the resemblance of the composition of the garden with a "Turkey carpet" decorated with "Moresques". The diffusion of these forms is provided by sequences of models of which we create a critical bibliography. Their implementation in the garden is achieved by compartmentalization of vegetable raw materials declined in changing and mixed categories of "Orchad", "Medow", "Potager", "Jardin de simples" and "Bouquetier"

Le travail présenté dans cette thèse comporte différents attrayant sujetsde l'optique comme les métamatériaux, l’optique transformationnelle, lescristaux photoniques, la réfraction négative et les interactions thermoplasmoniques.Nous avons développé plusieurs métamatériaux pour les plasmons desurface basés sur l'optique de transformation. Tout d'abord, nous avonsdémontré théoriquement, numériquement et expérimentalement certainsdispositifs mettant en scène le phénomène d’invisibilité.Deuxièmement, nous avons démontré la réfraction négative des plasmonsde surface en utilisant le concept d'espace de pliage (space folding) pourdes lentilles plates et anisotropes et enfin avec seulement desmétamatériaux diélectriques. Additionnellement, nous avons démontréqu’un damier structuré de films d'or peut exhiber une transmission extraordinairesur toute la gamme de fréquences visible.Enfin, nous avons étudié un problème multiphysique en mixant l'optiqueet thermique et leurs effets induits. Nous avons pu montrer que joueravec l'amplitude d'une onde électromagnétique ou une impulsion, peutinduire un gradient de température et le contrôle parfait d’un tel dispositifthermo-plasmonique. / The work which has been presented in this thesis includes differentappealing subjects of optics such as metamaterials, transformationaloptics, photonic crystals, negative refraction and thermo-plasmonicinteractions. In this manuscript we have developed several metamaterialsfor Surface Plasmon Polaritons based on the transformational optics.Firstly we have demonstrated theoretically, numerically andexperimentally some SPP cloaking devices. Secondly, we havedemonstrated SPP negative refraction using the concept of space foldingthen with some dielectric metamaterial, flat and anisotropic SPP lenses.Additionaly we have demonstrated that subwavelength checkerboardstructured thick gold films have demonstrated an extra-ordinarytransmission over the visble range of frequencies.Finally, we have investigated a general multiphysics problem to mix opticsand thermally induced effects. We have been able to show that playingwith the amplitude of an electromagnetic wave or a pulse, we can inducea gradient of temperature and control heat of a plasmonic device.

Il est bien établi chez les physiologistes, que si l’exercice de course en montée sollicite préférentiellement des contractions musculaires concentriques, l’exercice de course en descente requiert des actions musculaires frénatrices, majoritairement excentriques. L’exercice de course en descente à intensité sous-maximale génère un stimulus mécanique plus important pour un niveau de sollicitation métabolique moindre (i.e., V̇O2). Basée sur 3 études expérimentales, cette thèse de doctorat explore la physiologie spécifique de la course en déclivité, ainsi que ses prédicteurs physiologiques. Notre première étude montre une amplitude des réponses cardiorespiratoires amoindrie, une ventilation plus superficielle et une composante lente négative de consommation d’oxygène et de fréquence cardiaque en course en descente versus montée à vitesse constante et identique (8,5 km·h-1, pente de 15%). Lors de tests incrémentaux maximaux en course en descente vs montée vs plat, notre 2ème, partie A étude démontre que des coureurs bien entraînés, familiarisés avec la course en descente, peuvent atteindre FCmax, mais pas V̇O2max en descente. Lorsque les courses en descente et montée sont réalisées à même intensité métabolique (70% V̇O2max), notre 2ème (B) étude démontre que la course en descente (19 km·h-1, pente de -15%) induit des réponses cardiorespiratoires supérieures (FC et V̇E), une composante lente de V̇O2 significative et engendre une fatigue supérieure à la course en montée (6 km·h-1, pente de +15%). Enfin, une étude de terrain (étude 3) montre que les performances de 5 km de course en montée et en descente partagent quelques prédicteurs physiologiques communs (V̇O2max, force musculaire des membres inférieurs), bien que dans des proportions différentes. De plus, ces deux contre-la-montre sont également déterminés par des prédicteurs physiologiques spécifiques (i.e., raideur musculo-tendineuse en descente et indice de masse corporelle en montée). Nos résultats améliorent notre compréhension de la physiologie spécifique à la course en descente vs montée et ouvrent la voie des applications à l’entraînement des traileurs avec le but ultime d’optimiser leur performance. / It is admitted that uphill running mostly elicits concentric muscle actions whereas downhill running requires braking muscle actions inducing preferentially eccentric muscle action. Consequently, high running speed can be achieved in downhill (i.e., a high level of mechanical stress), despite low metabolic demands (i.e., low metabolic power). Using 3 experimental studies, this doctoral thesis explores the specific physiology of downhill vs uphill running as well as its physiological determinants. Our first study shows lower magnitude of the cardiorespiratory responses, a more superficial ventilation pattern and inverse V̇O2 and HR slow components in submaximal constant and same downhill vs uphill running velocity (8,5 km·h-1, 15% slope). During maximal incremental downhill vs uphill and level running, our study 2 part A demonstrates that well-trained endurance athletes, accustomed to downhill running, can reach maximal heart rate but not V̇O2max in downhill running. When downhill and uphill running are performed at similar metabolic demand (70% V̇O2max), our study 2 part B demonstrates that downhill running (19 km·h-1, -15% slope) elicits greater cardiorespiratory responses (HR and V̇E), a significant V̇O2 slow component and exacerbates muscle fatigue compared to uphill running (6 km·h-1, +15% slope). Finally, a field study (study 3) shows that 5-km downhill vs uphill running performances share some physiological predictors (V̇O2max, lower limb muscle strength) although in different proportions. In addition, this study also demonstrates that both time-trial performances are also determined by specific physiological predictors (i.e., musculotendinous stiffness for downhill and body mass index for uphill running). All in all, our results further our understanding of the specific physiology of downhill vs uphill running and open the way to training applications in trail runners with the ultimate goal to optimize trail running performance.