Développement de nouveaux matériaux conjugués aux propriétés opto-électroniques modulables : de l’électrochromisme à la fluorescence.

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Tempêtes. Composition audiovisuelle.

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Effet de la microstructure sur les propriétés excitoniques des polymères semi-conducteurs semi-cristallins

Les polymères semi-conducteurs semicristallins sont utilisés au sein de diodes électroluminescentes, transistors ou dispositifs photovoltaïques organiques. Ces matériaux peuvent être traités à partir de solutions ou directement à partir de leur état solide et forment des agrégats moléculaires dont la morphologie dicte en grande partie leurs propriétés optoélectroniques. Le poly(3-hexylthiophène) est un des polymères semi-conducteurs les plus étudiés. Lorsque le poids moléculaire (Mw) des chaînes est inférieur à 50 kg/mol, la microstructure est polycristalline et composée de chaînes formant des empilements-π. Lorsque Mw>50 kg/mol, la morphologie est semicristalline et composée de domaines cristallins imbriquées dans une matrice de chaînes amorphes. À partir de techniques de spectroscopie en continu et ultrarapide et appuyé de modèles théoriques, nous démontrons que la cohérence spatiale des excitons dans ce matériau est légèrement anisotrope et dépend de Mw. Ceci nous permet d’approfondir la compréhension de la relation intime entre le couplage inter et intramoléculaire sur la forme spectrale en absorption et photoluminescence. De plus, nous démontrons que les excitations photogénérées directement aux interfaces entre les domaines cristallins et les régions amorphes génèrent des paires de polarons liés qui se recombinent par effet tunnel sur des échelles de temps supérieures à 10ns. Le taux de photoluminescence à long temps de vie provenant de ces paires de charges dépend aussi de Mw et varie entre ∼10% et ∼40% pour les faibles et hauts poids moléculaires respectivement. Nous fournissons un modèle permettant d’expliquer le processus de photogénération des paires de polarons et nous élucidons le rôle de la microstructure sur la dynamique de séparation et recombinaison de ces espèces.

Propriétés optiques dans l'infrarouge des nanotubes de carbone et du graphène

Les nanotubes de carbone et le graphène sont des nanostructures de carbone hybridé en sp2 dont les propriétés électriques et optiques soulèvent un intérêt considérable pour la conception d’une nouvelle génération de dispositifs électroniques et de matériaux actifs optiquement. Or, de nombreux défis demeurent avant leur mise en œuvre dans des procédés industriels à grande échelle. La chimie des matériaux, et spécialement la fonctionnalisation covalente, est une avenue privilégiée afin de résoudre les difficultés reliées à la mise en œuvre de ces nanostructures. La fonctionnalisation covalente a néanmoins pour effet de perturber la structure cristalline des nanostructures de carbone sp2 et, par conséquent, d’affecter non seulement lesdites propriétés électriques, mais aussi les propriétés optiques en émanant. Il est donc primordial de caractériser les effets des défauts et du désordre dans le but d’en comprendre les conséquences, mais aussi potentiellement d’en exploiter les retombées. Cette thèse traite des propriétés optiques dans l’infrarouge des nanotubes de carbone et du graphène, avec pour but de comprendre et d’expliquer les mécanismes fondamentaux à l’origine de la réponse optique dans l’infrarouge des nanostructures de carbone sp2. Soumise à des règles de sélection strictes, la spectroscopie infrarouge permet de mesurer la conductivité en courant alternatif à haute fréquence des matériaux, dans une gamme d’énergie correspondant aux vibrations moléculaires, aux modes de phonons et aux excitations électroniques de faible énergie. Notre méthode expérimentale consiste donc à explorer un espace de paramètres défini par les trois axes que sont i. la dimensionnalité du matériau, ii. le potentiel chimique et iii. le niveau de désordre, ce qui nous permet de dégager les diverses contributions aux propriétés optiques dans l’infrarouge des nanostructures de carbone sp2. Dans un premier temps, nous nous intéressons à la spectroscopie infrarouge des nanotubes de carbone monoparois sous l’effet tout d’abord du dopage et ensuite du niveau de désordre. Premièrement, nous amendons l’origine couramment acceptée du spectre vibrationnel des nanotubes de carbone monoparois. Par des expériences de dopage chimique contrôlé, nous démontrons en effet que les anomalies dans lespectre apparaissent grâce à des interactions électron-phonon. Le modèle de la résonance de Fano procure une explication phénoménologique aux observations. Ensuite, nous établissons l’existence d’états localisés induits par la fonctionnalisation covalente, ce qui se traduit optiquement par l’apparition d’une bande de résonance de polaritons plasmons de surface (nanoantenne) participant au pic de conductivité dans le térahertz. Le dosage du désordre dans des films de nanotubes de carbone permet d’observer l’évolution de la résonance des nanoantennes. Nous concluons donc à une segmentation effective des nanotubes par les greffons. Enfin, nous montrons que le désordre active des modes de phonons normalement interdits par les règles de sélection de la spectroscopie infrarouge. Les collisions élastiques sur les défauts donnent ainsi accès à des modes ayant des vecteurs d’onde non nuls. Dans une deuxième partie, nous focalisons sur les propriétés du graphène. Tout d’abord, nous démontrons une méthode d’électrogreffage qui permet de fonctionnaliser rapidement et à haute densité le graphène sans égard au substrat. Par la suite, nous utilisons l’électrogreffage pour faire la preuve que le désordre active aussi des anomalies dépendantes du potentiel chimique dans le spectre vibrationnel du graphène monocouche, des attributs absents du spectre d’un échantillon non fonctionnalisé. Afin d’expliquer le phénomène, nous présentons une théorie basée sur l’interaction de transitions optiques intrabandes, de modes de phonons et de collisions élastiques. Nous terminons par l’étude du spectre infrarouge du graphène comportant des îlots de bicouches, pour lequel nous proposons de revoir la nature du mécanisme de couplage à l’œuvre à la lumière de nos découvertes concernant le graphène monocouche.

Portrait et analyse des stratégies à base territoriale pour contrer la pauvreté et l'exclusion dans le territoire de La Petite-Patrie à Montréal. Conditions d’une action intégrée

L’objet de la présente thèse est la lutte contre la pauvreté. Elle cherche à identifier les conditions favorisant la sortie de la pauvreté dans un territoire urbain, ici le quartier de la Petite-Patrie. par une approche territoriale intégrée. S’inscrivant dans la mouvance des multiples initiatives de lutte contre la pauvreté et l’exclusion au Québec, le postulat qui fonde cette recherche est le suivant : la lutte contre la pauvreté par l’approche territoriale intégrée permet : 1) d’instaurer des conditions favorisant la sortie de la pauvreté et 2) de renverser les processus qui mènent à l’appauvrissement des personnes et, du même coup, d’améliorer les conditions et la qualité de vie de celles-ci dans un territoire particulier. Les résultats de cette recherche permettent : 1) de contribuer à la compréhension des dynamiques de lutte contre la pauvreté grâce à une approche considérant les acteurs agissant dans un territoire et, 2) d’éclairer les différents niveaux de conception et de mise en œuvre des politiques et des stratégies d’action, tant au niveau de l’État que de la société civile, sachant que les dispositifs d’intervention intégrés se créent à l’interface des initiatives locales ou régionales et des nouvelles formes de politiques publiques en matière de lutte contre la pauvreté. Les grandes conclusions qui émergent de cette recherche sont au nombre de trois : 1) Si la multidimentionnalité de la pauvreté est acceptée par plusieurs auteurs, on ne peut pas parler d’une seule pauvreté, mais de diverses pauvretés. Les visages de la pauvreté dans le territoire de La Petite-Patrie témoignent de cette diversité des pauvretés, et appellent une variété de stratégies d’action ; 2) Les personnes en situation de pauvreté, en fonction de leurs capacités d’agir, peuvent être appréhendées selon un double profil qui structure de façon importante leur processus de sortie de la pauvreté : le premier groupe rassemble les personnes en situation de pauvreté qui ont des initiatives découlant de leurs capacités d’agir, et le second groupe qui réunit les personnes en situation de pauvreté dont la capacité d’initiative est altérée, apparemment de façon durable, par leurs conditions de vie. Toute stratégie publique de sortie de la pauvreté dans un espace donné devrait alors considérer cette dimension relative aux capacités de rapprochement des individus et des ressources pour soutenir le développement d’une stratégie territoriale intégrée de lutte à la pauvreté plus efficace pour les personnes dont le processus de désaffiliation est plus avancé; 3) Les acteurs de lutte contre la pauvreté dans un territoire, pour réunir les conditions d’une action intégrée et mettre en place des conditions favorables de lutte contre la pauvreté, doivent s’appuyer sur la concertation, les alliances intersectorielles, le leadership inclusif et concerté, les passerelles formelles et fonctionnelles entre acteurs institutionnels, et sur une démarche hybride (emploi et défense des droits) qui constituent des ingrédients fondamentaux pour toute action ou intervention en faveur des personnes en situation de pauvreté vivant dans un cadre territorial défini et accepté par l’ensemble des acteurs locaux. Ce caractère hybride de la démarche permet d’agir de façon différenciée sur les deux groupes de la population. L’intégration est donc avant tout stratégique, c’est-à-dire fondée sur l’articulation d’une pluralité de logique d’action.

Spectroscopie ultrarapide cohérente et non linéaire dans les semiconducteurs organiques

Nous avons étudié la cohérence excitonique dans le poly[N- 9’-heptadecanyl-2,7-carbazole-alt-5,5-(4,7-di-2-thienyl-2’,1’,3’-benzothiadiazole] (PCDTBT). À l’aide d’un modulateur spatial de lumière, nous avons forgé des impulsions lasers ultracourtes permettant de sonder les cohérences du système. Nous nous sommes concentrés sur les propriétés cohérentes des états excitoniques, soit le singulet et l’état à transfert de charge. Nous avons observé que 35 fs après l’excitation, le singulet et l’état à transfert de charge sont toujours cohérents. Cette cohérence se mesure à l’aide de la visibilité qui est de respectivement environ 10% et 30%. De plus, nous avons démontré que les mécanismes permettant de générer du photocourant dans de tels dispositifs photovoltaïques ne sont déjà plus cohérents après 35 fs. Ces mesures révèlent une visibilité inférieure à 3%, ce qui est en deçà de la précision de nos instruments. Nous concluons donc que les états à transfert de charge ne sont pas les états précurseurs à la génération de photocourant, car ceux-ci se comportent très différemment dans les mesures de cohérences.

Regards croisés sur le corps féminin dans les dessins érotiques d’Egon Schiele (1910-1911)

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Étude empirique du contexte d’utilisation des interfaces de vidéocommunication mobile

Ce document présente les résultats d’une étude empirique sur l’utilisation de la vidéoconférence mobile selon le contexte de l’usager afin de proposer des lignes directrices pour la conception des interfaces des dispositifs de communication vidéo mobile. Grâce à un échange riche d’informations, ce type de communication peut amener un sentiment de présence fort, mais les interfaces actuelles manquent de flexibilité qui permettrait aux usagers d’être créatifs et d’avoir des échanges plus riches lors d’une vidéoconférence. Nous avons mené une recherche avec seize participants dans trois activités où leurs conversations, leurs réactions et leurs comportements ont été observés. Deux groupes de discussion ont aussi servi à identifier les habitudes développées à partir de leur utilisation régulière de la vidéoconférence. Les résultats suggèrent une différence importante entre l’utilisation de la caméra avant et la caméra arrière de l’appareil mobile, et la nécessité de fournir des outils qui offrent plus de contrôle sur l’échange dans la conversation. L’étude propose plusieurs lignes directrices de conception pour les interfaces de communication vidéo mobiles, concernant la construction du contexte mobile de l’utilisateur.

Appropriation de la décision collective : évaluation environnementale comme champ d’application de la participation publique au Bénin

En se basant sur le principe organisationnel des deux types d’ensembles politiques rencontrés au Bénin, le but de cette recherche est d’explorer un ou des modèles conjoints, classiques et coutumiers, de participation en vue de promouvoir une démocratie participative plus proche des citoyens. Trois échelons spatiaux ont constitué le terrain de la recherche : l’Afrique, le Bénin centre et les milieux proches des anciennes royautés. La documentation et les données d’observations et d’entrevues ont été analysées par la démarche de théorisation ancrée et l’appréhension des phénomènes socio-spatiaux. Des quatre modèles originaux avec les critères endogènes d’appréciation de la participation mis en évidence et caractérisés dans les cultures du Bénin, deux, Togbésso-Hon-Togbassa et Daŋnou, émergent comme représentatifs des exigences d’une démocratie avec des formes territorialisées de la participation. La mise en perspective de la participation au Bénin avec les États d’Afrique montre une bonne performance qui le fait référencer comme le plus performant pour ses procédures et pratiques et comme source d’inspiration de mise en place des dispositifs participatifs dans le palmarès des grandes démocraties. Ses deux instruments de la décision, l’analyse participative et l’audience publique, restent perfectibles. La première, une innovation intéressante à encadrer, limite la participation à des acteurs choisis selon des critères généralement non énoncés. L’audience publique reste insatisfaisante par son inadéquation à la production de la décision collective et un modèle antinomique de la pensée politique africaine qui vise le consensus dans une démarche inclusive à essence délibérative sous forme de palabre. Fondement de la démocratie participative, la palabre offre le soubassement pour un modèle synergique basé sur les principes de délibération collective, d’offre de l’initiative de la décision au citoyen, de l’invitation aux débats et de l’écoute active (DROIE), d’un dispositif décisionnel flexible et adapté, au centre duquel se trouvent la délibération, le huis clos, la validation populaire et la reddition de compte, le recours et la réparation ainsi que le contrôle de qualité de la décision, essentiels à la gestion, et structurants à l’évaluation environnementale.

Contraintes universitaires, visées professionnelles et dilemmes méthodologiques

Dans le domaine de l’éducation, comme dans d’autres domaines d’intervention auprès des humains, les organismes d’agrément exigent de plus en plus que les pratiques professionnelles s’appuient sur des résultats de recherches qui les valident (des données probantes). Cela conduit certains chercheurs à privilégier des travaux qui suivent une démarche hypothético-déductive avec des dispositifs standardisés et des données étalonnées (quantitatives). D’autres, pour mieux comprendre ce qui se passe, privilégient l’induction analytique recourant à des dispositifs plus souples qui s’adaptent aux variations du terrain et produisent des données qui ne seront étalonnées qu’a posteriori (qualitatives). Enfin, un troisième groupe de chercheur utilise aussi des dispositifs adaptatifs, mais traite leur matériel de manière plus gestaltiste par typicalisation produisant des récits de dynamique professionnelle. Or, aucune de ces trois orientations de recherche ne parvient, comme le remarquait déjà Huberman en en 1982, à combler l’écart entre les recherches et le discours des enseignants-chercheurs d’une part, et leur participation effective à la formation de professionnels de l’intervention dont les pratiques devraient être fondées sur des données probantes. Des facteurs historiques peuvent excuser cette situation dans des départements et formations professionnelles jadis dispensées dans des grandes écoles non universitaires. Cependant, on constate que les pratiques de recherche restent largement inspirées par une image idéalisée de la recherche fondamentale ou expérimentale ou philosophique avec des visées épistémiques. Or, il y a d’autres domaines de savoir, celui de la technique, de la sagesse pratique et de l’art. Corrélativement, on peut dire qu’il y a d’autres métiers de chercheurs que celui qui consiste à développer des connaissances causales ou interprétatives alors que c’est à partir de cette seule sensibilité théorique que la notion de pôle paradigmatique a été développée et que les questions auxquelles les recherches qualitatives devaient répondre ont été établies . Aussi les questions et les réponses aux quatre pôles épistémologiques (ontologique, sémantique, instrumental et rhétorique) auront d’autres exigences de forme et de contenu pour les chercheurs engagés dans des perspectives technologiques, pratiques ou artistiques. L’hypothèse proposée pour tenter de comprendre le hiatus entre les recherches universitaires et l’attitude des praticiens porte sur le glissement opéré par trop de chercheurs entre une formulation de problèmes arrimés aux sensibilités technologiques, pratiques ou artistiques et leur reproblématisation dans la perspective d’une sensibilité théorique. Il en découle que ces recherches privilégient des dispositifs conçus pour vérifier ou découvrir des hypothèses discursives (la sémantique de l’intelligibilité de l’action, selon Barbier ), plutôt que des dispositifs semblables aux conditions de la pratique professionnelle et qui respectent ses contraintes. Or, les professionnels attendent des résultats de la recherche que ceux-ci prennent en compte les contraintes de leurs activités et que leurs conclusions soient formulées dans des formes de présentation qui leur sont appropriées : une sémantique et une rhétorique de l’action intelligente, selon la formule d’Evans qui définit la praxis comme une action pensée et finalisée autant qu’une finalité pensée et agie. Quatre cas de professeurs-chercheurs et d’étudiants illustrent cette tension et les glissements méthodologiques vers l’épistémique au détriment des sensibilités professionnelles et les difficultés qui en découlent, surtout pour les étudiants. Or, il y a moyen de résoudre autrement cette tension, à condition de changer de posture. C’est la piste que nous suggérons avec une méthodologie qui respecte les contraintes de l’activité professionnelle, qui exploite les formulations et les dispositifs propres aux praticiens, et qui utilise les confrontations entre l’activité et les praticiens eux-mêmes comme démarche de la co-construction d’une présentation explicitant l’intelligence de l’action.

Influence of plant species and richness on pollutant removal in treatment wetlands

Les marais filtrants artificiels sont des écosystèmes recréés par l’homme dans le but d’optimiser l’épuration des eaux usées. Lors de la sélection d’espèces végétales pour la mise en place de ces marais filtrants, l’utilisation d’une polyculture ainsi que d’espèces indigènes non invasives est de plus en plus recommandée. Néanmoins, la plupart des marais filtrants existants sont des monocultures utilisant des plantes envahissantes, probablement à cause du manque d’évidences scientifiques sur les avantages de la diversité végétale et de la performance des espèces locales. Ainsi, les questions de recherche autour desquelles s’oriente ma thèse sont: Les polycultures présentent-elles un potentiel épuratoire aussi ou plus grand que les monocultures, et une espèce indigène est-elle aussi efficace et performante qu’une espèce exotique envahissante dans des marais filtrants ? Trois expériences ont été conduites afin de répondre à ces questions. J’ai d’abord testé l’influence de la richesse végétale sur l’élimination des polluants en deux dispositifs expérimentaux: 1) comparant deux espèces de plantes émergentes en monoculture ou combinées séquentiellement, et 2) évaluant la performance de quatre espèces flottantes plantées en monoculture par rapport à des associations de deux (avec toutes les combinaisons possibles) et de quatre espèces. Une troisième expérience a été réalisée afin de comparer l’efficacité épuratoire de l’haplotype européen envahissant du roseau commun (Phragmites australis) et de la sous-espèce locale non-invasive (P. australis subsp. americanus). La composition en espèces végétales a produit un effet notable sur la performance des marais filtrants. La comparaison des performances en mono- et en polyculture n’a pas permis de démontrer clairement les avantages de la diversité végétale pour l’élimination des polluants dans les marais filtrants. Toutefois, les marais filtrants plantés avec une combinaison d’espèces étaient aussi efficaces que les monocultures des espèces les plus performantes. La comparaison entre les deux sous-espèces de P. australis indiquent que la sous-espèce indigène pourrait remplacer le roseau exotique envahissant, évitant ainsi les potentiels risques environnementaux sans toutefois compromettre l’efficacité du traitement. Les résultats prometteurs de la sous-espèce indigène de P. australis doivent encore être testés dans des expériences à grande échelle avant d’utiliser largement cette espèce dans les marais filtrants. Nos résultats suggèrent que, dans des conditions où la performance des macrophytes disponibles est inconnue ou ne peut être déterminée, l’utilisation d’une combinaison d’espèces présente les meilleures chances d’accomplir le plus haut niveau possible d’élimination de polluants. De plus, même si la diversité végétale ne présente pas un avantage mesurable en termes d’efficacité épuratoire, celle-ci améliore la résilience des marais filtrants et leur résistance aux stress et aux maladies.

La disculpation platonicienne : étude sur la signification et l'évolution du concept de faute involontaire dans l’œuvre de Platon

La présente étude se propose de dégager les significations successives qu’emprunte le fameux paradoxe socratique du mal involontaire dans l’œuvre de Platon. Pour ce faire, notre propos se déclinera en trois principaux développements : 1) le premier consistera à clarifier le sens que recouvraient les catégories du volontaire et de l’involontaire dans l’Antiquité, de manière à éviter toute confusion anachronique avec les acceptions modernes de ces mêmes notions ; 2) le second tâchera de mettre au jour le postulat anthropologique qui fonde chez Platon l’idée qu’aucun homme ne saurait agir méchamment de son plein gré ; 3) le troisième exposera à tour de rôle les trois grands dispositifs de disculpation qu’élabore Platon dans son œuvre : les dispositifs de l’âme ignorante, de l’âme renversée et de l’âme malade. Nous montrerons ainsi comment Platon, à rebours de la théodicée chrétienne classique, cherche à blanchir l’homme de toute implication morale véritable dans la genèse causale de ses « mauvaises » actions.

Auto-reflexividad, erografía y leitmotivs liminales en la producción narrativa de Mayra Santos-Febres (1995-2009)

La recherche, construction et révision de l’identité nationale ont très longtemps constitué les éléments propulseurs de la production littéraire et intellectuelle de Porto Rico. Pourtant vers le milieu des années 90, un nouveau consensus émerge entre les écrivains qui revendiquent massivement la fin de la littérature en tant que lieu d’où forger la conscience nationale et refuse le leadership intellectuel qui avait jusqu’alors définit le travail littéraire. Les auteurs qui commencent à se manifester à ce moment se désintéressent du nationalisme comme thème littéraire. Le militantisme politique et la volonté de confrontation, modes représentationnels caractéristiques de la génération antérieure, disparaissent pour laisser place à une écriture exploratoire, centrée sur ses propres procédés, et apparemment apolitique. Une telle perte d’ancrages nationaux et territoriaux est significative de la conscience exacerbée que possèdent ces écrivains de la complexité des dynamiques culturelles qui régissent le monde postmoderne et globalisé, ainsi que de la « valeur » et de la position « marginale » qu’on leur attribue dans l’écologie mass-médiatique culturelle actuelle. La production narrative de Mayra Santos-Febres est paradigmatique de ces changements. J’aborde dans son écriture une série de dispositifs métalittéraires, autoréflexifs, « érographiques », et historiographiques qui, bien qu’ils résistent à une catégorisation homogène, démontrent un même intérêt pour des phénomènes interstitiels. En me basant sur les concepts de liminalité, principalement depuis la perspective de Victor Turner et d’écriture auto-réflexive (Patricia Waugh, Linda Hutcheon), j’analyse le positionnement liminal qu’assume Santos-Febres dans la structure culturelle globalisée actuelle, et la façon dont sa prise de position, également liminale, c’est-à-dire, sa prise de parole et son engagement se traduisent par un rapprochement narcissique à l’exercice littéraire autant dans les formes qu’elle crée qu’au niveau sémantique, narratif et discursif. Le premier chapitre analyse les contes « Dilcia M. » et « Acto de Fe » (Pez de vidrio) comme témoignages de l’érosion du patriotisme et militantisme antérieur; « La escritora» (Pez de vidrio) qui marque pour l’auteure un passage vers une esthétique centrée sus ses propres procédés créatifs; et le roman Cualquier miércoles soy tuya qui dramatise le positionnement assumé par les écrivains dans la chaine culturelle globalisée actuelle. Le second chapitre aborde la configuration des corps, espaces urbains et de l’écriture dans El cuerpo correcto qui, à travers une exubérance sexuelle/textuelle, projette des variantes réactualisées de la traditionnelle dichotomie corps/écriture. Le troisième chapitre se penche sur la configuration du travesti dans Sirena Selena vestida de pena. J’y propose de voir le travestisme, le boléro et l’écriture comme un triple exercice métalittéraire. Le dernier chapitre aborde le procédé de re-signification littéraire des images sédimentées de subordination et d’infériorité de sujet « noir ». Nuestra Señora de la Noche se penche sur la re-signification de l’hyper-sexualisation et « exotisation » qui a cimenté la construction de « l’immoralité » de la femme noire. Fe en disfraz aborde le sadomasochisme comme espace de re-signification des schèmes de domination et soumission inscrits dans l’histoire esclavagiste de Porto Rico et du trauma qui origine, et subsiste, d’une telle hiérarchie.

L'horizon et la colonne, réflexions sur la relation intérieur-extérieur chez Le Corbusier

Ce mémoire explore la question du rapport intérieur-extérieur chez Le Corbusier se questionnant sur la façon dont la notion d’interpénétration spatiale, postulat majeur de l’architecture moderne, est présente dans son discours. À travers l’étude des croquis, photos et notes de son Voyage d’Orient, ainsi que de certains principes architecturaux énoncés dans ses ouvrages théoriques emblématiques des années 1920, nous allons saisir chez Le Corbusier une pensée qui transcende l’idée d’objet architectural et révèle un intérêt spécial porté au site et à la dialectique horizontale-verticale. Certains dispositifs ou éléments architecturaux, tels que la colonnade et la colonne, vont se révéler aux yeux du maître, lorsqu’ils se trouvent dans des espaces de transition entre l’intérieur et l’extérieur, porteurs d’une fonction médiatrice entre l’homme et son milieu, et ce sera par le biais d’un outil de mesure : l’angle droit. Cette recherche entend contribuer à la compréhension de la pensée architecturale de Le Corbusier, notamment en ce qui concerne la relation architecture-paysage en tant qu’expérience phénoménale.

Les algorithmes de haute résolution en tomographie d'émission par positrons : développement et accélération sur les cartes graphiques

La tomographie d’émission par positrons (TEP) est une modalité d’imagerie moléculaire utilisant des radiotraceurs marqués par des isotopes émetteurs de positrons permettant de quantifier et de sonder des processus biologiques et physiologiques. Cette modalité est surtout utilisée actuellement en oncologie, mais elle est aussi utilisée de plus en plus en cardiologie, en neurologie et en pharmacologie. En fait, c’est une modalité qui est intrinsèquement capable d’offrir avec une meilleure sensibilité des informations fonctionnelles sur le métabolisme cellulaire. Les limites de cette modalité sont surtout la faible résolution spatiale et le manque d’exactitude de la quantification. Par ailleurs, afin de dépasser ces limites qui constituent un obstacle pour élargir le champ des applications cliniques de la TEP, les nouveaux systèmes d’acquisition sont équipés d’un grand nombre de petits détecteurs ayant des meilleures performances de détection. La reconstruction de l’image se fait en utilisant les algorithmes stochastiques itératifs mieux adaptés aux acquisitions à faibles statistiques. De ce fait, le temps de reconstruction est devenu trop long pour une utilisation en milieu clinique. Ainsi, pour réduire ce temps, on les données d’acquisition sont compressées et des versions accélérées d’algorithmes stochastiques itératifs qui sont généralement moins exactes sont utilisées. Les performances améliorées par l’augmentation de nombre des détecteurs sont donc limitées par les contraintes de temps de calcul. Afin de sortir de cette boucle et permettre l’utilisation des algorithmes de reconstruction robustes, de nombreux travaux ont été effectués pour accélérer ces algorithmes sur les dispositifs GPU (Graphics Processing Units) de calcul haute performance. Dans ce travail, nous avons rejoint cet effort de la communauté scientifique pour développer et introduire en clinique l’utilisation des algorithmes de reconstruction puissants qui améliorent la résolution spatiale et l’exactitude de la quantification en TEP. Nous avons d’abord travaillé sur le développement des stratégies pour accélérer sur les dispositifs GPU la reconstruction des images TEP à partir des données d’acquisition en mode liste. En fait, le mode liste offre de nombreux avantages par rapport à la reconstruction à partir des sinogrammes, entre autres : il permet d’implanter facilement et avec précision la correction du mouvement et le temps de vol (TOF : Time-Of Flight) pour améliorer l’exactitude de la quantification. Il permet aussi d’utiliser les fonctions de bases spatio-temporelles pour effectuer la reconstruction 4D afin d’estimer les paramètres cinétiques des métabolismes avec exactitude. Cependant, d’une part, l’utilisation de ce mode est très limitée en clinique, et d’autre part, il est surtout utilisé pour estimer la valeur normalisée de captation SUV qui est une grandeur semi-quantitative limitant le caractère fonctionnel de la TEP. Nos contributions sont les suivantes : - Le développement d’une nouvelle stratégie visant à accélérer sur les dispositifs GPU l’algorithme 3D LM-OSEM (List Mode Ordered-Subset Expectation-Maximization), y compris le calcul de la matrice de sensibilité intégrant les facteurs d’atténuation du patient et les coefficients de normalisation des détecteurs. Le temps de calcul obtenu est non seulement compatible avec une utilisation clinique des algorithmes 3D LM-OSEM, mais il permet également d’envisager des reconstructions rapides pour les applications TEP avancées telles que les études dynamiques en temps réel et des reconstructions d’images paramétriques à partir des données d’acquisitions directement. - Le développement et l’implantation sur GPU de l’approche Multigrilles/Multitrames pour accélérer l’algorithme LMEM (List-Mode Expectation-Maximization). L’objectif est de développer une nouvelle stratégie pour accélérer l’algorithme de référence LMEM qui est un algorithme convergent et puissant, mais qui a l’inconvénient de converger très lentement. Les résultats obtenus permettent d’entrevoir des reconstructions en temps quasi-réel que ce soit pour les examens utilisant un grand nombre de données d’acquisition aussi bien que pour les acquisitions dynamiques synchronisées. Par ailleurs, en clinique, la quantification est souvent faite à partir de données d’acquisition en sinogrammes généralement compressés. Mais des travaux antérieurs ont montré que cette approche pour accélérer la reconstruction diminue l’exactitude de la quantification et dégrade la résolution spatiale. Pour cette raison, nous avons parallélisé et implémenté sur GPU l’algorithme AW-LOR-OSEM (Attenuation-Weighted Line-of-Response-OSEM) ; une version de l’algorithme 3D OSEM qui effectue la reconstruction à partir de sinogrammes sans compression de données en intégrant les corrections de l’atténuation et de la normalisation dans les matrices de sensibilité. Nous avons comparé deux approches d’implantation : dans la première, la matrice système (MS) est calculée en temps réel au cours de la reconstruction, tandis que la seconde implantation utilise une MS pré- calculée avec une meilleure exactitude. Les résultats montrent que la première implantation offre une efficacité de calcul environ deux fois meilleure que celle obtenue dans la deuxième implantation. Les temps de reconstruction rapportés sont compatibles avec une utilisation clinique de ces deux stratégies.