Asymétries à la marche chez les adolescents atteints de scoliose idiopathique

La scoliose idiopathique de l’adolescence (SIA) est une pathologie de cause inconnue impliquant une déformation tridimensionnelle de la colonne vertébrale et de la cage thoracique. Cette pathologie affecte, entre autres, les vertèbres ainsi que les muscles paraspinaux. Ces composantes de la colonne vertébrale jouent un rôle important lors de la marche. Dix sujets témoins et neuf sujets SIA ont effectué dix essais de marche à vitesse normale sur un corridor de marche de dix mètres dans lequel était inséré deux plates-formes de force. De plus, un système de huit caméras (VICON) a permis de calculer les coordonnées tridimensionnelles des 30 marqueurs utilisés afin d’analyser la cinématique des sujets. Les variables faisant l’objet de cette étude sont les amplitudes totales, minimales et maximales des rotations des ceintures pelvienne et scapulaire dans les plans transverse et frontal de même que les coefficients de corrélation et de variation de ces segments. Des tests de Student ont été utilisés pour l’analyse statistique. Malgré le fait qu’aucune différence significative n’a été observée, dans aucun des plans, entre les amplitudes des rotations des ceintures pelvienne et scapulaire entre les groupes témoin et SIA, une différence significative en ce qui a trait aux minimums de rotations pelviennes et scapulaires, dans le plan transverse, a été observée. Cette différence suggère une asymétrie dans les rotations effectuées par ces segments à la marche à vitesse naturelle chez une population atteinte de SIA.

Les tests de causalité en variance entre deux séries chronologiques multivariées

Les modèles de séries chronologiques avec variances conditionnellement hétéroscédastiques sont devenus quasi incontournables afin de modéliser les séries chronologiques dans le contexte des données financières. Dans beaucoup d'applications, vérifier l'existence d'une relation entre deux séries chronologiques représente un enjeu important. Dans ce mémoire, nous généralisons dans plusieurs directions et dans un cadre multivarié, la procédure dévéloppée par Cheung et Ng (1996) conçue pour examiner la causalité en variance dans le cas de deux séries univariées. Reposant sur le travail de El Himdi et Roy (1997) et Duchesne (2004), nous proposons un test basé sur les matrices de corrélation croisée des résidus standardisés carrés et des produits croisés de ces résidus. Sous l'hypothèse nulle de l'absence de causalité en variance, nous établissons que les statistiques de test convergent en distribution vers des variables aléatoires khi-carrées. Dans une deuxième approche, nous définissons comme dans Ling et Li (1997) une transformation des résidus pour chaque série résiduelle vectorielle. Les statistiques de test sont construites à partir des corrélations croisées de ces résidus transformés. Dans les deux approches, des statistiques de test pour les délais individuels sont proposées ainsi que des tests de type portemanteau. Cette méthodologie est également utilisée pour déterminer la direction de la causalité en variance. Les résultats de simulation montrent que les tests proposés offrent des propriétés empiriques satisfaisantes. Une application avec des données réelles est également présentée afin d'illustrer les méthodes

Évaluation de l’effet des vagues de bateau sur les conditions hydrauliques près des berges en milieu fluvial

Les vagues de bateau ajoutent une pression supplémentaire sur les berges de rivières et doivent être considérées dans les modèles de prédiction des taux de recul des berges. L’objectif de cette étude est d’examiner le rôle des vagues de bateau sur l’écoulement et le transport en suspension le long des berges en milieu fluvial. Pour atteindre cet objectif, nous utilisons un transect perpendiculaire à la berge de quatre courantomètres électromagnétiques (ECMs) mesurant deux dimensions de l’écoulement et deux turbidimètres (OBSs) placés dos à dos, orientés vers la berge et le large pour mesurer les conditions moyennes et turbulentes de l’écoulement longitudinal et vertical ainsi que les flux de sédiments en suspension provoqués par les vagues. Une chaloupe à moteur de 16 pieds, équipée d’un moteur 40 hp, a été utilisée afin de générer des vagues. Nous avons mesuré l’effet de trois distances à partir de la berge (5, 10, 15 m) et trois vitesses de bateau (5, 15 et 25 km/h) et cinq répliques de chaque combinaison de distance et de vitesse ont été réalisées, totalisant 45 passages. Nous avons caractérisé la variabilité des conditions d’écoulement, de vagues et de transport de sédiments et nous avons réalisé des analyses spectrales afin de séparer les portions oscillatoire et turbulente de l’écoulement généré par les vagues de bateau. L’effet de la distance et de la vitesse du bateau sur le transport de sédiments est non-linéaire et la réponse sédimentaire induite par les passages de bateau montre une variabilité importante entre les répliques et les deux sondes OBS, ce qui suggère un changement morphologique induit par les vagues de bateau. Les corrélations entre les variables d’écoulement et de transport montrent l’importance des relations entre le cisaillement et la puissance de la portion turbulente de l’écoulement avec le transport de sédiments. Cette étude a permis de quantifier les relations entre la dynamique des vagues et les flux de concentrations de sédiments en suspension, ce qui représente une contribution importante au développement de mesures de mitigation dans les environnements fluviaux où les berges sont fragilisées par le trafic plaisancier.

Recherche et caractérisation de systèmes binaires dont l'une des composantes est de faible masse

Nous présentons la découverte de quatorze nouveaux systèmes binaires ayant une séparation supérieure à 250 UA et dont au moins l'une des composantes est une naine M ou une naine L. Ces systèmes ont d'abord été identifiés en cherchant des objets ayant un mouvement propre commun autour d'étoiles connues possédant un mouvement propre élevé, grâce à une corrélation croisée de grands relevés du ciel dans l'infrarouge proche (2MASS, SDSS et SIMP). Un suivi astrométrique, afin de confirmer le mouvement propre commun, a été réalisé sur toutes les cibles avec la caméra SIMON et/ou la caméra CPAPIR à l'Observatoire du Mont-Mégatic (OMM) ou à l'Observatoire interaméricain du Cerro Tololo (CTIO). Un suivi spectroscopique a aussi été effectué sur la plupart des compagnons avec GMOS ou GNIRS à Gemini afin de déterminer leurs types spectraux. La probabilité que deux objets forment un système binaire par hasard a été évaluée afin de s'assurer que les couples candidats que nous présentons soient réellement liés.Un de nos nouveaux systèmes a un compagnon de masse sous-stellaire : 2M1259+1001 (L4.5). L'étude des systèmes que nous avons découverts pourra, entre autre, nous aider à mieux comprendre les mécanismes de formation des étoiles de très faible masse et des naines brunes.

La recherche de naines brunes et étoiles de faible masse dans les associations cinématiques jeunes du voisinage solaire

L’objectif principal de cette thèse est d’identifier les étoiles de faible masse et naines brunes membres d’associations cinématiques jeunes du voisinage solaire. Ces associations sont typiquement âgées de moins de 200 millions d’années et regroupent chacune un ensemble d’étoiles s’étant formées au même moment et dans un même environnement. La majorité de leurs membres d'environ plus de 0.3 fois la masse du Soleil sont déjà connus, cependant les membres moins massifs (et moins brillants) nous échappent encore. Leur identification permettra de lever le voile sur plusieurs questions fondamentales en astrophysique. En particulier, le fait de cibler des objets jeunes, encore chauds et lumineux par leur formation récente, permettra d’atteindre un régime de masses encore peu exploré, jusqu'à seulement quelques fois la masse de Jupiter. Elles nous permettront entre autres de contraindre la fonction de masse initiale et d'explorer la connection entre naines brunes et exoplanètes, étant donné que les moins massives des naines brunes jeunes auront des propriétés physiques très semblables aux exoplanètes géantes gazeuses. Pour mener à bien ce projet, nous avons adapté l'outil statistique BANYAN I pour qu'il soit applicable aux objets de très faibles masses en plus de lui apporter plusieurs améliorations. Nous avons entre autres inclus l'utilisation de deux diagrammes couleur-magnitude permettant de différencier les étoiles de faible masse et naines brunes jeunes à celles plus vieilles, ajouté l'utilisation de probabilités a priori pour rendre les résultats plus réalistes, adapté les modèles spatiaux et cinématiques des associations jeunes en utilisant des ellipsoïdes gaussiennes tridimensionnelles dont l'alignement des axes est libre, effectué une analyse Monte Carlo pour caractériser le taux de faux-positifs et faux-négatifs, puis revu la structure du code informatique pour le rendre plus efficace. Dans un premier temps, nous avons utilisé ce nouvel algorithme, BANYAN II, pour identifier 25 nouvelles candidates membres d'associations jeunes parmi un échantillon de 158 étoiles de faible masse (de types spectraux > M4) et naines brunes jeunes déjà connues. Nous avons ensuite effectué la corrélation croisée de deux catalogues couvrant tout le ciel en lumière proche-infrarouge et contenant ~ 500 millions d’objets célestes pour identifier environ 100 000 candidates naines brunes et étoiles de faible masse du voisinage solaire. À l'aide de l'outil BANYAN II, nous avons alors identifié quelques centaines d'objets appartenant fort probablement à une association jeune parmi cet échantillon et effectué un suivi spectroscopique en lumière proche-infrarouge pour les caractériser. Les travaux présentés ici ont mené à l'identification de 79 candidates naines brunes jeunes ainsi que 150 candidates étoiles de faible masse jeunes, puis un suivi spectroscopique nous a permis de confirmer le jeune âge de 49 de ces naines brunes et 62 de ces étoiles de faible masse. Nous avons ainsi approximativement doublé le nombre de naines brunes jeunes connues, ce qui a ouvert la porte à une caractérisation statistique de leur population. Ces nouvelles naines brunes jeunes représentent un laboratoire idéal pour mieux comprendre l'atmosphère des exoplanètes géantes gazeuses. Nous avons identifié les premiers signes d’une remontée dans la fonction de masse initiale des naines brunes aux très faibles masses dans l'association jeune Tucana-Horologium, ce qui pourrait indiquer que l’éjection d’exoplanètes joue un rôle important dans la composition de leur population. Les résultats du suivi spectroscopique nous ont permis de construire une séquence empirique complète pour les types spectraux M5-L5 à l'âge du champ, à faible (β) et très faible (γ) gravité de surface. Nous avons effectué une comparaison de ces données aux modèles d'évolution et d'atmosphère, puis nous avons construit un ensemble de séquences empiriques de couleur-magnitude et types spectraux-magnitude pour les naines brunes jeunes. Finalement, nous avons découvert deux nouvelles exoplanètes par un suivi en imagerie directe des étoiles jeunes de faible masse identifiées dans ce projet. La future mission GAIA et le suivi spectroscopique complet des candidates présentées dans cette thèse permettront de confirmer leur appartenance aux associations jeunes et de contraindre la fonction de masse initiale dans le régime sous-stellaire.

Face Recognition using Probabilistic Neural Networks

In this paper we address the problem of face detection and recognition of grey scale frontal view images. We propose a face recognition system based on probabilistic neural networks (PNN) architecture. The system is implemented using voronoi/ delaunay tessellations and template matching. Images are segmented successfully into homogeneous regions by virtue of voronoi diagram properties. Face verification is achieved using matching scores computed by correlating edge gradients of reference images. The advantage of classification using PNN models is its short training time. The correlation based template matching guarantees good classification results

Face Recognition using Probabilistic Neural Networks

n this paper we address the problem of face detection and recognition of grey scale frontal view images. We propose a face recognition system based on probabilistic neural networks (PNN) architecture. The system is implemented using voronoi/ delaunay tessellations and template matching. Images are segmented successfully into homogeneous regions by virtue of voronoi diagram properties. Face verification is achieved using matching scores computed by correlating edge gradients of reference images. The advantage of classification using PNN models is its short training time. The correlation based template matching guarantees good classification results.

Prognozowanie stężeń pyłku leszczyny, olszy i brzozy w powietrzu atmosferycznym na obszarze Polski

Wydział Nauk Geograficznych i Geologicznych: Instytut Geoekologii i Geoinformacji

Analysis of water-level response to rainfall and implications for recharge pathways in the Chalk aquifer, SE England

Water table response to rainfall was investigated at six sites in the Upper, Middle and Lower Chalk of southern England. Daily time series of rainfall and borehole water level were cross-corretated to investigate seasonal variations in groundwater-level response times, based on periods of 3-month duration. The time tags (in days) yielding significant correlations were compared with the average unsaturated zone thickness during each 3-month period. In general, for cases when the unsaturated zone was greater than 18 m thick, the time tag for a significant water-level response increased rapidly once the depth to the water table exceeded a critical value, which varied from site to site. For shallower water tables, a linear relationship between the depth to the water table and the water-level response time was evident. The observed variations in response time can only be partially accounted for using a diffusive model for propagation through the unsaturated matrix, suggesting that some fissure flow was occurring. The majority of rapid responses were observed during the winter/spring recharge period, when the unsaturated zone is thinnest and the unsaturated zone moisture content is highest, and were more likely to occur when the rainfall intensity exceeded 5 mm/day. At some sites, a very rapid response within 24 h of rainfall was observed in addition to the longer term responses even when the unsaturated zone was up to 64 m thick. This response was generally associated with the autumn period. The results of the cross-correlation analysis provide statistical support for the presence of fissure flow and for the contribution of multiple pathways through the unsaturated zone to groundwater recharge. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

The interannual variability of energy transports within and over the Atlantic Ocean in a coupled climate model

To gain a new perspective on the interaction of the Atlantic Ocean and the atmosphere, the relationship between the atmospheric and oceanic meridional energy transports is studied in a version of HadCM3, the U.K. Hadley Centre's coupled climate model. The correlation structure of the energy transports in the atmosphere and Atlantic Ocean as a function of latitude, and the cross correlation between the two systems are analyzed. The processes that give rise to the correlations are then elucidated using regression analyses. In northern midlatitudes, the interannual variability of the Atlantic Ocean energy transport is dominated by Ekman processes. Anticorrelated zonal winds in the subtropics and midlatitudes, particularly associated with the North Atlantic Oscillation (NAO), drive anticorrelated meridional Ekman transports. Variability in the atmospheric energy transport is associated with changes in the stationary waves, but is only weakly related to the NAO. Nevertheless, atmospheric driving of the oceanic Ekman transports is responsible for a bipolar pattern in the correlation between the atmosphere and Atlantic Ocean energy transports. In the Tropics, the interannual variability of the Atlantic Ocean energy transport is dominated by an adjustment of the tropical ocean to coastal upwelling induced along the Venezuelan coast by a strengthening of the easterly trade winds. Variability in the atmospheric energy transport is associated with a cross-equatorial meridional overturning circulation that is only weakly associated with variability in the trade winds along the Venezuelan coast. In consequence, there is only very limited correlation between the atmosphere and Atlantic Ocean energy transports in the Tropics of HadCM3

A comparison of two time-domain analysis procedures in the determination of VO2 kinetics by pseudorandom binary sequence exercise testing

The purpose of this study was to apply and compare two time-domain analysis procedures in the determination of oxygen uptake (VO2) kinetics in response to a pseudorandom binary sequence (PRBS) exercise test. PRBS exercise tests have typically been analysed in the frequency domain. However, the complex interpretation of frequency responses may have limited the application of this procedure in both sporting and clinical contexts, where a single time measurement would facilitate subject comparison. The relative potential of both a mean response time (MRT) and a peak cross-correlation time (PCCT) was investigated. This study was divided into two parts: a test-retest reliability study (part A), in which 10 healthy male subjects completed two identical PRBS exercise tests, and a comparison of the VO2 kinetics of 12 elite endurance runners (ER) and 12 elite sprinters (SR; part B). In part A, 95% limits of agreement were calculated for comparison between MRT and PCCT. The results of part A showed no significant difference between test and retest as assessed by MRT [mean (SD) 42.2 (4.2) s and 43.8 (6.9) s] or by PCCT [21.8 (3.7) s and 22.7 (4.5) s]. Measurement error (%) was lower for MRT in comparison with PCCT (16% and 25%, respectively). In part B of the study, the VO2 kinetics of ER were significantly faster than those of SR, as assessed by MRT [33.4 (3.4) s and 39.9 (7.1) s, respectively; P<0.01] and PCCT [20.9 (3.8) s and 24.8 (4.5) s; P < 0.05]. It is possible that either analysis procedure could provide a single test measurement Of VO2 kinetics; however, the greater reliability of the MRT data suggests that this method has more potential for development in the assessment Of VO2 kinetics by PRBS exercise testing.

A swarm intelligence method for feature tracking in AMV derivation

Feature tracking is a key step in the derivation of Atmospheric Motion Vectors (AMV). Most operational derivation processes use some template matching technique, such as Euclidean distance or cross-correlation, for the tracking step. As this step is very expensive computationally, often shortrange forecasts generated by Numerical Weather Prediction (NWP) systems are used to reduce the search area. Alternatives, such as optical flow methods, have been explored, with the aim of improving the number and quality of the vectors generated and the computational efficiency of the process. This paper will present the research carried out to apply Stochastic Diffusion Search, a generic search technique in the Swarm Intelligence family, to feature tracking in the context of AMV derivation. The method will be described, and we will present initial results, with Euclidean distance as reference.

A simple analysis of thermodynamic properties for classical plasmas: I. theory

By eliminating the short range negative divergence of the Debye–Hückel pair distribution function, but retaining the exponential charge screening known to operate at large interparticle separation, the thermodynamic properties of one-component plasmas of point ions or charged hard spheres can be well represented even in the strong coupling regime. Predicted electrostatic free energies agree within 5% of simulation data for typical Coulomb interactions up to a factor of 10 times the average kinetic energy. Here, this idea is extended to the general case of a uniform ionic mixture, comprising an arbitrary number of components, embedded in a rigid neutralizing background. The new theory is implemented in two ways: (i) by an unambiguous iterative algorithm that requires numerical methods and breaks the symmetry of cross correlation functions; and (ii) by invoking generalized matrix inverses that maintain symmetry and yield completely analytic solutions, but which are not uniquely determined. The extreme computational simplicity of the theory is attractive when considering applications to complex inhomogeneous fluids of charged particles.

A numerical model of the ionospheric signatures of time-varying magnetic reconnection: II. Measuring expansions in the ionospheric flow response

A numerical model embodying the concepts of the Cowley-Lockwood (Cowley and Lockwood, 1992, 1997) paradigm has been used to produce a simple Cowley– Lockwood type expanding flow pattern and to calculate the resulting change in ion temperature. Cross-correlation, fixed threshold analysis and threshold relative to peak are used to determine the phase speed of the change in convection pattern, in response to a change in applied reconnection. Each of these methods fails to fully recover the expansion of the onset of the convection response that is inherent in the simulations. The results of this study indicate that any expansion of the convection pattern will be best observed in time-series data using a threshold which is a fixed fraction of the peak response. We show that these methods used to determine the expansion velocity can be used to discriminate between the two main models for the convection response to a change in reconnection.

Coordinated Cluster and ground-based instrument observations of transient changes in the magnetopause boundary layer during an interval of predominantly northward IMF: relation to reconnection pulses and FTE signatures

We study a series of transient entries into the low-latitude boundary layer (LLBL) of all four Cluster spacecraft during an outbound pass through the mid-afternoon magnetopause ([X(GSM), Y(GSM), Z(GSM)] approximate to [2, 7, 9] R(E)). The events take place during an interval of northward IMF, as seen in the data from the ACE satellite and lagged by a propagation delay of 75 min that is well-defined by two separate studies: (1) the magnetospheric variations prior to the northward turning (Lockwood et al., 2001, this issue) and (2) the field clock angle seen by Cluster after it had emerged into the magnetosheath (Opgenoorth et al., 2001, this issue). With an additional lag of 16.5 min, the transient LLBL events cor-relate well with swings of the IMF clock angle (in GSM) to near 90degrees. Most of this additional lag is explained by ground-based observations, which reveal signatures of transient reconnection in the pre-noon sector that then take 10-15 min to propagate eastward to 15 MLT, where they are observed by Cluster. The eastward phase speed of these signatures agrees very well with the motion deduced by the cross-correlation of the signatures seen on the four Cluster spacecraft. The evidence that these events are reconnection pulses includes: transient erosion of the noon 630 nm (cusp/cleft) aurora to lower latitudes; transient and travelling enhancements of the flow into the polar cap, imaged by the AMIE technique; and poleward-moving events moving into the polar cap, seen by the EISCAT Svalbard Radar (ESR). A pass of the DMSP-F15 satellite reveals that the open field lines near noon have been opened for some time: the more recently opened field lines were found closer to dusk where the flow transient and the poleward-moving event intersected the satellite pass. The events at Cluster have ion and electron characteristics predicted and observed by Lockwood and Hapgood (1998) for a Flux Transfer Event (FTE), with allowance for magnetospheric ion reflection at Alfvenic disturbances in the magnetopause reconnection layer. Like FTEs, the events are about 1 R(E) in their direction of motion and show a rise in the magnetic field strength, but unlike FTEs, in general, they show no pressure excess in their core and hence, no characteristic bipolar signature in the boundary-normal component. However, most of the events were observed when the magnetic field was southward, i.e. on the edge of the interior magnetic cusp, or when the field was parallel to the magnetic equatorial plane. Only when the satellite begins to emerge from the exterior boundary (when the field was northward), do the events start to show a pressure excess in their core and the consequent bipolar signature. We identify the events as the first observations of FTEs at middle altitudes.