Améliorations et optimisation globale de la méthode des analogues pour la prévision statistique des précipitations. Développement d'un outil de prévision et application opérationnelle au bassin du Rhône à l'amont du Léman.

Le bassin du Rhône à l'amont du Léman peut être sujet à de fortes précipitations en mesure de provoquer des crues significatives. L'objectif du projet MINERVE dans lequel s'inscrit le présent travail consiste à fournir des outils pour la prévision et la gestion des crues par des actions préventives sur les aménagements hydroélectriques à accumulation. Pour satisfaire ce dernier, il est nécessaire de prévoir au mieux les cumuls de précipitations pour les jours suivants. Ceci est actuellement effectué par le modèle numérique de prévision de MétéoSuisse ; mais, en raison des grandes incertitudes liées à la quantification des événements extrêmes, il a été décidé qu'une approche parallèle de nature statistique pourrait compléter l'information disponible. Ainsi, nous avons adapté la méthode des analogues, qui est une technique de prévision statistique des précipitations, au contexte alpin du bassin d'étude. Pour ce faire, plusieurs paramétrisations de la méthode ont été documentées et calibrées. Afin de prendre en main la méthode, nous avons effectué de multiples analyses paramétriques sur les variables synoptiques, mais également sur la constitution de groupements pluviométriques. Une partie conséquente de cette étude a été consacrée à la programmation d'un logiciel de prévision automatique par la méthode des analogues, ainsi qu'à un outil de visualisation des résultats sous forme de cartes et graphiques. Ce logiciel, nommé Atmoswing, permet d'implémenter un grand nombre de méthodes différentes de prévision par analogie. L'outil est opérationnel depuis mi-2011 et nous a permis de confirmer l'intérêt de la prévision par analogie. La méthode étant ici appliquée à un nouveau contexte, un grand nombre de variables synoptiques ont été évaluées. Nous avons alors confirmé l'intérêt des deux niveaux d'analogie sur la circulation atmosphérique et sur le flux d'humidité, tout en apportant des améliorations à celles-ci. Il en résulte des paramétrisations présentant des scores de performance supérieurs aux méthodes de référence considérées. Nous avons également évalué d'autres améliorations, comme l'introduction d'une fenêtre temporelle glissante afin de rechercher de meilleures analogies synoptiques à d'autres heures de la journée, ce qui s'est avéré intéressant, tout comme une prévision infrajournalière à pas de temps de 6 h. Finalement, nous avons introduit une technique d'optimisation globale, les algorithmes génétiques, capable de calibrer la méthode des analogues en considérant tous les paramètres des différents niveaux d'analogie de manière conjointe. Avec cette technique, nous pouvons nous approcher objectivement d'une paramétrisation optimale. Le choix des niveaux atmosphériques et des fenêtres temporelles et spatiales étant automatisé, cette technique peut engendrer un gain de temps, même si elle est relativement exigeante en calculs. Nous avons ainsi pu améliorer la méthode des analogues, et y ajouter de nouveaux degrés de liberté, notamment des fenêtres spatiales et des pondérations différenciées selon les niveaux atmosphériques retenus.

Evaluation of the GlideScope for tracheal intubation in patients with cervical spine immobilisation by a semi-rigid collar

RAPPORT DE SYNTHÈSE : Chez les patients présentant une pathologie de la colonne cervicale, l'instrumentation des voies aériennes peut s'avérer délicate. En effet, l'impossibilité d'effectuer une extension de la nuque afin d'aligner correctement l'axe oro-pharyngo-trachéal, ainsi que l'ouverture de bouche limitée par la présence d'une minerve cervicale, rendent la laryngoscopie standard extrêmement difficile. Le but de cette étude est de démontrer que l'intubation oro-trachéale avec une minerve cervicale semi-rigide est possible à l'aide d'un vidéolaryngoscope récemment développé, le GlideScope®. Celui-ci est formé d'une lame courbe présentant une angulation accentuée à 60° à partir de son milieu, avec une petite caméra haute résolution et une source lumineuse enchâssées dans la partie inférieure au point d'inflexion. Différents travaux ont montré les avantages du GlideScope® par rapport à la lame de Macintosh standard "pour l'instrumentation des voies aériennes de routine ou en situation difficile. Après acceptation par la Commission d'Ethique, 50 patients, adultes consentants et programmés pour une intervention chirurgicale élective nécessitant une anesthésie générale ont été inclus dans cette étude. Malgré la présence d'une minerve cervicale semi-rigide Philadelphia® Patriot correctement positionnée et la tête fixée à la table d'opération, tous les patients ont pu être intubés a l'aide du GlideScope®. Aucune complication n'a été documentée pendant la procédure ou en post-opératoire. De plus, nous avons démontré que dans cette situation la visualisation des structures laryngées est significativement améliorée grâce au GlideScope®, par rapport à la lame de Macintosh utilisée lors de toute intubation standard. En conclusion, l'intubation oro-trachéale chez les patients ayant une minerve cervicale et la tête fixée est possible à l'aide du GlideScope®. La meilleure façon de sécuriser les voies aériennes chez les patients présentant une instabilité de la colonne cervicale est un sujet fortement débattu. L'utilisation du GlideScope® pourrait s'avérer une alternative intéressante, en particulier dans les situations d'urgence.

Cartographier les géomorphosites : objectifs, publics et propositions méthodologiques

En lien avec la prise de conscience de l'importance du patrimoine géologique et géomorphologique, les géomorphosites ont obtenu une attention croissante de la part de la communauté scientifique. Des méthodes d'évaluation, de classification et des stratégies de conservation ont été développées afin de sauvegarder le géopatrimoine pour les générations présentes et futures. Parallèlement, des programmes éducatifs et de loisirs ainsi que divers projets de développement local ont été créés ces dernières années afin de promouvoir et sauvegarder le géopatrimoine. Que ce soit pour l'évaluation, la conservation ou la promotion, la cartographie des géomorphosites est utile à plusieurs égards. Les cartes peuvent fournir des données fondamentales pour la description détaillée des géomorphosites, servir d'aide à la décision, par exemple dans la définition des priorités de protection, ou soutenir la valorisation et la médiation du géopatrimoine. Cette étude fait l'état de l'avancement et des objectifs encore à atteindre dans le domaine de la cartographie des géomorphosites et propose un cadre général prenant en compte les différents objectifs et publics. L'objectif principal de cette étude est la cartographie des géomorphosites pour un public de non - spécialistes dans le domaine de la valorisation du géopatrimoine ( géotourisme ). Dans ce contexte, les cartes sont souvent utilisées pour montrer les itinéraires ou les points d'intérêt. Elles peuvent cependant également servir à représenter des données géoscientifiques afin de visualiser les processus qui ont contribué à la formation d'un géomorphosite ou d'un paysage géomorphologique et qui ne sont plus ou pas toujours clairement visibles dans le paysage. Dans ce cas, les cartes deviennent des outils de visualisation, comme un schéma ou un diagramme. L'enjeu de la cartographie pour non - spécialistes réside dans un transfert efficace des informations entre le cartographe et l'utilisateur. Par conséquent, nous focalisons l'attention à la fois sur la réalisation de la carte par le cartographe (quelle information? Quel mode de visualisation?) et sur l 'interprétation de la carte par l'utilisateur (efficacité de la transmission). Notre recherche est basée sur des études empiriques, menées dans la vallée de Maderan (canton d'Uri) et dans des classes des cantons d'Uri et du Tessin, visant à acquérir des connaissances sur la familiarité et les intérêts des non - spécialistes par rapport au géopatrimoine, ainsi que sur leurs compétences en matière de lecture de carte. L'objectif final est de formuler des propositions méthodologiques pour la cartographie des géomorphosites à des fins de valorisation.

Enquêter

L'enquête criminelle veut comprendre des événements singuliers, identifier les personnes impliquées et délimiter leur rôle en regard d'un ensemble de règles. Le raisonnement chemine dans les deux sens. Les traces prélevées sur les lieux indiquent ce qui s'est passé et aident à décrite les entités pertinentes, voire de pointer directement sur un ensemble de personnes et d'objets. A l'inverse, le raisonnement part souvent de cercles de personnes, cherche à comprendre les relations qu'elles entretiennent entre elles et examine les liens potentiels avec des activités. C'est parfois de grandes quantités d'information qu'il faut gérer et interpréter par la construction de banques de données et l'élaboration de moyens de visualiser une information complexe. Le forensicien résout aussi dans une grande variété de circonstances la terrible inconnue de l'identité des personnes décédées. Les méthodes de l'enquête criminelle et d'identification portent sur des personnes et des lieux incertains. Les conséquences désagréables que peuvent subir les intéressés faussement désignés et leurs proches impliquent systématiquement une analyse des risques, notamment une délimitation claire du potentiel et des limites des méthodes développées.

Organisation structurale du noyau et de microtubules de cellules de mammifères observés par cryo-microscopie électronique de sections hydratées

RESUME L'architecture nucléaire ainsi que l'ultrastructure des microtubules ont été abondamment étudiées par des méthodes cytochimiques utilisant des échantillons fixés chimiquement, enrobés dans des résines ou fixés à basse température. Les échantillons fixés à basse température pouvant aussi avoir été substitués, déshydratés et enrobés dans des résines pour la plupart hydrophiles. Ici, nous avons étendu ces études en utilisant la microscopie électronique effectuée sur des sections hydratées (CEMOVIS) permettant d'observer les échantillons dans un état le plus proche de leur état natif. De plus, nous avons effectué de la tomographie électronique sur des sections hydratées (TOVIS) afin d'obtenir une vision tridimensionnelle de : 1) la périphérie du noyau et de la région périchromatinienne et 2) de la lumière des microtubules. Concernant l'architecture nucléaire Nos observations montrent que le nucléole et la chromatine condensée sont facilement visualisés grâce à la texture spécifique qu'ils arborent. Au contraire, la visualisation de domaines nucléaires importants et spécialement ceux qui contiennent des ribonucléoprotéines, est rendue difficile, à cause du faible contraste qui caractérise l'espace interchromatinien. Ceci est essentiellement dû à la quantité d'information présente dans le volume de la section qui semble être superposée, lorsque observée sur des micrographies en deux dimensions. La tomographie nous a permis de mieux visualiser les différentes régions du noyau. Les mottes de chromatine condensée sont décorées à leur périphérie (région périchromatinienne), par nombre de fibrilles et granules. Des tunnels d'espace interchromatinien sont occasionnellement observés en train de traverser des régions de chromatine condensée favorisant l'accès aux pores nucléaires. Enfin, nous avons pu, au niveau d'un pore unique, observer la plupart des structures caractéristiques du complexe de pore nucléaire. Concernant l'ultrastructure des microtubules: Nous avons démontré que la polarité d'un microtubule observé in situ en section transversale, par CEMOVIS, est directement déduite de l'observation de la chiralité de ses protofilaments. Cette chiralité, a été établie précédemment comme étant liée à la morphologie des sous unités de tubuline. La tomographie électronique effectuée sur des sections hydratées, nous a permis d'observer les microtubules dans leur contexte cellulaire avec une résolution suffisante pour visualiser des détails moléculaires, comme les monomères de tubuline. Ainsi, des molécules n'ayant pas encore été caractérisées, ont été observées dans la lumière des microtubules. Ces observations ont été effectuées autant sur des cellules observées en coupe par CEMOVIS que sur des cellules congelées dans leur totalité par immersion dans un bain d'éthane liquide. Enfin, nous avons montré que les microtubules étaient aussi de formidables objets, permettant une meilleure compréhension des artéfacts de coupe occasionnés lors de la préparation des échantillons par CEMOVIS. Les buts des études qui seront menées â la suite de ce travail seront de 1) essayer de localiser des domaines nucléaires spécifiques par des approches cytochimiques avant la congélation des cellules. 2) Appliquer des méthodes de moyennage afin d'obtenir un modèle tridimensionnel de la structure du complexe de pore nucléaire dans son contexte cellulaire. 3) Utiliser des approches biochimiques afin de déterminer la nature exacte des particules qui se trouvent dans la lumière des microtubules. ABSTRACT Nuclear architecture as well as microtubule ultrastructure have been extensively investigated by means of different methods of ultrastructural cytochemistry using chemically fixed and resin embedded samples or following cryofixation, cryosubstitution and embedding into various, especially partially hydrophilic resins. Here, we extend these studies using cryoelectron microscopy of vitreous sections (CEMOVIS) which allows one to observe the specimen as close as possible to its native state. Furthermore, we applied cryoelectron tomography of vitreous sections (TOVIS) in order to obtain athree-dimensional view of: 1) the nuclear periphery, and of the perichromatin region, and 2) the microtubule lumen. Concerning the nuclear architecture: Our observations show that nucleoli and condensed chromatin are well recognisable due to their specific texture. Conversely, the visualisation of other important nuclear domains, especially those containing ribonucleoproteins, is seriously hampered by a generally low contrast of the interchromatin region. This is mainly due to the plethora of information superposed in the volume of the section observed on two-dimensional micrographs. Cryoelectron tomography allowed us to better visualise nuclear regions. Condensed chromatin clumps are decorated on their periphery, the perichromatin region, by numerous fibrils and granules. Tunnels of interchromatin space can occasionally be found as crossing condensed chromatin regions, thus, allowing the access to nuclear pores. Finally, we were able to use TOVIS to directly distinguish most of the nuclear pore complex structures, at the level of a single pore. Concerning the microtubule ultrastructure: We have demonstrated that the polarity of across-sectioned microtubule observed in situ by CEMOVIS wás directly deducible from the visualisation of the tubulin protofiíaments' chirality. This chirality has been established before as related to the shape. of the tubulin subunits. Cryoelectron tomography allowed us to observe microtubules in their cellular context at a resolution sufficient to resolve molecular details such as their tubulin monomers. In this way, uncharacterized molecules were visualised in the microtubule lumen. These observations were made either on samples prepared by CEMOVIS or plunge freezing of whole cells. Finally, we have shown that microtubules are also relevant objects for the understanding of cutting artefacts, when performing CEMOVIS. The goals of our further studies will be to: 1) try to speciifically target different nuclear domains by cytochemical approaches in situ, prior to cryofixation. 2) Apply averaging methods in order to obtain a three-dimensional model of the nuclear pore complex at work, in its cellular context. 3) Use biochemical analysis combined in a second time to immunocytochemical approaches, to determine the exact nature of the microtubule's luminal particles.

Parts, places, and perspectives : a theory of spatial relations based an mereotopology and convexity

This thesis suggests to carry on the philosophical work begun in Casati's and Varzi's seminal book Parts and Places, by extending their general reflections on the basic formal structure of spatial representation beyond mereotopology and absolute location to the question of perspectives and perspective-dependent spatial relations. We show how, on the basis of a conceptual analysis of such notions as perspective and direction, a mereotopological theory with convexity can express perspectival spatial relations in a strictly qualitative framework. We start by introducing a particular mereotopological theory, AKGEMT, and argue that it constitutes an adequate core for a theory of spatial relations. Two features of AKGEMT are of particular importance: AKGEMT is an extensional mereotopology, implying that sameness of proper parts is a sufficient and necessary condition for identity, and it allows for (lower- dimensional) boundary elements in its domain of quantification. We then discuss an extension of AKGEMT, AKGEMTS, which results from the addition of a binary segment operator whose interpretation is that of a straight line segment between mereotopological points. Based on existing axiom systems in standard point-set topology, we propose an axiomatic characterisation of the segment operator and show that it is strong enough to sustain complex properties of a convexity predicate and a convex hull operator. We compare our segment-based characterisation of the convex hull to Cohn et al.'s axioms for the convex hull operator, arguing that our notion of convexity is significantly stronger. The discussion of AKGEMTS defines the background theory of spatial representation on which the developments in the second part of this thesis are built. The second part deals with perspectival spatial relations in two-dimensional space, i.e., such relations as those expressed by 'in front of, 'behind', 'to the left/right of, etc., and develops a qualitative formalism for perspectival relations within the framework of AKGEMTS. Two main claims are defended in part 2: That perspectival relations in two-dimensional space are four- place relations of the kind R(x, y, z, w), to be read as x is i?-related to y as z looks at w; and that these four-place structures can be satisfactorily expressed within the qualitative theory AKGEMTS. To defend these two claims, we start by arguing for a unified account of perspectival relations, thus rejecting the traditional distinction between 'relative' and 'intrinsic' perspectival relations. We present a formal theory of perspectival relations in the framework of AKGEMTS, deploying the idea that perspectival relations in two-dimensional space are four-place relations, having a locational and a perspectival part and show how this four-place structure leads to a unified framework of perspectival relations. Finally, we present a philosophical motivation to the idea that perspectival relations are four-place, cashing out the thesis that perspectives are vectorial properties and argue that vectorial properties are relations between spatial entities. Using Fine's notion of "qua objects" for an analysis of points of view, we show at last how our four-place approach to perspectival relations compares to more traditional understandings.

Décrire et convaincre : rhétoriques visuelles de la cinématographie en médecine

Les outils de visualisation occupent une place centrale en médecine. Loin d'être de simples accessoires du regard, ils constituent littéralement des objets du savoir médical. Ce constat empirique et cette posture épistémologique ouvrent un vaste terrain d'investigation : les technologies visuelles de la connaissance médicale. On s'attache ici à celles qui ont été développées afin de saisir les mouvements et les transformations des objets en médecine et qui ont permis d'affirmer la place occupée par la temporalité dans son épistémologie. Après une problématisation générale des relations entre cinéma, image animée et médecine, on aborde la contribution de Martin Weiser, médecin qui participa à l'instauration de la cinématographie comme méthode en dressant notamment en 1919 le vaste inventaire de ses usages médicaux. Dans le même esprit, on esquisse ensuite une typologie qui vise à organiser la variété de ces technologies visuelles du mouvement sous l'angle du développement de rhétoriques visuelles médicales spécifiques visant simultanément à décrire et à convaincre grâce à des dispositifs permettant d'animer des traces, de séquencer des transformations ou d'orienter des comportements.

Constraint algorithm for k-presymplectic Hamiltonian systems. Application to singular field theories

The k-symplectic formulation of field theories is especially simple, since only tangent and cotangent bundles are needed in its description. Its defining elements show a close relationship with those in the symplectic formulation of mechanics. It will be shown that this relationship also stands in the presymplectic case. In a natural way,one can mimick the presymplectic constraint algorithm to obtain a constraint algorithmthat can be applied to k-presymplectic field theory, and more particularly to the Lagrangian and Hamiltonian formulations offield theories defined by a singular Lagrangian, as well as to the unified Lagrangian-Hamiltonian formalism (Skinner--Rusk formalism) for k-presymplectic field theory. Two examples of application of the algorithm are also analyzed.

A rapid diagnostic test for schistosomiasis mansoni

This article presents an improvement to the Kato-Katz (KK) method, making it faster and more efficient for the visualisation of fertile eggs in stool samples. This modified KK method uses sodium acetate formalin as a fixative and reveals the intensity of infection in less than 1 h, reducing the diagnostic time without increasing the cost. This modified method may contribute to future epidemiological studies in both hospitals and the field due to its rapid and precise diagnostic, which allow for immediate treatment.

Décrire et convaincre: rhétoriques visuelles de la cinématographie en médecine [Describe and convince: visual rhetoric of cinematography in medicine]

The tools of visualisation occupy a central place in medicine. Far from being simple accessories of glance, they literally constitute objects of medicine. Such empirical acknowledgement and epistemological position open a vast field of investigation: visual technologies of medical knowledge. This article studies the development and transformation of medical objects which have permitted to assess the role of temporality in the epistemology of medicine. It firstly examines the general problem of the relationships between cinema, animated image and medicine and secondly, the contribution of the German doctor Martin Weiser to medical cinematography as a method. Finally, a typology is sketched out organising the variety of the visual technology of movement under the perspective of the development of specific visual techniques in medicine.

Sensitivity and specificity of parallel or serial serological testing for detection of canine Leishmania infection

In Brazil, human and canine visceral leishmaniasis (CVL) caused byLeishmania infantum has undergone urbanisation since 1980, constituting a public health problem, and serological tests are tools of choice for identifying infected dogs. Until recently, the Brazilian zoonoses control program recommended enzyme-linked immunosorbent assays (ELISA) and indirect immunofluorescence assays (IFA) as the screening and confirmatory methods, respectively, for the detection of canine infection. The purpose of this study was to estimate the accuracy of ELISA and IFA in parallel or serial combinations. The reference standard comprised the results of direct visualisation of parasites in histological sections, immunohistochemical test, or isolation of the parasite in culture. Samples from 98 cases and 1,327 noncases were included. Individually, both tests presented sensitivity of 91.8% and 90.8%, and specificity of 83.4 and 53.4%, for the ELISA and IFA, respectively. When tests were used in parallel combination, sensitivity attained 99.2%, while specificity dropped to 44.8%. When used in serial combination (ELISA followed by IFA), decreased sensitivity (83.3%) and increased specificity (92.5%) were observed. Serial testing approach improved specificity with moderate loss in sensitivity. This strategy could partially fulfill the needs of public health and dog owners for a more accurate diagnosis of CVL.

Perturbation expansions of multilocus fixation probabilities for frequency-dependent selection with applications to the Hill-Robertson effect and to the joint evolution of helping and punishment.

Natural populations are of finite size and organisms carry multilocus genotypes. There are, nevertheless, few results on multilocus models when both random genetic drift and natural selection affect the evolutionary dynamics. In this paper we describe a formalism to calculate systematic perturbation expansions of moments of allelic states around neutrality in populations of constant size. This allows us to evaluate multilocus fixation probabilities (long-term limits of the moments) under arbitrary strength of selection and gene action. We show that such fixation probabilities can be expressed in terms of selection coefficients weighted by mean first passages times of ancestral gene lineages within a single ancestor. These passage times extend the coalescence times that weight selection coefficients in one-locus perturbation formulas for fixation probabilities. We then apply these results to investigate the Hill-Robertson effect and the coevolution of helping and punishment. Finally, we discuss limitations and strengths of the perturbation approach. In particular, it provides accurate approximations for fixation probabilities for weak selection regimes only (Ns < or = 1), but it provides generally good prediction for the direction of selection under frequency-dependent selection.

Imagerie cardiaque non invasive: apport spécifique en clinique des nouvelles modalités (I). Evaluation morphologique [Cardiac imaging: specific clinical role of newly developed non invasive techniques. Part 1: Morphological evaluation].

Echocardiography is the preferred initial test to assess cardiac morphology and ventricular function. Cardiac MRI enables an optimal visualisation of heart muscle without contrast injection, and precise measurement of the ventricular volumes and systolic function. It is therefore an ideal test for patients with poor echocardiographic windows or for the specific evaluation of right heart chambers. Heart CT also remarkably images heart muscle and precisely measures ventricular systolic function after intravenous injection of iodinated contrast. Coronary CT may also, in selected cases, avoid the need for diagnostic coronary angiography. Although very accurate, these imaging modalities are expensive and may be contra-indicated for a particular patient. Their use in clinical practice has to follow the accepted guidelines.