Classification analytique de systèmes différentiels linéaires déployant une singularité irrégulière de rang de Poincaré 1

Cette thèse traite de la classification analytique du déploiement de systèmes différentiels linéaires ayant une singularité irrégulière. Elle est composée de deux articles sur le sujet: le premier présente des résultats obtenus lors de l'étude de la confluence de l'équation hypergéométrique et peut être considéré comme un cas particulier du second; le deuxième contient les théorèmes et résultats principaux. Dans les deux articles, nous considérons la confluence de deux points singuliers réguliers en un point singulier irrégulier et nous étudions les conséquences de la divergence des solutions au point singulier irrégulier sur le comportement des solutions du système déployé. Pour ce faire, nous recouvrons un voisinage de l'origine (de manière ramifiée) dans l'espace du paramètre de déploiement $\epsilon$. La monodromie d'une base de solutions bien choisie est directement reliée aux matrices de Stokes déployées. Ces dernières donnent une interprétation géométrique aux matrices de Stokes, incluant le lien (existant au moins pour les cas génériques) entre la divergence des solutions à $\epsilon=0$ et la présence de solutions logarithmiques autour des points singuliers réguliers lors de la résonance. La monodromie d'intégrales premières de systèmes de Riccati correspondants est aussi interprétée en fonction des éléments des matrices de Stokes déployées. De plus, dans le second article, nous donnons le système complet d'invariants analytiques pour le déploiement de systèmes différentiels linéaires $x^2y'=A(x)y$ ayant une singularité irrégulière de rang de Poincaré $1$ à l'origine au-dessus d'un voisinage fixé $\mathbb{D}_r$ dans la variable $x$. Ce système est constitué d'une partie formelle, donnée par des polynômes, et d'une partie analytique, donnée par une classe d'équivalence de matrices de Stokes déployées. Pour chaque valeur du paramètre $\epsilon$ dans un secteur pointé à l'origine d'ouverture plus grande que $2\pi$, nous recouvrons l'espace de la variable, $\mathbb{D}_r$, avec deux secteurs et, au-dessus de chacun, nous choisissons une base de solutions du système déployé. Cette base sert à définir les matrices de Stokes déployées. Finalement, nous prouvons un théorème de réalisation des invariants qui satisfont une condition nécessaire et suffisante, identifiant ainsi l'ensemble des modules.

Homologie de morse et théorème de la signature

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

La structure de Jordan des matrices de transfert des modèles de boucles et la relation avec les hamiltoniens XXZ

Les modèles sur réseau comme ceux de la percolation, d’Ising et de Potts servent à décrire les transitions de phase en deux dimensions. La recherche de leur solution analytique passe par le calcul de la fonction de partition et la diagonalisation de matrices de transfert. Au point critique, ces modèles statistiques bidimensionnels sont invariants sous les transformations conformes et la construction de théories des champs conformes rationnelles, limites continues des modèles statistiques, permet un calcul de la fonction de partition au point critique. Plusieurs chercheurs pensent cependant que le paradigme des théories des champs conformes rationnelles peut être élargi pour inclure les modèles statistiques avec des matrices de transfert non diagonalisables. Ces modèles seraient alors décrits, dans la limite d’échelle, par des théories des champs logarithmiques et les représentations de l’algèbre de Virasoro intervenant dans la description des observables physiques seraient indécomposables. La matrice de transfert de boucles D_N(λ, u), un élément de l’algèbre de Temperley- Lieb, se manifeste dans les théories physiques à l’aide des représentations de connectivités ρ (link modules). L’espace vectoriel sur lequel agit cette représentation se décompose en secteurs étiquetés par un paramètre physique, le nombre d de défauts. L’action de cette représentation ne peut que diminuer ce nombre ou le laisser constant. La thèse est consacrée à l’identification de la structure de Jordan de D_N(λ, u) dans ces représentations. Le paramètre β = 2 cos λ = −(q + 1/q) fixe la théorie : β = 1 pour la percolation et √2 pour le modèle d’Ising, par exemple. Sur la géométrie du ruban, nous montrons que D_N(λ, u) possède les mêmes blocs de Jordan que F_N, son plus haut coefficient de Fourier. Nous étudions la non diagonalisabilité de F_N à l’aide des divergences de certaines composantes de ses vecteurs propres, qui apparaissent aux valeurs critiques de λ. Nous prouvons dans ρ(D_N(λ, u)) l’existence de cellules de Jordan intersectorielles, de rang 2 et couplant des secteurs d, d′ lorsque certaines contraintes sur λ, d, d′ et N sont satisfaites. Pour le modèle de polymères denses critique (β = 0) sur le ruban, les valeurs propres de ρ(D_N(λ, u)) étaient connues, mais les dégénérescences conjecturées. En construisant un isomorphisme entre les modules de connectivités et un sous-espace des modules de spins du modèle XXZ en q = i, nous prouvons cette conjecture. Nous montrons aussi que la restriction de l’hamiltonien de boucles à un secteur donné est diagonalisable et trouvons la forme de Jordan exacte de l’hamiltonien XX, non triviale pour N pair seulement. Enfin nous étudions la structure de Jordan de la matrice de transfert T_N(λ, ν) pour des conditions aux frontières périodiques. La matrice T_N(λ, ν) a des blocs de Jordan intrasectoriels et intersectoriels lorsque λ = πa/b, et a, b ∈ Z×. L’approche par F_N admet une généralisation qui permet de diagnostiquer des cellules intersectorielles dont le rang excède 2 dans certains cas et peut croître indéfiniment avec N. Pour les blocs de Jordan intrasectoriels, nous montrons que les représentations de connectivités sur le cylindre et celles du modèle XXZ sont isomorphes sauf pour certaines valeurs précises de q et du paramètre de torsion v. En utilisant le comportement de la transformation i_N^d dans un voisinage des valeurs critiques (q_c, v_c), nous construisons explicitement des vecteurs généralisés de Jordan de rang 2 et discutons l’existence de blocs de Jordan intrasectoriels de plus haut rang.

Folding, calcium binding, and structural characterization of a concatemer of the first and second ligand-binding modules of the low-density lipoprotein receptor

The ligand-binding domain of the low-density lipoprotein (LDL) receptor is comprised of seven tandemly repeated ligand-binding modules, each being approximately 40 amino acids long and containing six conserved cysteine residues. We have expressed and characterized a concatemer of the first two modules (LB1 and LB2) of the human LDL receptor. Oxidative folding of the recombinant concatemer (rLB(1-2)), in the presence of calcium ions, gave a single dominant isomer with six disulfide bonds. Peptic cleavage of the short Linker region that connects the last cysteine residue of LB1 and the first cysteine residue of LB2 yielded two discrete fragments, thus excluding the presence of intermodule disulfide bonds. The N-terminal module, LB1, reacted with a conformation-specific monoclonal antibody (IgG-C7) made to LB1 in the native LDL receptor. From this, we concluded that the first module was correctly folded, with the same set of disulfide bonds as LB1 of the LDL receptor. The disulfide bond connections of LB2 were identified from mass spectral analysis of fragments formed by digestion of the C-terminal peptic fragment with elastase. These data showed that the disulfide bonds of LB2 connected Cys(I) and Cys(III), Cys(II) and Cys(V), and Cys(IV) and Cys(VI). This pattern is identical to that found for recombinant LB1 and LB2. The concatemer has two high-affinity calcium-binding sites, one per module. An analysis of the secondary chemical shifts of C alpha protons shows that the conformations of LB1 and LB2 in the concatemer are very similar to those of the individual modules, with no evidence for strong interactions between the two modules.

NMR structure and backbone dynamics of a concatemer of epidermal growth factor homology modules of the human low-density lipoprotein receptor

The ligand-binding region of the low-density lipoprotein (LDL) receptor is formed by seven N-terminal, imperfect, cysteine-rich (LB) modules. This segment is followed by an epidermal growth factor precursor homology domain with two N-terminal, tandem, EGF-like modules that are thought to participate in LDL binding and recycling of the endocytosed receptor to the cell surface. EGF-A and the concatemer, EGF-AB, of these modules were expressed in Escherichia coli. Correct protein folding of EGF-A and the concatemer EGF-AB was achieved in the presence or absence of calcium ions, in contrast to the LB modules, which require them for correct folding. Homonuclear and heteronuclear H-1-N-15 NMR spectroscopy at 17.6 T was used to determine the three-dimensional structure of the concatemer. Both modules are formed by two pairs of short, anti-parallel beta -strands. In the concatemer, these modules have a fixed relative orientation, stabilized by calcium ion-binding and hydrophobic interactions at the interface. N-15 longitudinal and transverse relaxation rates, and {H-1}-N-15 heteronuclear NOEs were used to derive a model-free description of the backbone dynamics of the molecule. The concatemer appears relatively rigid, particularly near the calcium ion-binding site at the module interface, with an average generalized order parameter of 0.85 +/- 0.11. Some mutations causing familial hypercholesterolemia may now be rationalized. Mutations of D41, D43 and E44 in the EGF-B calcium ion-binding region may affect the stability of the linker and thus the orientation of the tandem modules. The diminutive core also provides little structural stabilization, necessitating the presence of disulfide bonds. The structure and dynamics of EGF-AB contrast with the N-terminal LB modules, which require calcium ions both for folding to form the correct disulfide connectivities and for maintenance of the folded structure, and are connected by highly mobile linking peptides. (C) 2001 Academic Press.

Parallel simulation system for earthquake generation: Fault analysis modules and parallel coupling analysis

Solid earth simulations have recently been developed to address issues such as natural disasters, global environmental destruction and the conservation of natural resources. The simulation of solid earth phenomena involves the analysis of complex structures including strata, faults, and heterogeneous material properties. Simulation of the generation and cycle of earthquakes is particularly important, but such simulations require the analysis of complex fault dynamics. GeoFEM is a parallel finite-element analysis system intended for solid earth field phenomena problems. This paper describes recent development in the GeoFEM project for the simulation of earthquake generation and cycles.

Exposants géométriques des modèles de boucles dilués et idempotents des TL-modules de la chaîne de spins XXZ

Cette thèse porte sur les phénomènes critiques survenant dans les modèles bidimensionnels sur réseau. Les résultats sont l'objet de deux articles : le premier porte sur la mesure d'exposants critiques décrivant des objets géométriques du réseau et, le second, sur la construction d'idempotents projetant sur des modules indécomposables de l'algèbre de Temperley-Lieb pour la chaîne de spins XXZ. Le premier article présente des expériences numériques Monte Carlo effectuées pour une famille de modèles de boucles en phase diluée. Baptisés "dilute loop models (DLM)", ceux-ci sont inspirés du modèle O(n) introduit par Nienhuis (1990). La famille est étiquetée par les entiers relativement premiers p et p' ainsi que par un paramètre d'anisotropie. Dans la limite thermodynamique, il est pressenti que le modèle DLM(p,p') soit décrit par une théorie logarithmique des champs conformes de charge centrale c(\kappa)=13-6(\kappa+1/\kappa), où \kappa=p/p' est lié à la fugacité du gaz de boucles \beta=-2\cos\pi/\kappa, pour toute valeur du paramètre d'anisotropie. Les mesures portent sur les exposants critiques représentant la loi d'échelle des objets géométriques suivants : l'interface, le périmètre externe et les liens rouges. L'algorithme Metropolis-Hastings employé, pour lequel nous avons introduit de nombreuses améliorations spécifiques aux modèles dilués, est détaillé. Un traitement statistique rigoureux des données permet des extrapolations coïncidant avec les prédictions théoriques à trois ou quatre chiffres significatifs, malgré des courbes d'extrapolation aux pentes abruptes. Le deuxième article porte sur la décomposition de l'espace de Hilbert \otimes^nC^2 sur lequel la chaîne XXZ de n spins 1/2 agit. La version étudiée ici (Pasquier et Saleur (1990)) est décrite par un hamiltonien H_{XXZ}(q) dépendant d'un paramètre q\in C^\times et s'exprimant comme une somme d'éléments de l'algèbre de Temperley-Lieb TL_n(q). Comme pour les modèles dilués, le spectre de la limite continue de H_{XXZ}(q) semble relié aux théories des champs conformes, le paramètre q déterminant la charge centrale. Les idempotents primitifs de End_{TL_n}\otimes^nC^2 sont obtenus, pour tout q, en termes d'éléments de l'algèbre quantique U_qsl_2 (ou d'une extension) par la dualité de Schur-Weyl quantique. Ces idempotents permettent de construire explicitement les TL_n-modules indécomposables de \otimes^nC^2. Ceux-ci sont tous irréductibles, sauf si q est une racine de l'unité. Cette exception est traitée séparément du cas où q est générique. Les problèmes résolus par ces articles nécessitent une grande variété de résultats et d'outils. Pour cette raison, la thèse comporte plusieurs chapitres préparatoires. Sa structure est la suivante. Le premier chapitre introduit certains concepts communs aux deux articles, notamment une description des phénomènes critiques et de la théorie des champs conformes. Le deuxième chapitre aborde brièvement la question des champs logarithmiques, l'évolution de Schramm-Loewner ainsi que l'algorithme de Metropolis-Hastings. Ces sujets sont nécessaires à la lecture de l'article "Geometric Exponents of Dilute Loop Models" au chapitre 3. Le quatrième chapitre présente les outils algébriques utilisés dans le deuxième article, "The idempotents of the TL_n-module \otimes^nC^2 in terms of elements of U_qsl_2", constituant le chapitre 5. La thèse conclut par un résumé des résultats importants et la proposition d'avenues de recherche qui en découlent.

Cascaded DC-DC converter connection of photovoltaic modules

New residential scale photovoltaic (PV) arrays are commonly connected to the grid by a single dc-ac inverter connected to a series string of pv panels, or many small dc-ac inverters which connect one or two panels directly to the ac grid. This paper proposes an alternative topology of nonisolated per-panel dc-dc converters connected in series to create a high voltage string connected to a simplified dc-ac inverter. This offers the advantages of a converter-per-panel approach without the cost or efficiency penalties of individual dc-ac grid connected inverters. Buck, boost, buck-boost, and Cuk converters are considered as possible dc-dc converters that can be cascaded. Matlab simulations are used to compare the efficiency of each topology as well as evaluating the benefits of increasing cost and complexity. The buck and then boost converters are shown to be the most efficient topologies for a given cost, with the buck best suited for long strings and the boost for short strings. While flexible in voltage ranges, buck-boost, and Cuk converters are always at an efficiency or alternatively cost disadvantage.

Cascaded DC-DC converter connection of photovoltaic modules

New residential scale photovoltaic (PV) arrays are commonly connected to the grid by a single DC-AC inverter connected to a series string of PV modules, or many small DC-AC inverters which connect one or two modules directly to the AC grid. This paper shows that a "converter-per-module" approach offers many advantages including individual module maximum power point tracking, which gives great flexibility in module layout, replacement, and insensitivity to shading; better protection of PV sources, and redundancy in the case of source or converter failure; easier and safer installation and maintenance; and better data gathering. Simple nonisolated per-module DC-DC converters can be series connected to create a high voltage string connected to a simplified DC-AC inverter. These advantages are available without the cost or efficiency penalties of individual DC-AC grid connected inverters. Buck, boost, buck-boost and Cuk converters are possible cascadable converters. The boost converter is best if a significant step up is required, such as with a short string of 12 PV modules. A string of buck converters requires many more modules, but can always deliver any combination of module power. The buck converter is the most efficient topology for a given cost. While flexible in voltage ranges, buck-boost and Cuk converters are always at an efficiency or alternatively cost disadvantage.

Functional microarray analysis suggests repressed cell-cell signaling and cell survival-related modules inhibit progression of head and neck squamous cell carcinoma

Background: Cancer shows a great diversity in its clinical behavior which cannot be easily predicted using the currently available clinical or pathological markers. The identification of pathways associated with lymph node metastasis (N+) and recurrent head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC) may increase our understanding of the complex biology of this disease. Methods: Tumor samples were obtained from untreated HNSCC patients undergoing surgery. Patients were classified according to pathologic lymph node status (positive or negative) or tumor recurrence (recurrent or non-recurrent tumor) after treatment (surgery with neck dissection followed by radiotherapy). Using microarray gene expression, we screened tumor samples according to modules comprised by genes in the same pathway or functional category. Results: The most frequent alterations were the repression of modules in negative lymph node (N0) and in non-recurrent tumors rather than induction of modules in N+ or in recurrent tumors. N0 tumors showed repression of modules that contain cell survival genes and in non-recurrent tumors cell-cell signaling and extracellular region modules were repressed. Conclusions: The repression of modules that contain cell survival genes in N0 tumors reinforces the important role that apoptosis plays in the regulation of metastasis. In addition, because tumor samples used here were not microdissected, tumor gene expression data are represented together with the stroma, which may reveal signaling between the microenvironment and tumor cells. For instance, in non-recurrent tumors, extracellular region module was repressed, indicating that the stroma and tumor cells may have fewer interactions, which disable metastasis development. Finally, the genes highlighted in our analysis can be implicated in more than one pathway or characteristic, suggesting that therapeutic approaches to prevent tumor progression should target more than one gene or pathway, specially apoptosis and interactions between tumor cells and the stroma.