Modeling target bulk heating resulting from ultra-intense short pulse laser irradiation of solid density targets

Isochoric heating of solid-density matter up to a few tens of eV is of interest for investigating astrophysical or inertial fusion scenarios. Such ultra-fast heating can be achieved via the energy deposition of short-pulse laser generated electrons. Here, we report on experimental measurements of this process by means of time-and space-resolved optical interferometry. Our results are found in reasonable agreement with a simple numerical model of fast electron-induced heating. (C) 2013 AIP Publishing LLC.

Detection Limits of Organic Compounds Achievable with Intense, Short-Pulse Lasers

Many organic molecules have strong absorption bands which can be accessed by ultraviolet short pulse lasers to produce efficient ionization. This resonant multiphoton ionization scheme has already been exploited as an ionization source in time-of-flight mass spectrometers used for environmental trace analysis. In the present work we quantify the ultimate potential of this technique by measuring absolute ion yields produced from the interaction of 267 nm femtosecond laser pulses with the organic molecules indole and toluene, and gases Xe, N2 and O2. Using multiphoton ionization cross sections extracted from these results, we show that the laser pulse parameters required for real-time detection of aromatic molecules at concentrations of one part per trillion in air and a limit of detection of a few attomoles are achievable with presently available commercial laser systems. The potential applications for the analysis of human breath, blood and tissue samples are discussed.

Dimensions des représentations du concept de Temps dans treize classes du préscolaire et du premier cycle du primaire au Québec

Depuis la rentrée scolaire de septembre 2002, les écoles primaires québécoises doivent composer avec une nouvelle organisation des programmes ainsi qu’avec de nouveaux contenus. Au premier cycle, en univers social, la compétence visée est « Construire sa représentation de l’espace, du temps et de la société » (MEQ, 2001). Or, nous savons que, pour bâtir un enseignement qui a pour but de guider un individu dans la construction de sa représentation, il est nécessaire d’avoir conscience de ses représentations initiales de l’objet. Mais, quelles sont les représentations du temps des élèves de maternelle et de premier cycle du primaire au Québec? C’est la question que nous nous posons dans cette thèse. Pour y répondre, nous avons cherché à circonscrire le temps dont il est question en proposant une réflexion théorique sur son essence et en analysant les sens qu’il prend dans le programme. Puis, nous avons mis en place une méthodologie et les outils lui étant nécessaires pour dégager les dimensions de représentations présentes dans les discours de 164 sujets de maternelle, de première et de deuxième année, répartis sur 13 classes d’écoles de la grande région montréalaise. À l’issue de cette recherche, nous pouvons proposer aux chercheurs et aux enseignants une nouvelle liste de dimensions de représentations du temps adaptée au contexte québécois actuel. Cette liste nous permet de dépeindre le paysage des représentations du temps des élèves des classes que nous avons visitées. Enfin, riche de nos résultats, nous pouvons émettre quelques remarques et principes pour l’enseignement du temps en classe.

Vieillissement démographique et gestion des sociétés vieillissantes des Caraïbes dans le contexte du premier cycle d'évaluation du Plan d'action international de Madrid

La dynamique démographique ayant cours au sein de la région des Caraïbes est très particulière, notamment par la rapidité avec laquelle la population vieillit, un rythme des plus élevés par rapport aux autres régions du monde. Les enjeux cruciaux que sont ceux d’assurer la qualité de vie des aînés d’aujourd’hui et de demain ainsi qu’une gestion efficace de ces sociétés vieillissantes se doivent d’être abordés et pris en compte. Le présent mémoire diffuse les résultats d'une analyse ciblée des caractéristiques sociodémographiques des personnes âgées de quatre États des Caraïbes (Antigua-et-Barbuda, Sainte-Lucie, Saint-Vincent-et-les-Grenadines et Trinité-et-Tobago) à partir des données de leur plus récent recensement. Ce portrait met une emphase particulière sur les conditions de vie, la santé et la participation sur le marché du travail des personnes âgées, soit sur les grands thèmes des trois objectifs du Plan d’action international sur le vieillissement de Madrid. Par ailleurs, un regard est posé sur les effets des cinq premières années en vigueur du Plan de Madrid sur les populations caribéennes. Les informations obtenues à la suite d’interviews effectués auprès de personnes contacts de quelques pays caribéens sont synthétisées et identifient les efforts déployés principalement par les gouvernements pour inclure les objectifs du Plan de Madrid et autres enjeux du vieillissement démographique dans les mécanismes et les politiques de développement social et économique ainsi que ceux de respect des droits humains.

Implication de la voie ERK3/4-MK5 dans la phase G2/M du cycle cellulaire

La division cellulaire est influencée par les différents stimuli provenant de l’extérieur ou de l’intérieur de la cellule. Plusieurs réseaux enzymatiques élaborés au cours de l’évolution relayent l’information générée par ces signaux. Les modules MAP kinases sont extrêmement importants au sein de la cellule. Chez l’humain, 14 MAP kinases sont regroupées en sept voies distinctes intervenant dans le contrôle d’une myriade de processus cellulaires. ERK3/4 sont des homologues de ERK1/2 pour lesquelles on ne connaît que très peu de choses concernant leurs fonctions et régulation. Ces MAP kinases sont dites atypiques puisqu’elles ont des particularités structurales et des modes de régulation qui diffèrent des autres MAP kinases classiques. Ainsi, notre laboratoire a démontré que l’activité de ERK3 est régulée par le système ubiquitine-protéasome et qu’elle pourrait avoir un rôle à jouer dans le contrôle de la différenciation et la prolifération cellulaire. La première étude présentée décrit la régulation de ERK3 au cours du cycle cellulaire. Nous avons observé que ERK3 est hyperphosphorylée et s’accumule spécifiquement au cours de la mitose. Des analyses de spectrométrie de masse ont mené à l’identification de quatre sites de phosphorylation situés à l’extrémité du domaine C-terminal. Nous avons pu démontrer que la kinase mitotique CDK1/cycline B phosphoryle ces sites et que les phosphatases CDC14A et CDC14B les déphosphorylent. Finalement, nous démontrons que la phosphorylation mitotique de ERK3 a pour effet de la stabiliser. Au début de mes études doctorales, la kinase MK5 fut identifiée comme premier partenaire et substrat de ERK3. MK5 a très peu de fonctions connues. Des données dans la littérature suggèrent qu’elle peut moduler le cycle cellulaire dans certaines conditions. Par exemple, MK5 a récemment été identifié comme inducteur de la sénescence induite par l’oncogène Ras. Dans la deuxième étude, nous décrivons une nouvelle fonction de MK5 dans le contrôle du cycle cellulaire. Nous démontrons par des expériences de gain et perte de fonction que MK5 ralentit l’entrée en mitose suite à un arrêt de la réplication. Cette fonction est dépendante de l’activité enzymatique de MK5 qui régule indirectement l’activité de CDK1/cycline B. Finalement, nous avons identifié Cdc25A comme un nouveau substrat in vitro de MK5 dont la surexpression supprime l’effet de MK5 sur l’entrée en mitose. En conclusion, nos résultats décrivent un nouveau mécanisme de régulation de ERK3 au cours de la mitose, ainsi qu’une nouvelle fonction pour MK5 dans le contrôle de l’entrée en mitose en réponse à des stress de la réplication. Ces résultats démontrent pour la première fois l’implication de ces protéines au cours de la transition G2/M. Nos travaux établissent de nouvelles pistes d’études pour mieux comprendre les rôles encore peu définis des kinases ERK3/4-MK5.

Le développement d’une séquence d’enseignement/apprentissage basée sur l’histoire de la numération pour des élèves du troisième cycle du primaire

Notre contexte pratique — nous enseignons à des élèves doués de cinquième année suivant le programme international — a grandement influencé la présente recherche. En effet, le Programme primaire international (Organisation du Baccalauréat International, 2007) propose un enseignement par thèmes transdisciplinaires, dont un s’intitulant Où nous nous situons dans l’espace et le temps. Aussi, nos élèves sont tenus de suivre le Programme de formation de l’école québécoise (MÉLS Ministère de l'Éducation du Loisir et du Sport, 2001) avec le développement, notamment, de la compétence Résoudre une situation-problème et l’introduction d’une nouveauté : les repères culturels. Après une revue de la littérature, l’histoire des mathématiques nous semble tout indiquée. Toutefois, il existe peu de ressources pédagogiques pour les enseignants du primaire. Nous proposons donc d’en créer, nous appuyant sur l’approche constructiviste, approche prônée par nos deux programmes d’études (OBI et MÉLS). Nous relevons donc les avantages à intégrer l’histoire des mathématiques pour les élèves (intérêt et motivation accrus, changement dans leur façon de percevoir les mathématiques et amélioration de leurs apprentissages et de leur compréhension des mathématiques). Nous soulignons également les difficultés à introduire une approche historique à l’enseignement des mathématiques et proposons diverses façons de le faire. Puis, les concepts mathématiques à l’étude, à savoir l’arithmétique, et la numération, sont définis et nous voyons leur importance dans le programme de mathématiques du primaire. Nous décrivons ensuite les six systèmes de numération retenus (sumérien, égyptien, babylonien, chinois, romain et maya) ainsi que notre système actuel : le système indo-arabe. Enfin, nous abordons les difficultés que certaines pratiques des enseignants ou des manuels scolaires posent aux élèves en numération. Nous situons ensuite notre étude au sein de la recherche en sciences de l’éducation en nous attardant à la recherche appliquée ou dite pédagogique et plus particulièrement aux apports des recherches menées par des praticiens (un rapprochement entre la recherche et la pratique, une amélioration de l’enseignement et/ou de l’apprentissage, une réflexion de l’intérieur sur la pratique enseignante et une meilleure connaissance du milieu). Aussi, nous exposons les risques de biais qu’il est possible de rencontrer dans une recherche pédagogique, et ce, pour mieux les éviter. Nous enchaînons avec une description de nos outils de collecte de données et rappelons les exigences de la rigueur scientifique. Ce n’est qu’ensuite que nous décrivons notre séquence d’enseignement/apprentissage en détaillant chacune des activités. Ces activités consistent notamment à découvrir comment différents systèmes de numération fonctionnent (à l’aide de feuilles de travail et de notations anciennes), puis comment ces mêmes peuples effectuaient leurs additions et leurs soustractions et finalement, comment ils effectuaient les multiplications et les divisions. Enfin, nous analysons nos données à partir de notre journal de bord quotidien bonifié par les enregistrements vidéo, les affiches des élèves, les réponses aux tests de compréhension et au questionnaire d’appréciation. Notre étude nous amène à conclure à la pertinence de cette séquence pour notre milieu : l’intérêt et la motivation suscités, la perception des mathématiques et les apprentissages réalisés. Nous revenons également sur le constructivisme et une dimension non prévue : le développement de la communication mathématique.

L'apprentissage de l'approche systémique familiale dans la formation universitaire de premier cycle en sciences infirmières

Rapport de stage présenté à la Faculté des sciences infirmières en vue de l'obtention du grade de Maître ès sciences (M.Sc.) en sciences infirmières option expertise-conseil en soins infirmiers

Amputations : Un cycle de l’éthique médicale

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Amputations : un cycle de l’éthique médicale

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On the climate response of the low-latitude Pacific Ocean to changes in the global freshwater cycle

Under global warming, the predicted intensification of the global freshwater cycle will modify the net freshwater flux at the ocean surface. Since the freshwater flux maintains ocean salinity structures, changes to the density-driven ocean circulation are likely. A modified ocean circulation could further alter the climate, potentially allowing rapid changes, as seen in the past. The relevant feedback mechanisms and timescales are poorly understood in detail, however, especially at low latitudes where the effects of salinity are relatively subtle. In an attempt to resolve some of these outstanding issues, we present an investigation of the climate response of the low-latitude Pacific region to changes in freshwater forcing. Initiated from the present-day thermohaline structure, a control run of a coupled ocean-atmosphere general circulation model is compared with a perturbation run in which the net freshwater flux is prescribed to be zero over the ocean. Such an extreme experiment helps to elucidate the general adjustment mechanisms and their timescales. The atmospheric greenhouse gas concentrations are held constant, and we restrict our attention to the adjustment of the upper 1,000 m of the Pacific Ocean between 40°N and 40°S, over 100 years. In the perturbation run, changes to the surface buoyancy, near-surface vertical mixing and mixed-layer depth are established within 1 year. Subsequently, relative to the control run, the surface of the low-latitude Pacific Ocean in the perturbation run warms by an average of 0.6°C, and the interior cools by up to 1.1°C, after a few decades. This vertical re-arrangement of the ocean heat content is shown to be achieved by a gradual shutdown of the heat flux due to isopycnal (i.e. along surfaces of constant density) mixing, the vertical component of which is downwards at low latitudes. This heat transfer depends crucially upon the existence of density-compensating temperature and salinity gradients on isopycnal surfaces. The timescale of the thermal changes in the perturbation run is therefore set by the timescale for the decay of isopycnal salinity gradients in response to the eliminated freshwater forcing, which we demonstrate to be around 10-20 years. Such isopycnal heat flux changes may play a role in the response of the low-latitude climate to a future accelerated freshwater cycle. Specifically, the mechanism appears to represent a weak negative sea surface temperature feedback, which we speculate might partially shield from view the anthropogenically-forced global warming signal at low latitudes. Furthermore, since the surface freshwater flux is shown to play a role in determining the ocean's thermal structure, it follows that evaporation and/or precipitation biases in general circulation models are likely to cause sea surface temperature biases.

El Nino-mean state-seasonal cycle interactions in a multi-model ensemble

The modelled El Nino-mean state-seasonal cycle interactions in 23 coupled ocean-atmosphere GCMs, including the recent IPCC AR4 models, are assessed and compared to observations and theory. The models show a clear improvement over previous generations in simulating the tropical Pacific climatology. Systematic biases still include too strong mean and seasonal cycle of trade winds. El Nino amplitude is shown to be an inverse function of the mean trade winds in agreement with the observed shift of 1976 and with theoretical studies. El Nino amplitude is further shown to be an inverse function of the relative strength of the seasonal cycle. When most of the energy is within the seasonal cycle, little is left for inter-annual signals and vice versa. An interannual coupling strength (ICS) is defined and its relation with the modelled El Nino frequency is compared to that predicted by theoretical models. An assessment of the modelled El Nino in term of SST mode (S-mode) or thermocline mode (T-mode) shows that most models are locked into a S-mode and that only a few models exhibit a hybrid mode, like in observations. It is concluded that several basic El Nino-mean state-seasonal cycle relationships proposed by either theory or analysis of observations seem to be reproduced by CGCMs. This is especially true for the amplitude of El Nino and is less clear for its frequency. Most of these relationships, first established for the pre-industrial control simulations, hold for the double and quadruple CO2 stabilized scenarios. The models that exhibit the largest El Nino amplitude change in these greenhouse gas (GHG) increase scenarios are those that exhibit a mode change towards a T-mode (either from S-mode to hybrid or hybrid to T-mode). This follows the observed 1976 climate shift in the tropical Pacific, and supports the-still debated-finding of studies that associated this shift to increased GHGs. In many respects, these models are also among those that best simulate the tropical Pacific climatology (ECHAM5/MPI-OM, GFDL-CM2.0, GFDL-CM2.1, MRI-CGM2.3.2, UKMO-HadCM3). Results from this large subset of models suggest the likelihood of increased El Nino amplitude in a warmer climate, though there is considerable spread of El Nino behaviour among the models and the changes in the subsurface thermocline properties that may be important for El Nino change could not be assessed. There are no clear indications of an El Nino frequency change with increased GHG.

A lagged response to the 11 year solar cycle in observed winter Atlantic/European weather patterns

The surface response to 11 year solar cycle variations is investigated by analyzing the long-term mean sea level pressure and sea surface temperature observations for the period 1870–2010. The analysis reveals a statistically significant 11 year solar signal over Europe, and the North Atlantic provided that the data are lagged by a few years. The delayed signal resembles the positive phase of the North Atlantic Oscillation (NAO) following a solar maximum. The corresponding sea surface temperature response is consistent with this. A similar analysis is performed on long-term climate simulations from a coupled ocean-atmosphere version of the Hadley Centre model that has an extended upper lid so that influences of solar variability via the stratosphere are well resolved. The model reproduces the positive NAO signal over the Atlantic/European sector, but the lag of the surface response is not well reproduced. Possible mechanisms for the lagged nature of the observed response are discussed.

Including an ocean carbon cycle model into iLOVECLIM (v1.0)

The atmospheric carbon dioxide concentration plays a crucial role in the radiative balance and as such has a strong influence on the evolution of climate. Because of the numerous interactions between climate and the carbon cycle, it is necessary to include a model of the carbon cycle within a climate model to understand and simulate past and future changes of the carbon cycle. In particular, natural variations of atmospheric CO2 have happened in the past, while anthropogenic carbon emissions are likely to continue in the future. To study changes of the carbon cycle and climate on timescales of a few hundred to a few thousand years, we have included a simple carbon cycle model into the iLOVECLIM Earth System Model. In this study, we describe the ocean and terrestrial biosphere carbon cycle models and their performance relative to observational data. We focus on the main carbon cycle variables including the carbon isotope ratios δ13C and the Δ14C. We show that the model results are in good agreement with modern observations both at the surface and in the deep ocean for the main variables, in particular phosphates, dissolved inorganic carbon and the carbon isotopes.

ATP pulse and calcium homeostasis in cells from hepatopancreas of Dilocarcinus pagei, a freshwater crab

Calcium (Ca) is critical for crustaceans due to their molting cycle and its presence in the carapace as calcium carbonate, apart from the usual functions of Ca, such as cell signalling. Ca transport in Dilocarcinus pagei, a freshwater crab, was studied in isolated cells from hepatopancreas to further characterize Ca transport mechanisms in these crabs. Cells were isolated and loaded with Fluo-3, a calcium fluorescent dye. Three different cell treatments were performed: Group 1 cells were Ca free during cell dissociation, and calcium was present (at 1mM) for fluorescence cell loading and transport experiments (FC); Group 2 cells were calcium free during cell dissociation and for transport experiments, but not during cell loading (LC); and Group 3 cells were Ca free during cell dissociation, cell loading and transport experiments (WC). Intracellular Ca was recorded through time after ATP was added to the cells and ATP caused an increase in Ca efflux within 30s in all cells. WC cells showed the smallest Ca efflux compared to the other cells, probably because it was intracellularly Ca ""depleted"". Vanadate and amiloride decreased the Ca efflux when ATP was added to the cells, while verapamil did not cause any effect in Ca efflux, confirming the presence of a Ca(2+)-ATPase sensitive to vanadate in hepatopancreas of D. pagei. In a different set of experiments, cells were also exposed to a Ca pulse of 1 and 10mM during 180s. 10mM Ca increased intracellular Ca compared to 1mM, and the increase was not recovered during the experimental time. Additionally, Ca influx was reduced by verapamil and amiloride, but not completely. The results suggest that Ca influx probably occurs through an undefined exchanger, apart from Ca channels (verapamil sensitive) and electrogenic 1Na(+)(1H(+))/1 Ca(2+) exchanger (amiloride-sensitive). Similarities between freshwater and seawater crabs, lobsters and crayfish in relation to plasma membrane Ca transporters, although the environment where they live is quite diverse, suggest that universal mechanisms for Ca homeostasis are widespread among crustaceans. (C) 2010 Elsevier Inc. All rights reserved.

The Estrous Cycle Modulates Small Leucine-Rich Proteoglycans Expression in Mouse Uterine Tissues

In the pregnant mouse uterus, small leucine-rich proteoglycans (SLRPs) are drastically remodeled within a few hours after fertilization, suggesting that ovarian hormone levels modulate their synthesis and degradation. In this study, we followed by immunoperoxidase approach, the presence of four members of the SLRP family (decorin, lumican, biglycan, and fibromodulin) in the uterine tissues along the estrous cycle of the mouse. All molecules except fibromodulin, which predominates in the myometrium, showed a striking modulation in their distribution in the endometrial stroma, following the rise in the level of estrogen. Moreover, notable differences in the distribution of SLRPs were observed between superficial and deep stroma, as well as between the internal and external layers of the myometrium. Only biglycan and fibromodulin were expressed in the luminal and glandular epithelia. All four SLRPs were found in cytoplasmic granules of mononucleated cells. The pattern of distribution of the immunoreaction for these molecules in the uterine tissues was found to be estrous cycle-stage dependent, suggesting that these molecules undergo ovarian hormonal control and probably participate in the preparation of the uterus for decidualization and embryo implantation. In addition, this and previous results from our laboratory suggest the existence of two subpopulations of endometrial fibroblasts that may be related to the centrifugal development of the decidua. Anat Rec, 292:138-153, 2009. (c) 2008 Wiley-Liss, Inc.