On precise three-dimensional environment modeling via UAV-based photogrammetric systems

Abstract : Images acquired from unmanned aerial vehicles (UAVs) can provide data with unprecedented spatial and temporal resolution for three-dimensional (3D) modeling. Solutions developed for this purpose are mainly operating based on photogrammetry concepts, namely UAV-Photogrammetry Systems (UAV-PS). Such systems are used in applications where both geospatial and visual information of the environment is required. These applications include, but are not limited to, natural resource management such as precision agriculture, military and police-related services such as traffic-law enforcement, precision engineering such as infrastructure inspection, and health services such as epidemic emergency management. UAV-photogrammetry systems can be differentiated based on their spatial characteristics in terms of accuracy and resolution. That is some applications, such as precision engineering, require high-resolution and high-accuracy information of the environment (e.g. 3D modeling with less than one centimeter accuracy and resolution). In other applications, lower levels of accuracy might be sufficient, (e.g. wildlife management needing few decimeters of resolution). However, even in those applications, the specific characteristics of UAV-PSs should be well considered in the steps of both system development and application in order to yield satisfying results. In this regard, this thesis presents a comprehensive review of the applications of unmanned aerial imagery, where the objective was to determine the challenges that remote-sensing applications of UAV systems currently face. This review also allowed recognizing the specific characteristics and requirements of UAV-PSs, which are mostly ignored or not thoroughly assessed in recent studies. Accordingly, the focus of the first part of this thesis is on exploring the methodological and experimental aspects of implementing a UAV-PS. The developed system was extensively evaluated for precise modeling of an open-pit gravel mine and performing volumetric-change measurements. This application was selected for two main reasons. Firstly, this case study provided a challenging environment for 3D modeling, in terms of scale changes, terrain relief variations as well as structure and texture diversities. Secondly, open-pit-mine monitoring demands high levels of accuracy, which justifies our efforts to improve the developed UAV-PS to its maximum capacities. The hardware of the system consisted of an electric-powered helicopter, a high-resolution digital camera, and an inertial navigation system. The software of the system included the in-house programs specifically designed for camera calibration, platform calibration, system integration, onboard data acquisition, flight planning and ground control point (GCP) detection. The detailed features of the system are discussed in the thesis, and solutions are proposed in order to enhance the system and its photogrammetric outputs. The accuracy of the results was evaluated under various mapping conditions, including direct georeferencing and indirect georeferencing with different numbers, distributions and types of ground control points. Additionally, the effects of imaging configuration and network stability on modeling accuracy were assessed. The second part of this thesis concentrates on improving the techniques of sparse and dense reconstruction. The proposed solutions are alternatives to traditional aerial photogrammetry techniques, properly adapted to specific characteristics of unmanned, low-altitude imagery. Firstly, a method was developed for robust sparse matching and epipolar-geometry estimation. The main achievement of this method was its capacity to handle a very high percentage of outliers (errors among corresponding points) with remarkable computational efficiency (compared to the state-of-the-art techniques). Secondly, a block bundle adjustment (BBA) strategy was proposed based on the integration of intrinsic camera calibration parameters as pseudo-observations to Gauss-Helmert model. The principal advantage of this strategy was controlling the adverse effect of unstable imaging networks and noisy image observations on the accuracy of self-calibration. The sparse implementation of this strategy was also performed, which allowed its application to data sets containing a lot of tie points. Finally, the concepts of intrinsic curves were revisited for dense stereo matching. The proposed technique could achieve a high level of accuracy and efficiency by searching only through a small fraction of the whole disparity search space as well as internally handling occlusions and matching ambiguities. These photogrammetric solutions were extensively tested using synthetic data, close-range images and the images acquired from the gravel-pit mine. Achieving absolute 3D mapping accuracy of 11±7 mm illustrated the success of this system for high-precision modeling of the environment.

Les plateaux de carrière : élaboration d'une grille afin d'identifier le plateau de carrière et établissement des liens avec la congruence des intérêts

Cette étude vise à établir des liens entre la situation de plafonnement de carrière et l'incongruence vocationnelle. De façon plus spécifique, il s'agit de vérifier, au moyen d'une étude, la relation entre la situation de plafonnement de carrière, largement étudiée jusqu'à présent par plusieurs auteurs et la congruence des intérêts. Ces auteurs s'interrogent sur la question des ressources humaines (tels par exemple Tremblay, Cardinal, Lamoureux, Hoyt, Charest) de laquelle, nous tenterons d'établir la congruence des intérêts professionnels en lien avec la typologie de Holland. Holland prévoit (6) six types: Réaliste (R), Investigateur (I), Artistique (A), Social (S), Entreprenant (E), et Conventionnel (C). Ces types peuvent être octroyés sur deux plans distinctifs. Il est en effet possible de définir le patron typologique sur les plans environnemental et individuel. C'est à partir de ces deux patrons typologiques, constitués de trois lettres, qu'on établira la correspondance entre les données provenant de l'individu et de l'environnement. C'est donc à partir de celles-ci que l'on peut calculer le niveau de congruence, en appliquant l'indice de lachan qui constitue une mesure de congruence. Deux instruments de mesure inclus dans une batterie d'inventaires seront donc proposés à soixante travailleurs de la Ville de Montréal. Il s'agit premièrement d'une grille d'évaluation élaborée à partir de critères spécifiques issus d'enquêtes différentes liées au plafonnement de carrière. L'instrument de mesure comporte sept échelles : le temps et l'âge, des informations relatives au travail, le positionnement par rapport aux collègues de travail, l'impact du changement sur l'individu, les rémunérations et • conditions salariales, la formation, les intérêts et loisirs reliées à la profession. Le plafonnement de carrière tel que nous le percevons, constitue un concept complexe nécessitant une vision systémique ; c'est-à-dire que le problème doit être considéré dans son ensemble, à savoir l'individu et son environnement. La deuxième étape consiste en la passation de l'inventaire des préférences professionnelles, abrégé (I.P.P.A.). Pour chacune des personnes évaluées, un patron typologique de l'environnement professionnel sera établi à partir du Codes Holland pour C. C. D. P. Les résultats obtenus par l'intermédiaire de l'I.P.P A. et transférés en types par l'intermédiaire du Guide : Codes Holland pour C.C.D.P., seront soumis à l'indice de lachan qui évalue la congruence entre deux séries de données. Le score du niveau de congruence sera par la suite confronté au score obtenu par l'intermédiaire de la grille/questionnaire par une simple corrélation. De cette façon, nous pourrons établir les liens et ainsi vérifier l'hypothèse de recherche. Cette recherche se propose donc d'identifier des plateaux de carrière à l'aide de la grille/questionnaire, pour ensuite vérifier s'il existe véritablement des liens entre la situation de plafonnement de carrière et la congruence d'intérêts. Cette démarche tend à confirmer l'hypothèse suivante : l'incongruence entre les intérêts individuels et ceux du milieu est responsable du plafonnement de carrière. En ce sens, elle entraîne entre autres une démotivation de l'individu à s'impliquer dans son travail, à mettre ses connaissances à jour. La présence du plafonnement de carrière peut décourager l'organisation et l'entourage immédiat de travail à justifier un accroissement des responsabilités ou toutes autres mobilités. Cette situation peut entraîner un malaise important tant chez l'employé que dans l'environnement de travail. La méthodologie proposée permet d'envisager la problématique sous différents angles, • étant donné que le plafonnement de carrière est à la fois la cause et l'effet d'un ensemble de facteurs difficilement mesurables.

Le développement de l'instruction publique catholique à Magog : ses rapports avec le processus d'industrialisation, 1879-1943

La présente étude présente un exemple concret du développement d'une commission scolaire en fonction de l'amorce du processus d'industrialisation dans une ville des Cantons de l'Est, Magog. L'étude débute avec l'école catholique dissidente en 1879, un peu avant la mise en place du processus d'industrialisation à Magog. La recherche s'arrête en 1943, date de la loi sur la fréquentation scolaire obligatoire au Québec. Les conséquences démographiques issues de l'industrialisation viennent transformer considérablement le visage ethnique et religieux de Magog. Principalement constituée d'Américains protestants, la population magogoise subit une intense transformation ethnique et religieuse entre 1881 et 1891. De protestante et anglophone qu'elle était jusqu'alors, elle devient majoritairement catholique et francophone en moins de dix ans. L'appareil scolaire en place n'est pas sans subir l'impact de ces profonds changements. D'abord conçu pour une clientèle enfantine protestante, il s'adapte en fonction des nouveaux arrivants en créant une branche dissidente catholique en 1879. Les dissidents catholiques, à leur tour, s'organisent en commission scolaire en 1890. Afin de considérer le développement scolaire de Magog comme une phase de l'évolution d'une localité, l'étude est centrée autour de la problématique suivante: quels sont les principaux obstacles qui ont exercé une influence sur le développement scolaire de Magog? Basée essentiellement sur des sources quantitatives et qualitatives variées de la Commission scolaire de Memphrémagog, états financiers, registres d'appel, procès-verbaux et correspondance, notre démarche est de reconstituer le passer administratif de la corporation scolaire: ses ressources humaines, matérielles et financières, ses clientèles, ses services. L'objectif visé ici est de vérifier et caractériser la capacité d'adaptation de la commission scolaire face à des situations comme les hausses de clientèles, le développement des quartiers, les relations entre l'usine textile et les jeunes travailleurs et enfin, la nature des rapports entre les décideurs et les membres de la communauté locale. Le mémoire est divisé en quatre chapitres. Le premier chapitre consiste à situer notre démarche à l'intérieur des courants ou tendances en histoire de l'éducation au Québec. Un rapide survol de l'historiographie nous a permis d'identifier notre démarche à un courant historiographique nouveau et issu d'historiens ontariens insatisfaits de l'approche radicale du contrôle social qui a sous-estimé, aux yeux de certains, le rôle effectif des régions dans le développement de l'Instruction publique. Cette nouvelle approche théorique met donc l'accent sur le rôle important des communautés locales dans l'organisation des structures scolaires. Aussi, l'apport de la sociologie de l'éducation et de la théorie générale des systèmes (approche systémique) nous a permis d'axer notre étude non pas en regard d'un seul point d'intérêt, mais surtout à partir de l'interaction soutenue entre les différentes factions ou acteurs afin de faire évoluer le système scolaire en fonction de besoins manifestes de la communauté locale ou issus de politiques étatiques. Une deuxième partie du chapitre est consacrée au contexte historique qui met en place les structures éducatives sur le territoire. Le deuxième chapitre s'intéresse à identifier les principaux acteurs qui oeuvrent au sein du système. Avec la création du régime municipal et de l'élargissement de ses pouvoirs dans la commission scolaire, l'État décentralise une bonne partie de l'administration scolaire et précise son rôle d'organisme subventionnaire aux corporations scolaires. Regroupés autour de leur commission scolaire, enfants, parents et citoyens contribuent à accroître les besoins scolaires. Pour équilibrer cette demande, le Conseil des commissaires oriente ses politiques vers un juste milieu entre les orientations gouvernementales, ses ressources matérielles et l'implication personnelle de chacun des commissaires. Le rôle de l'Église et de la petite bourgeoisie a contribué à concentrer l'effort du progrès de l'éducation vers des secteurs privilégiés de la ville, ne tenant pas toujours compte des besoins scolaires réels de l'ensemble de la population. Le chapitre IH présente le portrait concret du partage entre l'État et les communautés locales dans le financement du réseau public d'éducation et introduit un nouvel acteur dans le système: le milieu industriel local. Après une étude sur les revenus, les dépenses et les emprunts, il est démontré clairement que la communauté locale finance presque à elle seule les écoles publiques de Magog: 90% des recettes totales de la commission scolaire provient des contribuables catholiques. Les subventions du DIP sont nettement en-deçà de ce que l'État se proposait de soutenir au XIXe siècle (une subvention égale au montant total perçu en taxes scolaires). Un regard sur l'attitude des conseillers municipaux à accorder des arrangements politico-économiques à l'usine textile nous a permis d'identifier des conséquences non négligeables dans la perception des taxes scolaires de l'usine. Dans la période où l'usine textile demande des exemptions et commutations de taxes (de 1894 à 1943), les élus municipaux rajustent (ou conservent) l'évaluation du complexe industriel à une fraction seulement de l'évaluation réelle, ne tenant pas ainsi compte des nombreux ajouts et constructions qui affectent à la hausse l'évaluation foncière de la compagnie. Résultat: les commissaires catholiques ne perçoivent pas les sommes réelles qui leur sont dues. Cette disparité fiscale n'est pas sans affecter la commission scolaire aux prises avec de lourds emprunts issus des nombreuses constructions scolaires pour accueillir les enfants des nouveaux arrivants. L'étude des modalités du développement scolaire (quatrième chapitre) nous a permis de mettre en lumière la nature des rapports entre factions de la communauté locale et leurs représentants au Conseil des commissaires. Une étude sur les revendications et les affrontements entre les résidents du quartier ouvrier et membres du Conseil nous a permis de voir que les commissaires d'école ne prennent pas toujours les décisions politiques adéquates pour répondre aux besoins scolaires de la ville. L'appartenance sociale et géographique des commissaires justifient les priorités adoptées et qui se traduisent par un souci pour les écoles du centre-ville et particulièrement des garçons, plutôt que dans le quartier ouvrier, là où se manifestent depuis longtemps des besoins scolaires de plus en plus criants.

Rearing effect of biofloc on antioxidant and antimicrobial transcriptional response in Litopenaeus stylirostris shrimp facing an experimental sub-lethal hydrogen peroxide stress

This study compares the antioxidant and antimicrobial transcriptional expression of blue shrimps reared according to two different systems, BioFloc Technology (BFT) and Clear sea Water (CW) and their differential responses when facing an experimental sublethal hydrogen peroxide stress. After 30 days of rearing, juvenile shrimps were exposed to H2O2 stress at a concentration of 30 ppm during 6 hours. The oxidative stress caused by H2O2 was examined in the digestive glands of the shrimp, in which antioxidant enzyme (AOE) and antimicrobial peptide (AMP) gene expression were analysed by quantitative real-time PCR. Results showed that rearing conditions did not affect the expression of genes encoding AOEs or AMPs. However, H2O2 stress induced a differential response in expression between shrimps from the two rearing treatments (BFT and CW). Comparative analysis of the expression profiles indicates that catalase transcripts were significantly upregulated by H2O2 stress for BFT shrimps while no change was observed for CW shrimps. In contrast, H2O2 caused down-regulation of superoxide dismutase and glutathione transferase transcripts and of the three AMP transcripts studied (penaeidin 2 and 3, and crustin) for CW shrimps, while no effect was observed on BFT shrimp transcript levels. These results suggested that BFT shrimps maintained antioxidant and AMP responses after stress and therefore can effectively protect their cells against oxidative stress, while CW shrimp immune competence seems to decrease after stress.

Paul Villeneuve : fondateur des Caisses d'établissement du Québec (1903-1971)

Le 23 octobre 1950, M. Paul Villeneuve fondait la Caisse d'établissement de Vaudreuil-Soulanges, coopérative d'épargne et crédit, première institution du genre au Canada. Cette formule séduisante allait entraîner dans son orbite l'ensemble des régions de la belle province et donnerait naissance à la Fédération des Caisses d'établissement du Québec. Jusqu'ici, personne n'avait entrepris de retracer la vie de M. Paul Villeneuve. D'ailleurs, sa vie active fut courte puisqu'une grave maladie, survenue au tout début de la cinquantaine, freinait la course de ce bâtisseur. La rareté des documents dépeignant celui-ci frappe dès l'abord. Son maniement habile des précautions oratoires transparaît dans l'unique copie qui nous soit restée de l'un de ses nombreux discours (Il s'agit de l'allocution présentée lors du 50e anniversaire de la Caisse populaire de Lévis). On repère d'autres traces de son passage dans quelques périodiques comme La Terre de chez nous et dans des procès-verbaux de l'Union catholique des cultivateurs, de la Caisse populaire de Vaudreuil et des trois Caisses d'établissement qu'il a fondées. M. Paul-Émile Doré mentionne sa contribution dans son essai de maîtrise en coopération intitulé: Les Caisses d'établissement et le crédit agricole (1986). Malheureusement, aucune correspondance ou article de journal n'émanait de cet homme au charisme remarquable; aussi, les personnes l'ayant connu s'avéraient des plus susceptibles de nous renseigner de manière pertinente sur ce captivant personnage. Quelques-unes se sont rendues à l'invitation: c'est le cas de ses enfants Marguerite, Jeanne, François et de son gendre, M. Edgar Marcoux. De précieux collaborateurs de M. Villeneuve, MM. Joseph-Edouard Carrière et Lazare Rozon, nous ont gracieusement accordé de leur temps, tout comme M. Paul-Emile Doré, membre fondateur de la Caisse d'établissement du Saguenay-Lac St-Jean (la plus vieille Caisse d'établissement à l'heure actuelle, celle de Vaudreuil-Soulanges s'étant fusionnée à la Caisse populaire de Vaudreuil).

Relative contribution of natural productivity and compound feed to tissue growth in blue shrimp (Litopenaeus stylirostris) reared in biofloc: Assessment by C and N stable isotope ratios and effect on key digestive enzymes

The aim of this study was to assess the relative contribution of natural productivity and compound food to the growth of the juvenile blue shrimp Litopenaeus stylirostris reared in a biofloc system. Two experiments were carried out based on the same protocol with three treatments: clear water with experimental diet (CW), biofloc with experimental diet (BF) and biofloc unfed (BU). Shrimp survival was significantly higher in biofloc rearing than in CW rearing. The contribution of the biofloc to shrimp diet was estimated through measurement of carbon and nitrogen stable isotope ratios in shrimp and food sources. Different isotopic compositions between feeds were obtained by feeding natural productivity with a mixture rich in fish meal and the shrimps with a pellet containing a high level of soy protein concentrate. Using a two source one-isotope mixing model, we found that the natural productivity of the biofloc system contributed to shrimp growth at a level of 39.8% and 36.9%, for C and N, respectively. The natural food consumed by the shrimps reared in the biofloc system resulted in higher gene expression (mRNA transcript abundance) and activities of two digestive enzymes in their digestive gland: α-amylase and trypsin. The growth of shrimp biomass reared in biofloc was, on average, 4.4 times that of those grown in clear water. Our results confirmed the best survival and promoted growth of shrimps using biofloc technology and highlighted the key role of the biofloc in the nutrition of rearing shrimps. Statement of relevance In this study, we have applied an original protocol to determine the respective contribution of natural productivity and artificial feeds on the alimentation of the juvenile blue shrimp L. stylirostris reared in biofloc system by using C and N natural stable isotope analysis. Moreover, we have compared, in shrimp digestive gland, the α-amylase and trypsin enzyme activities at biochemical and molecular levels for two different shrimp rearing systems, biofloc and clear water. In our knowledge, the use of molecular tool to study the influence of biofloc consumption on digest process of shrimp was never carried out. We think that our research is new and important to increase knowledge on biofloc topic.

Quorum sensing inhibitors from Leucetta chagosensis Dendy, 1863

Sponges are a rich source for investigation of bioactive small molecules. They have been mostly investigated for the search of new pharmacological models or therapeutic agents for the treatment of human diseases. Micro-organisms can also represent a virulent pathogen for marine invertebrates such as sponges, which need to protect themselves against these microbes. Sponges' self defence mechanisms involving dialogue molecules thus represent a pertinent research track for potent anti-infective and anti-biofilm activities such as quorum sensing inhibitors (QSIs). The investigation of the QSI crude extract of Leucetta chagosensis Dendy, 1863 led to the isolation of three new alkaloids, isonaamine D, di-isonaamidine A and leucettamine D, along with the known isonaamine A and isonaamidine A. Isonaamidine A and isonaamine D were identified as inhibitors of the three quorum sensing pathways of Vibrio harveyi (CAI-1, AI-2 and harveyi auto inducer), but isonaamidine A displayed the strongest activity on AI-2 biosensor. Both compounds are new examples of natural QSIs of V. harveyi. These results outline the importance of these secondary metabolites for their producing organisms themselves in their natural environment, as well as the potential of the marine resource for aquaculture needs.

Understanding the adsorption of salmon calcitonin, antimicrobial peptide AP114 and polymyxin B onto lipid nanocapsules

International audience

Lipid-based nanoformulations for peptide delivery

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Formulation and nebulization of fluticasone propionate-loaded lipid nanocarriers.

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Accumulation de dose à partir de champs de déformation 4D appliqués aux traitements au CyberKnife et à l'IMRT

Le cancer pulmonaire est la principale cause de décès parmi tous les cancers au Canada. Le pronostic est généralement faible, de l'ordre de 15% de taux de survie après 5 ans. Les déplacements internes des structures anatomiques apportent une incertitude sur la précision des traitements en radio-oncologie, ce qui diminue leur efficacité. Dans cette optique, certaines techniques comme la radio-chirurgie et la radiothérapie par modulation de l'intensité (IMRT) visent à améliorer les résultats cliniques en ciblant davantage la tumeur. Ceci permet d'augmenter la dose reçue par les tissus cancéreux et de réduire celle administrée aux tissus sains avoisinants. Ce projet vise à mieux évaluer la dose réelle reçue pendant un traitement considérant une anatomie en mouvement. Pour ce faire, des plans de CyberKnife et d'IMRT sont recalculés en utilisant un algorithme Monte Carlo 4D de transport de particules qui permet d'effectuer de l'accumulation de dose dans une géométrie déformable. Un environnement de simulation a été développé afin de modéliser ces deux modalités pour comparer les distributions de doses standard et 4D. Les déformations dans le patient sont obtenues en utilisant un algorithme de recalage déformable d'image (DIR) entre les différentes phases respiratoire générées par le scan CT 4D. Ceci permet de conserver une correspondance de voxels à voxels entre la géométrie de référence et celles déformées. La DIR est calculée en utilisant la suite ANTs («Advanced Normalization Tools») et est basée sur des difféomorphismes. Une version modifiée de DOSXYZnrc de la suite EGSnrc, defDOSXYZnrc, est utilisée pour le transport de particule en 4D. Les résultats sont comparés à une planification standard afin de valider le modèle actuel qui constitue une approximation par rapport à une vraie accumulation de dose en 4D.

NFL-lipid nanocapsules for brain neural stem cell targeting in vitro and in vivo

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Does Epoetin Beta Still Have a Place in Peginterferon Alpha-2a Plus Ribavirin Treatment Strategies for Chronic Hepatitis C?

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De l’obligation de la dette chez Balzac

Balzac contait – c o n t – des nouvelles, des romans, pour édifier son grand œuvre, La Comédie humaine. Il comptait – c o m p t – aussi, alignait les chiffres, vertigineusement. Dans les histoires qu’il racontait. Dans les lettres qu’il écrivait, comme en témoigne au mieux la correspondance qu’il échangea pendant dixsept ans, de 1832 à 1849 avec Madame Hanska, femme du comte, oui du comte Han – il faut être attentif aux homonymies dit mon ami le philosophe Patrice Loraux –, avant de devenir à son tour son époux et de mourir six mois après, en 1850. C’est dire qu’il ne comptait pas seulement dans, pour la fiction. Mais dans, pour la vie, sa vie réelle. Et selon un système marqué par l’obligation des chiffres, des chiffres attachés à l’argent, l’argent toujours en manque, toujours désiré, entrevu à l’horizon de ses redoutables entreprises financières, dans le lointain de son travail, de son amour.

Demonstration of the interactions between aromatic compound-loaded lipid nanocapsules and Acinetobacter baumannii bacterial membrane

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