Tractographie de la matière blanche orientée par a priori anatomiques et microstructurels = White matter tractography guided by anatomical and microstructural priors

Résumé : L'imagerie par résonance magnétique pondérée en diffusion est une modalité unique sensible aux mouvements microscopiques des molécules d'eau dans les tissus biologiques. Il est possible d'utiliser les caractéristiques de ce mouvement pour inférer la structure macroscopique des faisceaux de la matière blanche du cerveau. La technique, appelée tractographie, est devenue l'outil de choix pour étudier cette structure de façon non invasive. Par exemple, la tractographie est utilisée en planification neurochirurgicale et pour le suivi du développement de maladies neurodégénératives. Dans cette thèse, nous exposons certains des biais introduits lors de reconstructions par tractographie, et des méthodes sont proposées pour les réduire. D'abord, nous utilisons des connaissances anatomiques a priori pour orienter la reconstruction. Ainsi, nous montrons que l'information anatomique sur la nature des tissus permet d'estimer des faisceaux anatomiquement plausibles et de réduire les biais dans l'estimation de structures complexes de la matière blanche. Ensuite, nous utilisons des connaissances microstructurelles a priori dans la reconstruction, afin de permettre à la tractographie de suivre le mouvement des molécules d'eau non seulement le long des faisceaux, mais aussi dans des milieux microstructurels spécifiques. La tractographie peut ainsi distinguer différents faisceaux, réduire les erreurs de reconstruction et permettre l'étude de la microstructure le long de la matière blanche. Somme toute, nous montrons que l'utilisation de connaissances anatomiques et microstructurelles a priori, en tractographie, augmente l'exactitude des reconstructions de la matière blanche du cerveau.

Modélisation en bandes C et X de la rétrodiffusion de couverts de neige sèche : évaluation de l’apport de l’approximation quasi-cristalline pour les milieux denses.

La compréhension et la modélisation de l’interaction de l’onde électromagnétique avec la neige sont très importantes pour l’application des technologies radars à des domaines tels que l’hydrologie et la climatologie. En plus de dépendre des propriétés de la neige, le signal radar mesuré dépendra aussi des caractéristiques du capteur et du sol. La compréhension et la quantification des différents processus de diffusion du signal dans un couvert nival s’effectuent à travers les théories de diffusions de l’onde électromagnétique. La neige, dans certaines conditions, peut être considérée comme un milieu dense lorsque les particules de glace qui la composent y occupent une fraction volumique considérable. Dans un tel milieu, les processus de diffusion par les particules ne se font plus de façon indépendante, mais de façon cohérente. L’approximation quasi-cristalline pour les milieux denses est une des théories élaborées afin de prendre en compte ces processus de diffusions cohérents. Son apport a été démontré dans de nombreuses études pour des fréquences > 10 GHz où l’épaisseur optique de la neige est importante et où la diffusion de volume est prédominante. Par contre, les capteurs satellitaires radar présentement disponibles utilisent les bandes L (1-2GHz), C (4-8GHz) et X (8-12GHz), à des fréquences principalement en deçà des 10 GHz. L’objectif de la présente étude est d’évaluer l’apport du modèle de diffusion issu de l’approximation quasi-cristalline pour les milieux denses (QCA/DMRT) dans la modélisation de couverts de neige sèches en bandes C et X. L’approche utilisée consiste à comparer la modélisation de couverts de neige sèches sous QCA/DMRT à la modélisation indépendante sous l’approximation de Rayleigh. La zone d’étude consiste en deux sites localisés sur des milieux agricoles, près de Lévis au Québec. Au total 9 champs sont échantillonnés sur les deux sites afin d’effectuer la modélisation. Dans un premier temps, une analyse comparative des paramètres du transfert radiatif entre les deux modèles de diffusion a été effectuée. Pour des paramètres de cohésion inférieurs à 0,15 à des fractions volumiques entre 0,1 et 0,3, le modèle QCA/DMRT présentait des différences par rapport à Rayleigh. Un coefficient de cohésion optimal a ensuite été déterminé pour la modélisation d’un couvert nival en bandes C et X. L’optimisation de ce paramètre a permis de conclure qu’un paramètre de cohésion de 0,1 était optimal pour notre jeu de données. Cette très faible valeur de paramètre de cohésion entraîne une augmentation des coefficients de diffusion et d’extinction pour QCA/DMRT ainsi que des différences avec les paramètres de Rayleigh. Puis, une analyse de l’influence des caractéristiques du couvert nival sur les différentes contributions du signal est réalisée pour les 2 bandes C et X. En bande C, le modèle de Rayleigh permettait de considérer la neige comme étant transparente au signal à des angles d’incidence inférieurs à 35°. Vu l’augmentation de l’extinction du signal sous QCA/DMRT, le signal en provenance du sol est atténué d’au moins 5% sur l’ensemble des angles d’incidence, à de faibles fractions volumiques et fortes tailles de grains de neige, nous empêchant ainsi de considérer la transparence de la neige au signal micro-onde sous QCA/DMRT en bande C. En bande X, l’augmentation significative des coefficients de diffusion par rapport à la bande C, ne nous permet plus d’ignorer l’extinction du signal. La part occupée par la rétrodiffusion de volume peut dans certaines conditions, devenir la part prépondérante dans la rétrodiffusion totale. Pour terminer, les résultats de la modélisation de couverts de neige sous QCA/DMRT sont validés à l’aide de données RADARSAT-2 et TerraSAR-X. Les deux modèles présentaient des rétrodiffusions totales semblables qui concordaient bien avec les données RADARSAT-2 et TerraSAR-X. Pour RADARSAT-2, le RMSE du modèle QCA/DMRT est de 2,52 dB en HH et 2,92 dB en VV et pour Rayleigh il est de 2,64 dB en HH et 3,01 dB en VV. Pour ce qui est de TerraSAR-X, le RMSE du modèle QCA/DMRT allait de 1,88 dB en HH à 2,32 dB en VV et de 2,20 dB en HH à 2,71 dB en VV pour Rayleigh. Les valeurs de rétrodiffusion totales des deux modèles sont assez similaires. Par contre, les principales différences entre les deux modèles sont bien évidentes dans la répartition des différentes contributions de cette rétrodiffusion totale.

Les représentations sociales de la langue et de l’identité frioulanes : enquête dans le secondaire

Le frioulan est une langue régionale appartenant au groupe linguistique rhéto-roman, diffusée dans la région historique du Frioul. Sa diffusion, le nombre de ses locuteurs, son histoire, le prestige de sa littérature et le statut de région autonome du Frioul-Vénétie julienne font que cette langue est encore pratiquée par de larges pans de la population. Cependant, des études sociolinguistiques entamées dès 1977 estiment à 1 % la perte annuelle en nombre de locuteurs. Pour contribuer à photographier la donne actuelle et éventuellement formuler des propositions pour contrecarrer cette dérive, nous illustrons dans cet article les résultats d’une récente enquête de terrain concernant les représentations sociales de la langue et de l’identité frioulanes auprès d’une population d’étudiants de 14 à 18 ans. Cette enquête a suivi la méthodologie de l’analyse combinée.

Imagerie par résonance magnétique fonctionnelle du rat à 7T

Des métastases cérébrales vont se développer chez 10 à 30% des patients atteints de cancer. La radiothérapie fait partie des possibilités de traitement, et ceci même si les dommages induits au cerveau par des rayonnements ionisants sont potentiellement importants. Nous proposons l’utilisation de l’Imagerie par Résonance Magnétique fonctionnelle (IRMf) sur le rat pour mieux comprendre ces effets. Ce mémoire traite de la mise en place d’un tel protocole d’IRMf. Les principaux points abordés sont la préparation de l’animal, les différentes insultes et stimulations sensorielles possibles ainsi que la méthode d’acquisition. Notre protocole d’insulte hyperoxique permet de déceler des dommages physiques d’origine vasculaire suite à une intense irradiation dans le cerveau du rat. Toutefois, la même procédure associée à une stimulation mécanique de la patte arrière de l’animal n’amène pas de changement observable à l’IRMf sur un sujet sain. Malgré tout, ce type de stimulation induit une réponse respiratoire, même sous anesthésie d’isoflurane. Une telle méthode n’est donc pas adéquate à l’étude d’animaux anesthésiés, surtout ceux dont la réponse cérébrale pourra avoir été réduite par une irradiation. Quelques améliorations et modifications du protocole seraient possiblement à même de permettre une mesure reproductible de la réponse d’IRMf à une stimulation sensorielle. Le présent mémoire décrit les tentatives de mise en place d’une stimulation sensorielle donnant lieu à une activation IRMf reproductible et localisée. De plus, un protocole de traitement d’image adapté au petit animal ainsi qu’une implémentation de la méthode keyhole ont été mis en place. L’insulte hyperoxique et ses effets sur le cerveau de rat ont été explorés plus en détail.

La distribution et la diffusion du livre québécois dans la sphère numérique : le cas de l’Entrepôt numérique (ANEL – De Marque)

En 2008, le Québec fait son entrée dans le marché du livre numérique. Cette année-là, l’Association nationale des éditeurs de livres du Québec (ANEL) s’associe avec l’entreprise De Marque pour créer l’Entrepôt numérique (www.entrepotnumerique.com), une plateforme de diffusion et de distribution de livres numériques québécois. Sa structure permet de stocker et de gérer les fichiers numériques, tout en offrant aux éditeurs une interface personnalisée afin que chacun puisse commercialiser ses titres en quelques étapes simples. Dès le départ, les instigateurs de ce projet font le pari de mettre en place une infrastructure de diffusion-distribution propre aux Québécois et qui répond à l’internationalisation du marché du livre. Mais les enjeux sont nombreux pour les professionnels du système-livre du Québec qui tentent de s’adapter aux nouvelles structures et de se frayer un chemin dans la sphère numérique. À la fois d’ordre technologique, économique et culturel, ces enjeux posent la double question de la commercialisation d’une nouvelle forme de livre et de la présence de la culture québécoise sur le web. En effet, face à la multiplication des titres et devant l’espace infini de la Toile, comment assurer la circulation et la promotion du livre numérique ? Comment adapter les circuits traditionnels à un nouveau format de livre qui se distingue de la forme fixe du livre imprimé que l’on connaît ? Et comment, surtout, la culture québécoise peut-elle prendre place auprès de géants internationaux comme Amazon, Google ou Apple ? Ayant précisément pour mandat d’offrir une solution de diffusion numérique simple et efficace aux éditeurs québécois et canadiens-français, l’Entrepôt numérique distribue la production de 148 éditeurs, donnant ainsi aux lecteurs un accès à un catalogue mutualisé comptant 17 144 publications. Plus de 750 000 livres numériques ont été vendus depuis 2009 et de nombreuses ententes de partenariat ont été signées avec 194 revendeurs provenant de 58 pays. Or, en assurant la circulation et la commercialisation des titres dans l’espace numérique, l’Entrepôt numérique participe à la mutation du secteur de la diffusion-distribution au Québec. Il illustre ainsi les évolutions techniques, économiques et structurelles du marché. S’intéresser à l’Entrepôt numérique comme objet d’étude, c’est donc s’intéresser aux enjeux (technologiques, culturels, économiques) pouvant se dégager des nouvelles stratégies de circulation et de commercialisation du livre numérique implantées au sein de la filière québécoise.  Trois chapitres composent ce mémoire. Le premier propose un historique de l’Entrepôt numérique. En décrivant à la fois les enjeux de départ, les acteurs impliqués et l’évolution de la plateforme, il permet de situer les conditions culturelles, commerciales et éditoriales ayant permis le développement de cette plateforme. Le deuxième chapitre, qui examine les mécanismes de distribution via l’Entrepôt numérique, met en lumière les différents jalons qui marquent le passage de la distribution traditionnelle à la distribution du livre numérique. Enfin, le troisième chapitre porte sur les mécanismes de diffusion du livre numérique de la plateforme et illustre ainsi les nouvelles conditions de promotion du livre dans la sphère numérique. En somme, la présentation de l’historique de l’Entrepôt numérique et l’examen des mécanismes de diffusion et de distribution de la plateforme permettent d’offrir une meilleure préhension des transformations et enjeux émanant de l’industrie du livre numérique au Québec, entre 2007 et 2015.

Étude du vocabulaire traitant d'un fait d'actualité internationale : cas du dossier nucléaire iranien dans la presse écrite québécoise et française

Dans le cadre de ce mémoire, nous nous sommes intéressée au vocabulaire utilisé par la presse francophone, à savoir française et québécoise, lorsqu'elle traite d'un fait d'actualité internationale. L'objectif de la présente étude exploratoire est de vérifier si l'information diffusée par la presse écrite quotidienne au Québec, concernant le dossier nucléaire iranien, est différente de celle diffusée par la presse écrite quotidienne française. Cette vérification a été faite à partir d'un corpus de textes publiés par deux quotidiens québécois, La Presse et Le Devoir, et deux quotidiens français, Le Monde et Le Figaro. Le but de notre recherche était de procéder à l'analyse du vocabulaire employé par ces quatre quotidiens lorsqu'ils diffusent l'information touchant le dossier nucléaire iranien. Nous nous sommes intéressée à la sélection et à la distribution des mots-clés composant le discours de ces quotidiens diffusés au Québec et en France. Nous avions posé l'hypothèse suivante : l'information internationale diffusée au public québécois est différente de celle diffusée en France, et cette différence est perceptible par le vocabulaire employé. Pour considérer cette question de recherche, nous avons constitué un corpus composé de tous les articles publiés par deux quotidiens français, Le Figaro et Le Monde, et par deux quotidiens québécois, La Presse et Le Devoir traitant du dossier nucléaire iranien, entre le 14 et le 31 janvier 2006. Ces articles ont été soumis à une analyse statistique textuelle effectuée à l'aide du logiciel Alceste. Le vocabulaire employé pour la diffusion des informations touchant le dossier nucléaire iranien s'est avéré différent dans les quotidiens français et québécois. Ces différences sont effectivement perceptibles par le degré d'importance donnée aux mots constituant ce vocabulaire et par leur distribution dans les textes de chaque quotidien étudié. Notre étude se distingue des démarches d'analyse dans lesquelles la subjectivité du chercheur n'est pas suffisamment contrôlée aux endroits névralgiques du processus de recherche. Grâce à l'analyse statistique des données textuelles appliquée à notre corpus, nous sommes en mesure d'appuyer notre interprétation des textes sur des données factuelles. L'étude de la distribution des formes (mots) dans les textes nous a permis de retracer puis de décrire les différentes tendances inscrites dans un corpus traitant d'un même fait d'actualité. En d'autres termes, cette étude de la distribution des formes nous a permis de mettre en évidence des sous thèmes, des dimensions, des pôles du discours, des tendances préférentielles dans le traitement de la même information. Ainsi, Le Figaro s'est intéressé davantage au volet économique et militaire du dossier iranien; La Presse, à la proposition russe d'enrichir l'uranium iranien sur son propre sol et à l'aspect technique et scientifique de la technologie nucléaire; Le Devoir, aux efforts diplomatiques et à la technologie nucléaire, et enfin, Le Monde, qui s'est particulièrement intéressé au discours de Chirac et à l'inflexion de la doctrine de dissuasion française, a pu rendre compte de toutes les facettes du sujet. Notre hypothèse se confirme donc : l'information, concernant le dossier nucléaire iranien, diffusée au public québécois est différente de celle diffusée en France, et cette différence est perceptible par le vocabulaire employé.

Modélisation pour l'imagerie des composites par ondes guidées

Parmi les méthodes les plus utilisées en inspection embarquée des structures (Structural Health Monitoring ou SHM), les techniques d’imagerie basées sur un modèle de propagation sont de plus en plus répandues. Pour les techniques d'imagerie basées sur un modèle de propagation, bien que ces techniques montent en popularité, la complexité des matériaux composites réduit grandement leur performance en détection d'endommagements comparativement aux démonstrations précédentes de leur potentiel sur des matériaux isotropes. Cette limitation dépend entre autres des hypothèses simplificatrices souvent posées dans les modèles utilisés et peut entraîner une augmentation des faux positifs et une réduction de la capacité de ces techniques à détecter des endommagements. Afin de permettre aux techniques d'imagerie basées sur un modèle d'offrir une performance équivalente à celle obtenue précédemment sur les structures métalliques, il est nécessaire d'exploiter des modèles de propagation considérant la dynamique complexe des ondes dans ce type de structures. Cette thèse présente les travaux effectués sur la modélisation de la propagation des ondes guidées dans les matériaux composites. En première partie, une amélioration simple des modèles de génération et de propagation est proposée afin de permettre de mieux reconstruire les signaux générés et propagés sur une structure composite. Par la suite, le potentiel de la technique « Excitelet » à détecter et positionner adéquatement un ou plusieurs endommagements sur un matériau, peu importe son empilement (d’un composite unidirectionnel à un matériau isotrope), est démontré tant pour le mode A[indice inférieur 0] que le mode S[indice inférieur 0]. Les résultats obtenus numériquement et expérimentalement démontrent une corrélation directe entre l'amélioration des modèles mathématiques derrière les techniques d'imagerie et la robustesse des techniques pour ce qui est de la précision sur le positionnement du dommage et du niveau de corrélation obtenu. Parmi les améliorations à la technique d'imagerie « Excitelet » proposées, une amélioration significative des résultats en imagerie est démontrée en considérant la distribution de cisaillement plan sous l’émetteur, ce qui est une nouveauté par rapport aux travaux de recherche précédents en imagerie. La performance de la technique d'imagerie via la modélisation de la propagation d'ondes guidées dans les laminés multicouches transverses isotropes est par la suite démontrée. Les équations de l'élasticité en 3D sont utilisées pour bien modéliser le comportement dispersif des ondes dans les composites, et cette formulation est par la suite implantée dans la technique d'imagerie « Excitelet ». Les résultats démontrent que l'utilisation d'une formulation mathématique plus avancée permet d'augmenter la précision quant au positionnement des dommages et à l'amplitude de la corrélation obtenue lors de la détection d'un dommage. Une analyse exhaustive de la sensibilité de la technique d’imagerie et de la propagation d’ondes aux conditions environnementales et à la présence de revêtement sur la structure est présentée en dernière partie. Les résultats obtenus montrent que la considération de la propagation complexe dans la formulation d’imagerie ainsi que la caractérisation des propriétés mécaniques « a priori » de l’imagerie améliorent la robustesse de la technique et confèrent à la technique « Excitelet » la capacité de détecter et positionner précisément un endommagement, peu importe le type de structure.

Algorithme de reconstruction itératif pour tomographie optique diffuse avec mesures dans le domaine temporel

L'imagerie par tomographie optique diffuse requiert de modéliser la propagation de la lumière dans un tissu biologique pour une configuration optique et géométrique donnée. On appelle cela le problème direct. Une nouvelle approche basée sur la méthode des différences finies pour modéliser numériquement via l'équation de la diffusion (ED) la propagation de la lumière dans le domaine temporel dans un milieu inhomogène 3D avec frontières irrégulières est développée pour le cas de l'imagerie intrinsèque, c'est-à-dire l'imagerie des paramètres optiques d'absorption et de diffusion d'un tissu. Les éléments finis, lourds en calculs, car utilisant des maillages non structurés, sont généralement préférés, car les différences finies ne permettent pas de prendre en compte simplement des frontières irrégulières. L'utilisation de la méthode de blocking-off ainsi que d'un filtre de Sobel en 3D peuvent en principe permettre de surmonter ces difficultés et d'obtenir des équations rapides à résoudre numériquement avec les différences finies. Un algorithme est développé dans le présent ouvrage pour implanter cette approche et l'appliquer dans divers cas puis de la valider en comparant les résultats obtenus à ceux de simulations Monte-Carlo qui servent de référence. L'objectif ultime du projet est de pouvoir imager en trois dimensions un petit animal, c'est pourquoi le modèle de propagation est au coeur de l'algorithme de reconstruction d'images. L'obtention d'images requière la résolution d'un problème inverse de grandes dimensions et l'algorithme est basé sur une fonction objective que l'on minimise de façon itérative à l'aide d'une méthode basée sur le gradient. La fonction objective mesure l'écart entre les mesures expérimentales faites sur le sujet et les prédictions de celles-ci obtenues du modèle de propagation. Une des difficultés dans ce type d'algorithme est l'obtention du gradient. Ceci est fait à l'aide de variables auxiliaire (ou adjointes). Le but est de développer et de combiner des méthodes qui permettent à l'algorithme de converger le plus rapidement possible pour obtenir les propriétés optiques les plus fidèles possible à la réalité capable d'exploiter la dépendance temporelle des mesures résolues en temps, qui fournissent plus d'informations tout autre type de mesure en TOD. Des résultats illustrant la reconstruction d'un milieu complexe comme une souris sont présentés pour démontrer le potentiel de notre approche.

Implantation d'imagerie temps réel par ondes guidées pour écran tactile

Les techniques d'imagerie développées pour la surveillance embarquée des structures ont maintenant des applications dans d'autres domaines. Par exemple, le domaine de l'écran tactile est en pleine expansion et de nouvelles technologies commencent à apparaître pour des applications spécifiques. Au niveau médical, des surfaces tactiles pouvant fournir des données sur la répartition du poids et la posture seraient une avancée pour le diagnostique des patients et la recherche. L'écran tactile est une technologie utilisée dans un nombre croissant d'appareils. Les écrans tactiles capacitifs et résistifs dominent le marché, mais ils sont connus pour être difficiles à fabriquer, facilement cassables et coûteux pour les grandes dimensions. Par conséquent, de nouvelles technologies sont encore explorées pour les écrans tactiles de grandes tailles et robustes. Les technologies candidates comprennent des approches basées sur les ondes. Parmi eux, des ondes guidées sont de plus en plus utilisés dans la surveillance des structures (SHM) pour de nombreuses applications liées à la caractérisation des propriétés des matériaux. Les techniques d'imagerie utilisées en SHM telles que Embedded Ultrasonic Structural Radar (EUSR) et Excitelet sont fiables, mais elles ont souvent besoin d'être couplées avec du traitement d'image pour donner de bons résultats. Dans le domaine du NDT (essais non destructifs), les ondes guidées permettent d'analyser les structures sans les détériorer. Dans ces applications, les algorithmes d'imagerie doivent pouvoir fonctionner en temps réel. Pour l'écran tactile, une technique d'imagerie de la pression en temps réel doit être développée afin d'être efficace et performante. Il faut obtenir la position et l'amplitude de la pression appliquée en un ou plusieurs points sur une surface. C'est ici que les algorithmes et l'expertise par rapport aux ondes guidées seront mises de l'avant tout pensant à l'optimisation des calculs afin d'obtenir une image en temps réel. Pour la méthodologie, différents algorithmes d'imagerie sont utilisés pour obtenir des images de déformation d'un matériau et leurs performances sont comparées en termes de temps de calcul et de précision. Ensuite, plusieurs techniques de traitement d'images ont été implantées pour comparer le temps de calcul en regard de la précision dans les images. Pour l'écran tactile, un prototype est conçu avec un programme optimisé et les algorithmes offrant les meilleures performances pour un temps de calcul réduit. Pour la sélection des composantes électroniques, ce sont la vitesse d'exécution et la définition d'image voulues qui permettent d'établir le nombre d'opérations par seconde nécessaire.

Assurance qualité en dissection virtuelle des faisceaux de la matière blanche par tractographie

Ce mémoire est divisé en quatre chapitres. D’abord, une introduction initie le lecteur au domaine des neurosciences. Ensuite, le chapitre 1 décrit les étapes de la dissection virtuelle par tractographie, à partir du phénomène physique de la diffusion jusqu’aux mesures statistiques des structures de la matière blanche. Le chapitre 2 présentera une nouvelle méthode d’assurance qualité, basée sur l’analyse volumique des faisceaux de la matière blanche, la contribution principale de ce mémoire. Finalement, la conclusion contient une discussion des problématiques non résolues ainsi que des perspectives d’avenir pour la tractographie.

Gouvernance, concertation et géomatique : considérations pour le déploiement du réseau d'aires protégées dans le sud du Québec

La biodiversité et les écosystèmes font parties d’un ensemble qui confère des biens et services essentiels à la survie et au bien-être des populations. L’action humaine et ses interactions avec l’environnement génèrent des pressions qui le poussent vers sa dégradation. Afin d’éviter la perte irrémédiable d’éléments de cet environnement, des aires protégées viennent réduire de manière importante l’impact de ces pressions sur le territoire qu’elles couvrent. Le réseau d’aires protégées du Québec conserve actuellement 9,32 % du territoire, et cherche à atteindre 12 % d’ici 2020. Basé sur le Cadre écologique de référence du Québec, il vise à représenter l’ensemble de la biodiversité de la province et à réduire les pressions exercées sur ses écosystèmes. À ce jour, la majorité des aires protégées sont développées dans le nord du Québec et en terres publiques. Or, le Sud est principalement composé de territoires privés, et recèle de la plus grande biodiversité de la province. Afin de corriger cette problématique, les outils de planification du réseau doivent être repensés pour rendre compte de l’urgence de protéger les territoires du Sud et recréer une connectivité dans le paysage fragmenté, tout en conservant les principes de représentativité et d’efficacité qui font leur force. Pour y parvenir, la mission et les paramètres de suivi du réseau doivent être également revus. Les acteurs locaux, dont les municipalités régionales de comtés et les municipalités, doivent être mis à profit pour considérer les enjeux propres aux terres privées du sud de la province. Ces derniers possèdent déjà plusieurs outils légaux et administratifs pour participer activement à la protection du territoire, qui sont cependant souvent mal connus ou mal compris. Un effort doit être fait pour agencer ces actions avec celles du gouvernement provincial de manière à agir dans une logique d’ensemble. De même, tous les intervenants gagneraient à disposer de meilleurs outils concernant la diffusion des données sur la connaissance du territoire, notamment d’une plateforme centralisée, de protocoles d’acquisition de données standardisés et d’une saine gestion du cycle de vie de ces données. L’application de la géomatique dans la planification et le suivi du réseau d’aires protégées, de même que dans l’aménagement général du territoire pour la conservation et pour la diffusion des données, présente des avantages qui devraient être intégrés plus largement au Québec, notamment par les acteurs locaux du sud de la province.

Analyse des signaux radars polarimétriques en bandes C et L pour le suivi de l'humidité du sol de sites forestiers

Résumé : Dans les couverts forestiers, le suivi de l’humidité du sol permet de prévenir plusieurs désastres tels que la paludification, les incendies et les inondations. Comme ce paramètre est très dynamique dans l’espace et dans le temps, son estimation à grande échelle présente un grand défi, d’où le recours à la télédétection radar. Le capteur radar à synthèse d’ouverture (RSO) est couramment utilisé grâce à sa vaste couverture et sa résolution spatiale élevée. Contrairement aux sols nus et aux zones agricoles, le suivi de l’humidité du sol en zone forestière est très peu étudié à cause de la complexité des processus de diffusion dans ce type de milieu. En effet, la forte atténuation de la contribution du sol par la végétation et la forte contribution de volume issue de la végétation réduisent énormément la sensibilité du signal radar à l’humidité du sol. Des études portées sur des couverts forestiers ont montré que le signal radar en bande C provient principalement de la couche supérieure et sature vite avec la densité de la végétation. Cependant, très peu d’études ont exploré le potentiel des paramètres polarimétriques, dérivés d’un capteur polarimétrique comme RADARSAT-2, pour suivre l’humidité du sol sur les couverts forestiers. L’effet du couvert végétal est moins important avec la bande L en raison de son importante profondeur de pénétration qui permet de mieux informer sur l’humidité du sol. L’objectif principal de ce projet est de suivre l’humidité du sol à partir de données radar entièrement polarimétriques en bandes C et L sur des sites forestiers. Les données utilisées sont celles de la campagne terrain Soil Moisture Active Passive Validation EXperiment 2012 (SMAPVEX12) tenue du 6 juin au 17 juillet 2012 au Manitoba (Canada). Quatre sites forestiers de feuillus ont été échantillonnés. L’espèce majoritaire présente est le peuplier faux-tremble. Les données utilisées incluent des mesures de l’humidité du sol, de la rugosité de surface du sol, des caractéristiques des sites forestiers (arbres, sous-bois, litières…) et des données radar entièrement polarimétriques aéroportées et satellitaires acquises respectivement, en bande L (UAVSAR) à 30˚ et 40˚ et en bande C (RADARSAT-2) entre 20˚ et 30˚. Plusieurs paramètres polarimétriques ont été dérivés des données UAVSAR et RADARSAT-2 : les coefficients de corrélation (ρHHVV, φHHVV, etc); la hauteur du socle; l’entropie (H), l’anisotropie (A) et l’angle alpha extraits de la décomposition de Cloude-Pottier; les puissances de diffusion de surface (Ps), de double bond (Pd) extraites de la décomposition de Freeman-Durden, etc. Des relations entre les données radar (coefficients de rétrodiffusion multifréquences et multipolarisations (linéaires et circulaires) et les paramètres polarimétriques) et l’humidité du sol ont été développées et analysées. Les résultats ont montré que 1) En bande L, plusieurs paramètres optimaux permettent le suivi de l’humidité du sol en zone forestière avec un coefficient de corrélation significatif (p-value < 0,05): σ[indice supérieur 0] linéaire et σ[indice supérieur 0] circulaire (le coefficient de corrélation, r, varie entre 0,60 et 0,96), Ps (r entre 0,59 et 0,84), Pd (r entre 0,6 et 0,82), ρHHHV_30˚, ρVVHV_30˚, φHHHV_30˚ and φHHVV_30˚ (r entre 0,56 et 0,81) alors qu’en bande C, ils sont réduits à φHHHV, φVVHV et φHHVV (r est autour de 0,90). 2) En bande L, les paramètres polarimétriques n’ont pas montré de valeur ajoutée par rapport aux signaux conventionnels multipolarisés d’amplitude, pour le suivi de l’humidité du sol sur les sites forestiers. En revanche, en bande C, certains paramètres polarimétriques ont montré de meilleures relations significatives avec l’humidité du sol que les signaux conventionnels multipolarisés d’amplitude.

Conception d'un robot positionneur d'aiguille pour les interventions percutanées au niveau du foie, guidées par IRM

Dans la dernière décennie, la robotique souple a connu un gain de popularité considérable. Elle est, de façon inhérente, sécuritaire pour les humains et l’environnement qui l’entourent. Grâce à sa faible rigidité, la robotique souple est idéale pour manipuler des objets fragiles et elle est en mesure de s’adapter à son environnement. Les caractéristiques uniques de la robotique souple font de cette technologie un tremplin vers la conception d’appareils médicaux novateurs, plus particulièrement pour des outils permettant le positionnement d’aiguilles dans le but de faire des interventions percutanées, notamment au niveau du foie. Toutefois, la souplesse de cette technologie induit, du même coup, quelques désagréments. Elle procure un comportement sécuritaire, mais entraîne aussi un manque de rigidité limitant les applications de la robotique souple. Sans une rigidité minimale, il est impossible d’accomplir des opérations repérables et précises. La robotique souple a en fait un compromis majeur entre la capacité de chargement et la plage d’utilisation. Pour utiliser cette technologie dans le domaine médical, il est primordial d’ajouter un système permettant de moduler la rigidité du système pour inhiber ce compromis. Couplée avec un système de freinage granulaire, la robotique souple semble comporter l’ensemble des caractéristiques permettant d’accomplir des interventions au foie. Cette étude tend à démontrer que couplée à un système modulant la rigidité, la robotique souple peut être utilisée pour accomplir des opérations d’une façon précise et repérable, tout en demeurant sécuritaire. Le positionneur d’aiguilles développé est 100 % compatible avec l’Imagerie à Résonance Magnétique (IRM). La plage d’insertion du système permet de rejoindre l’entièreté du foie (1500 cm³), tout en maintenant une rigidité suffisante (3 N/mm) et en étant aussi précis que l’outil d’imagerie utilisée (1 mm). L’approche hybride consistant à développer un système activé de façon souple couplée à un module régulant sa rigidité permet d’obtenir à la fois les avantages d’une robotique compliante (souple) et conventionnelle (dure).

Analyse comparative du cadre de gestion des fonds verts du Canada et des États-Unis en vue d'améliorer le fonds vert du Québec

Créé en 2006, le Fonds vert du Québec a été établi dans le but de financer les mesures et les activités favorisant le développement durable. Au fil des années, ce fonds a permis d’amasser d’importantes sommes, notamment grâce aux redevances, à la tarification ou à la compensation. Les changements climatiques ont amené le Ministère du Développement durable, de l’Environnement et de la Lutte contre les changements climatiques à consacrer la majeure partie des revenus du Fonds vert pour cet enjeu. Avec un bilan positif dans les revenus, on peut penser que le Fonds vert a aidé à réaliser les objectifs du Québec en matière de changements climatiques. Or, dans les dernières années, plusieurs parties prenantes, dont le Commissaire au développement durable, ont relevé des problèmes importants dans la gestion du fonds. Ces problèmes se situent notamment dans la gestion stratégique, dans la gestion des programmes et des projets ainsi que dans la diffusion de l’information. La gouvernance actuelle du Fonds vert du Québec n’a donc pas apporté les résultats souhaités en matière d’adaptation aux changements climatiques et en réduction des émissions de gaz à effet de serre. L’objectif de l’essai est d’analyser le cadre de gestion des fonds verts existants du Canada et des États-Unis afin de relever des solutions qui permettraient d’améliorer le Fonds vert du Québec en matière de changements climatiques au Québec. Pour atteindre cet objectif, divers fonds verts existants partageant des traits similaires à celui du Québec ont été analysés. Le choix s’est arrêté au Fonds municipal vert, au Climate Change and Emissions Management Fund et au California Climate Investments. Ces derniers ont été analysés en fonction d’un tableau comparatif comprenant des critères comme l’établissement d’objectifs visant l’atteinte de résultats, l’élaboration d’un processus de sélection de projets, la mise en œuvre d’un mécanisme de surveillance ou de suivi et la diffusion des informations relatives aux programmes. L’analyse comparative a permis de constater quelques tendances dans la gestion des fonds verts. D’abord, les fonds verts ont adopté leur propre approche dans la formulation des objectifs du fonds. Le Fonds municipal vert se démarque en établissant des objectifs de nature budgétaire et stratégique. De plus, ces objectifs sont énoncés de façon spécifique, mesurable, appropriée, réaliste et délimitée dans le temps. Les fonds verts analysés présentent également un processus de sélection de projets plus élaborés que celui du Fonds vert du Québec, en ce qu’il prévoit des critères d’admissibilités bien définis, une multitude d’étapes de sélection et la participation de plusieurs acteurs, notamment des acteurs externes. Le Climate Change and Emissions Management Fund se distingue des autres fonds, en ce qu’il introduit un comité, le Fairness monitor, pour surveiller le processus de sélection. Pour tous les fonds verts de cette analyse, le mécanisme de surveillance ou de suivi se traduit par des livrables, comme des rapports annuels, exécutés par des auditeurs indépendants. Enfin, les fonds verts utilisent divers moyens de communication pour faciliter la compréhension du fonctionnement du fonds en question. Le Fonds municipal vert offre des activités, telles que du réseautage, du mentorat, des conférences afin d’encourager le partage des connaissances et l’apprentissage par les pairs. Le California Climate Investments a mis sur pied une plateforme sur Internet qui permet de voir en continu l’évolution et les résultats des projets financés. Aux termes de cette analyse, quatre recommandations ont été formulées en fonction des éléments de gestion qui sont le plus ressortis des trois fonds verts.

Modélisation pharmacocinétique en imagerie par résonance magnétique et en tomographie d’émission par positrons appliquée à un modèle de glioblastome chez le rat

Résumé : En imagerie médicale, il est courant d’associer plusieurs modalités afin de tirer profit des renseignements complémentaires qu’elles fournissent. Par exemple, la tomographie d’émission par positrons (TEP) peut être combinée à l’imagerie par résonance magnétique (IRM) pour obtenir à la fois des renseignements sur les processus biologiques et sur l’anatomie du sujet. Le but de ce projet est d’explorer les synergies entre l’IRM et la TEP dans le cadre d’analyses pharmacocinétiques. Plus spécifiquement, d’exploiter la haute résolution spatiale et les renseignements sur la perfusion et la perméabilité vasculaire fournis par l’IRM dynamique avec agent de contraste afin de mieux évaluer ces mêmes paramètres pour un radiotraceur TEP injecté peu de temps après. L’évaluation précise des paramètres de perfusion du radiotraceur devrait permettre de mieux quantifier le métabolisme et de distinguer l’accumulation spécifique et non spécifique. Les travaux ont porté sur deux radiotraceurs de TEP (18F-fluorodésoxyglucose [FDG] et 18F-fluoroéthyle-tyrosine [FET]) ainsi que sur un agent de contraste d’IRM (acide gadopentétique [Gd DTPA]) dans un modèle de glioblastome chez le rat. Les images ont été acquises séquentiellement, en IRM, puis en TEP, et des prélèvements sanguins ont été effectués afin d’obtenir une fonction d’entrée artérielle (AIF) pour chaque molécule. Par la suite, les images obtenues avec chaque modalité ont été recalées et l’analyse pharmacocinétique a été effectuée par régions d’intérêt (ROI) et par voxel. Pour le FDG, un modèle irréversible à 3 compartiments (2 tissus) a été utilisé conformément à la littérature. Pour la FET, il a été déterminé qu’un modèle irréversible à 2 tissus pouvait être appliqué au cerveau et à la tumeur, alors qu’un modèle réversible à 2 tissus convenait aux muscles. La possibilité d’effectuer une conversion d’AIF (sanguine ou dérivée de l’image) entre le Gd DTPA et la FET, ou vice versa, a aussi été étudiée et s’est avérée faisable dans le cas des AIF sanguines obtenues à partir de l’artère caudale, comme c’est le cas pour le FDG. Finalement, l’analyse pharmacocinétique combinée IRM et TEP a relevé un lien entre la perfusion du Gd-DTPA et du FDG, ou de la FET, pour les muscles, mais elle a démontré des disparités importantes dans la tumeur. Ces résultats soulignent la complexité du microenvironnement tumoral (p. ex. coexistence de divers modes de transport pour une même molécule) et les nombreux défis rencontrées lors de sa caractérisation chez le petit animal.