Représentations analytiques des objets géométriques et contours actifs en imagerie

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Représentations analytiques des objets géométriques et contours actifs en imagerie

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

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.

Partial rectification of the plasmon-induced electrical tunnel current in discontinuous thin gold film at optical frequency

The effect of plasmonoscillations, induced by pulsed laserirradiation, on the DC tunnel current between islands in a discontinuous thin goldfilm is studied. The tunnel current is found to be strongly enhanced by partial rectification of the plasmon-induced AC tunnel currents flowing between adjacent gold islands. The DC tunnel current enhancement is found to increase approximately linearly with the laser intensity and the applied DC bias voltage. The experimental data can be well described by an electron tunnelling model which takes the plasmon-induced AC voltage into account. Thermal heating seems not to contribute to the tunnel current enhancement.

Electrochemical current rectification – a novel signal amplification strategy for highly sensitive and selective aptamer-based biosensor

Electrochemical aptamer-based (E-AB) sensors represent an emerging class of recently developed sensors. However, numerous of these sensors are limited by a low surface density of electrode-bound redox-oligonucleotides which are used as probe. Here we propose to use the concept of electrochemical current rectification (ECR) for the enhancement of the redox signal of E-AB sensors. Commonly, the probe-DNA performs a change in conformation during target binding and enables a nonrecurring charge transfer between redox-tag and electrode. In our system, the redox-tag of the probe-DNA is continuously replenished by solution-phase redox molecules. A unidirectional electron transfer from electrode via surface-linked redox-tag to the solution-phase redox molecules arises that efficiently amplifies the current response. Using this robust and straight-forward strategy, the developed sensor showed a substantial signal amplification and consequently improved sensitivity with a calculated detection limit of 114 nM for ATP, which was improved by one order of magnitude compared with the amplification-free detection and superior to other previous detection results using enzymes or nanomaterials-based signal amplification. To the best of our knowledge, this is the first demonstration of an aptamer-based electrochemical biosensor involving electrochemical rectification, which can be presumably transferred to other biomedical sensor systems.

Absolute values of instantaneous corrosion rates by faradaic rectification

Doss and Agarwal 1 discovered the "redoxokinetic effect" which is now familiarly known as faradaic rectification. Subsequently, the theory and applications of faradaic rectification due to a single electrode reaction have been developed by several workers 2-5. The theory and application of faradaic rectification in the case of a corrosion cell sustaining mixed electrode reactions on a corroding metal was reported recently 6"7. This led to the development of a new electrochemical method of corrosion rate determination. It was shown that changes in the instantaneous corrosion rates of a metal are readily evaluated by faradaic rectification measurements at the corrosion potential of the metal in a given medium. The aim of the present work is to show that absolute values of instantaneous corrosion rates may also be obtained by the new method under certain conditions. The practical advantages that arise from this development are pointed out.

Data rectification and detection of trend shifts in jet engine path measurements using median filters and fuzzy logic

Filtering methods are explored for removing noise from data while preserving sharp edges that many indicate a trend shift in gas turbine measurements. Linear filters are found to be have problems with removing noise while preserving features in the signal. The nonlinear hybrid median filter is found to accurately reproduce the root signal from noisy data. Simulated faulty data and fault-free gas path measurement data are passed through median filters and health residuals for the data set are created. The health residual is a scalar norm of the gas path measurement deltas and is used to partition the faulty engine from the healthy engine using fuzzy sets. The fuzzy detection system is developed and tested with noisy data and with filtered data. It is found from tests with simulated fault-free and faulty data that fuzzy trend shift detection based on filtered data is very accurate with no false alarms and negligible missed alarms.

Current rectification by a single ZnS nanorod probed using a scanning tunneling microscopic technique

We report on the rectification properties from a single ZnS nanorod measured using the UHV-SPM technique. The rectification behavior is evidenced from the current-voltage characteristics measured on a single ZnS nanorod. We propose a tunneling mechanism where the direct tunneling mechanism is dominant at lower applied bias voltages followed by resonant tunneling through discrete energy levels of the nanorod. A further increase in the bias voltage changes the tunneling mechanism to the Fowler-Nordheim tunneling regime enabling rectification behavior. Realizing rectification from a single ZnS nanorod may provide a means of realizing a single nanorod based miniaturized device.

Équation de production: adaptation du modèle de Ricker à un stock de poissons exploité par différents engins

The authors have developed the method used by Pianet and Le Hir (Doc.Sci.Cent. ORSTOM Pointe-Noire, 17, 1971) for the study of albacore (Thunnus albacares) in the Pointe-Noire region. The method is based on the fact that the ratio between unit of effort and number of fish for two fishing gears is equal to the ratio of their catchability coefficients.

DC current rectification using indium-gallium zinc oxide-based selfswitching diodes

Self-switching diodes have been fabricated within a single layer of indium-gallium zinc oxide (IGZO). Current-voltage (I-V) measurements show the nanometer-scale asymmetric device gave a diode-like response. Full current rectification was achieved using very narrow channel widths of 50nm, with a turn-on voltage, Von, of 2.2V. The device did not breakdown within the -10V bias range measured. This single diode produced a current of 0.1μA at 10V and a reverse current of less than 0.1nA at -10V. Also by adjusting the channel width for these devices, Von could be altered; however, the effectiveness of the rectification also changed. © 2013 IEEE.

Contribution à l'élaboration d'un modèle prévisionnel à court terme de l'économie belge

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Un modèle de développement de logiciels-outils de support à l'enseignement

En tant qu'enseignant dans le programme des Techniques du génie électrique (T.G.E, anciennement Électrotechnique) nous avons pu constater qu'en moins de 10 ans, le micro-ordinateur est devenu une réalité qui concerne pratiquement tous les cours des trois années de formation, alors qu'ils n'étaient utilisés dans aucun cours avant. Cet exemple est typique de la révolution informatique que nous vivons actuellement et qui pénètre tous les secteurs d'activités de notre société. Dans ce contexte de changements importants, les enseignants ont malgré eux un rôle de pionniers car ils n'ont que peu de ressources à leur disposition pour maîtriser cette technologie et l'intégrer dans leur enseignement. Ce virage informatique, s'il est à peine commencé dans l'enseignement général, pose de nombreux problèmes aux enseignants du secteur professionnel qui doivent trouver la place et déterminer le rôle que doit jouer cette nouvelle technologie dans l'enseignement. La majorité des recherches sur les didacticiels ont pour objet les logiciels qui cherchent à assurer des tâches d'enseignement, tels que les tests, exerciseurs ou tutoriels, et auxquels s'ajoutent maintenant les applications multimédia. Une étude menée dans les collèges (Mataigne, 1992) montre cependant que ce sont d'abord les logiciels de bureautique et ensuite les logiciels de programmation et de simulation-modélisation, qui sont de loin les plus utilisés dans l'enseignement. S'il n'existe pratiquement pas de logiciels de bureautique ou de programmation conçus pour l'enseignement, les logiciels de simulation et de modélisation constituent plus des deux tiers des développements de didacticiels de ces dix dernières années pour le réseau collégial. Ces logiciels, dont la forme et le contenu se rapprochent plus de logiciels conçus pour les entreprises que de logiciels pédagogiques traditionnels, appartiennent à une catégorie où il se fait très peu de recherche didactique et où il n'existe pas de modèle de développement spécifique. Par ailleurs, nous avons constaté que la grande majorité des auteurs de didacticiels sont des enseignants qui réalisent parfois leur logiciel eux-mêmes. La conception d'un didacticiel étant une tâche particulièrement complexe, il nous a semblé utile d'analyser les différences entre les didacticiels traditionnels et les logiciels de simulation-modélisation afin de dégager la problématique du développement de ces derniers. Après avoir analysé les différents modèles de développement proposés par la recherche ou par le génie informatique, nous nous proposons, dans cette recherche, de dégager et de justifier une méthodologie de développement spécifique aux logiciels de simulation-modélisation fondée sur des éléments empruntés aux modèles du génie logiciel et de la didactique, sur notre expérience de développement et sur celle d'experts dans le domaine.

Étude de l'ajustement de pratiques vers une gestion différenciée de l'activité éducative par des directions d'établissement expérimentation d'un modèle d'accompagnement collectif

Les résultats de l'étude viennent réaffirmer la complexité des responsabilités éducatives d'une direction d'établissement. Pour répondre aux particularités du milieu, la direction est appelée à sortir des cadres habituels, à se questionner et à innover avec les membres de l'équipe-école, et ce, selon un savoir-agir situé guidant une gestion différenciée des activités éducatives. Huit balises viennent guider l'ajustement de ces pratiques.Les résultats permettent aussi d'expliciter en quoi le modèle d'accompagnement collectif devient une façon pour la direction d'établissement de prendre du recul, de sortir du sentiment d'isolement et de développer ses compétences. Ces résultats permettent de répondre à la question de recherche : en quoi un modèle d'accompagnement collectif est apte à soutenir l'ajustement de pratiques vers une gestion différenciée de l'activité éducative chez des directions d'établissement? Trois objectifs en découlent : 1) décrire et mettre en oeuvre un modèle d'accompagnement collectif 2) décrire et analyser les pratiques de gestion différenciée de l'activité éducative et 3) expliciter en quoi un modèle d'accompagnement collectif est apte à soutenir l'ajustement de pratiques vers une gestion différenciée de l'activité éducative chez des directions d'établissement. La démarche méthodologique rend compte de la double posture qu'occupe la personne accompagnatrice-chercheure et accompagnatrice-formatrice ayant accompagné et travaillé avec deux cohortes de neuf directions ou directions adjointes d'établissement de l'ordre d'enseignement primaire et secondaire, au sein de deux commissions scolaires de caractéristiques sociogéographiques différentes, sur une période de 15 mois. À partir d'une expérimentation, la démarche méthodologique donne la parole aux membres acteurs-praticiens et cochercheurs, les directions d'établissement. Chaque direction était alors invitée à conduire un projet professionnel d'intervention (PPI) selon la réalité éducative de son milieu. C'est donc à partir de l'analyse des PPI et des dires des membres acteurs-praticiens et cochercheurs que l'étude met en lumière des savoirs théoriques, praxéologiques et expérientiels de cette recherche-action.