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Until "divorce" do us part: A mixed-method study of the experience and treatment of adjustment disorder stemming from romantic partner betrayal
No full textAlthough mounting evidence indicates that some individuals betrayed by a romantic partner may develop an adjustment disorder, a trauma-and stressor-related disorder characterized by intrusions, avoidance, and failure to adapt, there currently exists no systematic individualized treatment. Considering trauma-and stressor-related disorders as etiologically rooted in the emotional memory of a distressing life event, reducing the salience of this memory may provide a positive therapeutic outcome. Pre-clinical evidence has demonstrated that administering propranolol, a noradrenergic beta-blocker, prior to the reactivation of an emotional memory can interfere with its reconsolidation, i.e., the restabilization of memory to long-term storage. In clinical populations with posttraumatic stress disorder, this procedure, referred to as reconsolidation therapy, attenuates symptoms of traumatic stress. However, no research to date has investigated whether reconsolidation therapy can be extended to other stressor-related disorders. The first two manuscripts of this dissertation present the rationale, methods, and results of a clinical trial aimed at investigating the effectiveness of reconsolidation therapy to treat adjustment disorders stemming from romantic partner betrayal. Results from ANCOVAs revealed that compared to a no-treatment waitlist control condition (n = 29), reconsolidation therapy (n = 30) produced a significant reduction in event-related stress symptoms, including intrusions, avoidance, and increased vigilance, as well as general psychological distress, including symptoms of depression and anxiety, as measured with the Impact of Event Scale-Revised and the Hopkins Symptom Checklist-25, respectively. The final manuscript presents a qualitative investigation of the meaning and experience of romantic betrayal among individuals with an adjustment disorder. Thirteen participants who completed the larger trial were interviewed using the McGill Illness Narrative Interview. Findings revealed that romantically betrayed individuals often use the trauma metaphors and prototypes to make sense of their experience with betrayal. Yet almost all participants did not identify their reaction as traumatic stress and were hesitant to use that idiom. However, framing the experience of betrayal as an emotional memory of the event, that can be attenuated, provided participants with a plausible framework for explaining their symptoms, as well as a treatment solution, which led to a sense of validation and relief. This thesis is the first to investigate the broader application of reconsolidation therapy to treat psychiatric disturbances rooted in a painful life-experience.Un nombre grandissant d'écrits scientifiques suggèrent que certaines personnes trahies par un partenaire amoureux sont à risque de développer un trouble de l'adaptation (TA). Le TA est une condition psychiatrique classée dans la catégorie des troubles liés aux traumatismes et aux facteurs de stress caractérisée par des symptômes d'intrusions, d'évitement, et d'inadaptation. Cependant, il n'existe toujours pas de traitement efficace pour traiter le TA. Considérant que les troubles liés aux traumatismes et au stress sont ancrés dans les souvenirs émotionnels d'événements négatifs, réduire la valence émotionnelle d'un tel souvenir pourrait engendrer un effet thérapeutique. Des études précliniques montrent que l'administration du propranolol, un inhibiteur noradrénergique, avant la réactivation d'un souvenir émotionnel peut interférer avec sa reconsolidation, c'est-à-dire, avec la restabilization du souvenir en mémoire à long terme. Plusieurs études cliniques démontrent que cette approche, appelée la thérapie de la reconsolidation, est efficace pour réduire les symptômes de stress posttraumatique. Toutefois, aucune étude n'a été menée pour déterminer si cette thérapie pouvait également atténuer les symptômes liés à d'autres troubles de stress, tel que le TA. Les deux premiers manuscrits de cette thèse présentent le rationnel, la méthodologie et les résultats d'un essai clinique examinant l'efficacité de la thérapie de la reconsolidation pour le traitement du trouble de l'adaptation découlant d'une trahison amoureuse. Une série d'analyses de covariance (ANCOVA) révèlent que comparativement à la liste d'attente (n = 29), la thérapie de la reconsolidation (n = 30) entraîne une réduction significative des symptômes de stress, ainsi que la détresse psychologique. Ces derniers englobent les intrusions, l'évitement, et l'hypervigilance, ainsi que les symptômes anxieux et dépressifs, tel que mesuré au moyen de l'Impact of Event Scale-Revised et la Hopkins Symptom Checklist-25, respectivement. Le dernier manuscrit présente une enquête qualitative sur l'expérience de la trahison amoureuse chez les individus ayant un trouble de l'adaptation. Treize participants ayant complété l'essai clinique ont été interrogées à l'aide du McGill Illness Narrative Interview. Les résultats indiquent que les personnes trahies par un partenaire amoureux utilisent souvent des métaphores de trauma pour décrire leur expérience. Pourtant, les participants n'identifient pas leurs symptômes comme étant un stress traumatique, et semblent même réticents à employer cette terminologie. Néanmoins, présenter l'expérience de la trahison amoureuse un souvenir émotionnel de l'événement pouvant être affaibli a fourni aux participants un cadre plausible pour expliquer leurs symptômes, ainsi qu'une solution de traitement, provoquant un sentiment de validation et de soulagement. Cette thèse est la première à proposer une application plus large de la thérapie de la reconsolidation pour tout trouble psychiatrique émanant d'une expérience de vie douloureuse
Deformity, death, decay: the use of the early modern freak as memento mori
No full textThis thesis investigates imagery of the nonnormative and grotesque body in early modern Europe and its use in destabilizing understandings of life and death. Focusing on the case study of conjoined/parasitic twins Lazarus and Joannes Baptista Colloredo, I suggest that the nonnormative or "freakish" body has been historically used as a living memento mori –an object of contemplation intended to remind able-bodied viewers of the inevitability of mortality. Drawing on disability scholarship and death philosophy, I ground my work through visual and comparative analysis of 16th- and 17th-century images of both "freaks" and memento mori. The insights of Russian literary critic Mikhail Bakhtin (Rabelais and His World) inform my analysis. Bakhtin writes of the early modern grotesque body that it "reflects a phenomenon in transformation, an as yet unfinished metamorphosis, of death and birth, growth and becoming…the old and the new, the dying and the procreating, the beginning and the end of the metamorphosis." In other words, the grotesque has the potential to call into question seemingly stable categories such as life and death. My research thus aims to provide a critical, intersectional and compassionate history of how disabled persons were framed through the macabre and the mortuary.Ce mémoire est une étude de l'imagerie du corps non-normatif et grotesque du début de l'Europe moderne et de son effet déstabilisateur sur les conceptions contemporaines de la vie et de la mort. En me penchant sur le cas des jumeaux conjoints / parasites Lazarus et Joannes Baptista Colloredo, je suggère que le corps non-normatif ou anormal était utilisé historiquement comme memento mori vivant, c'est-à-dire comme un objet de contemplation destiné à rappeler aux spectateurs non-handicapés l'inévitabilité de leur mortalité. En m'appuyant sur la philosophie de la mort et la recherche sur le handicap, j'effectue une analyse visuelle et comparative d'images des 16ème et 17ème siècles représentant à la fois les monstres et les memento mori. Les réflexions du critique littéraire russe Mikhail Bakhtin (Rabelais et son monde) éclairent mon analyse. Bakhtine écrit à propos du corps grotesque moderne qu'il "reflète un phénomène en transformation, une métamorphose encore inachevée de mort et de naissance, de croissance et de devenir… l'ancien et le nouveau, le mourant et le procréateur, le début et la fin de la métamorphose." En d'autres termes, le grotesque a le potentiel de remettre en question des catégories dites stables telles que la vie et la mort. Ma recherche vise ainsi à fournir une narration à la fois critique, intersectionnelle et empreinte de compassion de la manière dont les personnes handicapées étaient présentées par l'intermédiaire des catégories du macabre et du mortua
Development and testing of novel sensor systems for real-time automated data collection and monitoring with focus in non-motorized facilities
No full textRecently, decision makers have tried to develop smart city frameworks that can help optimize infrastructure usage and increase the quality of life for citizens. An intelligent transportation system (ITS) is a key element of any smart city platform. An ITS requires monitoring and data analysis capabilities to better understand the real-time conditions of the road network using different types of sensory systems. Ultimately, an ITS can optimize the network capacity based on the mobility information collected. For traffic monitoring, many technologies have been developed in recent years including traditional magnetic detectors or pneumatic tubes for vehicle or bicycle traffic, infrared- or image-based sensors, etc. Such systems have several limitations, such as high installation and maintenance costs, low accuracy, issues in performance under different weather and lighting conditions, and a lack of detailed information about the mode and class of the object in multi-modal traffic networks. Traditionally, a single mode was considered in vehicle-based traffic network monitoring. More recent studies are analyzing multi-modal networks in which the interaction between all modes (pedestrian, cyclist and vehicle) are considered. However, some elements of multimodal traffic monitoring systems remain missing in the research and development of multimodal traffic monitoring systems. The general objective of this thesis work is to develop two categories of monitoring technologies, between-point and fixed-point systems, as complementary components of a multi-modal traffic monitoring system. This thesis introduces a between-point monitoring system using an embedded WiFi-Bluetooth scanning system. The detection rate of both technologies has been compared. The results show that, in vehicular networks, the accuracy of travel time estimation can be improved by adding WiFi detected samples to the traditional Bluetooth-based systems. The same system was used to monitor a mixed pedestrian/cyclist network and to classify the objects using WiFi traces captured by sensors. The test results show that with the combined classification model, the algorithm could classify the objects correctly in 96% of the cases. The high correlation between the number of trips detected with WiFi signals and the flow of the pedestrians, as ground truth, demonstrates the potential of using the proposed system in flow extrapolation.To complement the proposed between-point monitoring system, this thesis introduces two types of fixed-point counting systems based on Lidar technology. The first system functions based on single beam Lidar technology. The system is easy to install, accurate and robust in different weather and lighting conditions and addresses a shortcoming among commercially available counting technologies. The test results show an average directional count error of less than 5% for pedestrians and 2% for cyclists. All counting technologies that are installed from the side undercount because of occlusion. The problem of occlusion is particularly problematic along wide pedestrian sidewalks with high pedestrian volumes. To address this issue, another counting system, based on 2D Lidar technology, installed above and facing down, was developed in this thesis. This technology has improved performance over the 1D Lidar in environments with high pedestrian volumes. Additionally, this technology can be used in mixed mode networks; the shape of the object can be used in classification. The test results show an average absolute percent error of less than 5% when counting pedestrians on sidewalks with high flows and dense clusters.Récemment, les décideurs ont essayé de développer des systèmes de villes intelligentes pouvant aider à optimiser l'utilisation des infrastructures et à améliorer la qualité de vie des citoyens. Un système de transport intelligent (STI), est un élément clé de toutes les plates-formes de ville intelligente. Un STI nécessite des capacités de surveillance et d'analyse des données afin de mieux comprendre les conditions du réseau routier en temps réel, et ce en utilisant différents types de systèmes sensoriels. En fin de compte, un STI peut optimiser la capacité du réseau en fonction des informations de mobilité collectées. Pour la surveillance du trafic, de nombreuses technologies ont été développées ces dernières années, notamment des détecteurs magnétiques traditionnels ou des tubes pneumatiques pour la circulation des véhicules ou des vélos, des capteurs infrarouges ou basés sur des images, etc. Ces systèmes ont plusieurs limitations, telles que des coûts d'installation et d'entretien élevés, un manque de précision, des problèmes de performances dans différentes conditions météorologiques et d'éclairage, et un manque d'informations détaillées sur le mode et la classe de l'objet dans les réseaux de transport multimodal. Traditionnellement, les véhicules étaient le seul mode de transport pris en compte dans la surveillance du réseau de circulation. Les études plus récentes analysent les réseaux multimodaux dans lesquels l'interaction entre tous les modes (piéton, cycliste et véhicule) est prise en compte. Toutefois, certains éléments demeurent absents dans la recherche et développement de systèmes de surveillance du trafic multimodal.L'objectif général des travaux de cette thèse est de développer deux catégories de technologies de surveillance, un système d'entre-points et un système de points fixes, en tant que composants complémentaires à un système de surveillance du trafic multimodal. Cette thèse présente un système de surveillance d'entre-points utilisant un système de numérisation WiFi-Bluetooth intégré. Le taux de détection des deux technologies a été comparé, et les résultats du test montrent qu'avec le modèle de classification combiné, l'algorithme pourrait classifier les objets correctement dans 96% des cas. La corrélation élevée entre le nombre de déplacements détectés avec des signaux WiFi et le flux de piétons réel observé démontre le potentiel de l'utilisation du système proposé dans le but d'extrapoler des flux.Pour compléter le système de surveillance d'entre-points proposé, cette thèse introduit deux types de systèmes de comptage de points fixes basés sur la technologie Lidar. Le premier système fonctionne sur la technologie Lidar à faisceau unique. Ce système est facile à installer, précis et robuste dans différentes conditions météorologique et d'éclairage, et corrige une lacune parmi les technologies de comptage disponibles sur le marché. Les résultats du test montrent une erreur de comptage directionnel moyenne inférieure à 5% pour les piétons et à 2% pour les cyclistes. Toutes les technologies de comptage installées latéralement par rapport à la zone d'analyse obtiennent des sous-dénombrements en raison d'occlusions. Le problème de l'occlusion est particulièrement problématique le long des trottoirs piétons larges avec un volume de passage élevé. Pour résoudre ce problème, un autre système de comptage basé sur la technologie 2D Lidar, installé au-dessus et orienté vers le bas, a été développé dans cette thèse. Cette technologie a amélioré les performances par rapport au Lidar 1D dans les environnements très fréquentés par les piétons. En outre, elle peut être utilisée dans des réseaux à mode de transport mixte, la forme de l'objet pouvant être reconnue et classifiée. Les résultats du test montrent un pourcentage d'erreur absolu moyen inférieur à 5% lors du comptage de piétons sur des trottoirs à débits élevés et avec des groupes denses
Essays on the changes in the occupational structure and the U.S. labor market outcomes
No full textThis dissertation investigates how changes in the U.S. occupational structure affected labor market outcomes between 1983 and 2009.The existing literature shows that the high-paid and low-paid non-routine task-intensive occupations grew relative to middle-paid routine task-intensive occupations. However, more detailed data analysis shows substantial differences in the growth of employment share and wages of specific occupations within broad occupational groups, particularly, within non-routine occupations. In Chapter 2, following the O*Net experts' task grouping approach, the occupations' tasks are categorized based on the nature of tasks: Social, Mental, Technical, and Physical. This way of organizing occupations can better explain the employment share and wage heterogeneities within broad occupational groups. Using the CPS and O*Net datasets, this chapter shows that between1983 and 2009, the employment share and wage of Social task-intensive occupations increased significantly. In addition, further dividing Social task-intensive occupations into Management, Team, and Customer groups shows that the increase of employment shares of Management task-intensive occupations occurred during the 1990s, while the increase of employment shares in Customer task-intensive occupations occurred between 1983 and 2009, especially in the 2000s.Men and women work in occupations that differ in their task content. The first part of Chapter 3 investigates how differences in the occupational structure contributed to gender wage gaps and their changes over time. Using the DiNardo, Fortin, and Lemieux (1996) decomposition method, this chapter shows that in both 1983 and 2009, the wage gap between the genders would have been wider if female workers had not been engaged significantly in Mental task-intensive occupations. Furthermore, women's lower employment shares in Management task-intensive occupations contributed to widening gender wage gap. Results also show that the increase in employment shares of women in Social task-intensive occupations, especially Customer ones, caused a significant effect in closing the gender wage gap between 1983 and 2009. The second part of this chapter investigates the contribution of different occupations to wage inequality among men and women. Results show that, particularly in the 2000s, part of the relative increase in wages in the top tail of wage distribution within men is because high-paid men increasingly worked in Social task-intensive occupations; while within women, it is because high-paid women increasingly worked in Mental task-intensive occupations.Chapter 4 delves deeper into how exactly the changes in the occupational employment structure documented in Chapter 2 occurred; and how the task content of occupations varied over the life cycle of cohorts and across them. Results show that as young workers entered the labor force, they participated mostly in Physical and Technical task-intensive occupations and started decreasing their employment shares in these occupations as they aged. In contrast, they had lower employment shares in Social and especially Mental task-intensive occupations, which increased as they aged. These patterns are similar for all cohorts. The analysis of between-cohort evidence shows that almost all of the subsequent cohorts increased their employment shares in the growing Social task-intensive occupations.Cette thèse porte sur l'influence des changements survenus dans la structure professionnelle américaine aux résultats sur le marché du travail entre 1983 et 3009.La littérature existante montre que les professions non-routiners, bien rémunérés et faiblement rémunérées ont progressé par rapport aux professions de routine et moyennement rémunérées. Cependant, une analyse plus détaillée des données montre qu'il existe des hétérogénéités dans la croissance des professions, en particulier dans les professions à forte intensité de tâches non routinières. Au chapitre 2, suivant l'approche de regroupement des tâches des experts O*Net, les tâches des professions sont regroupées en fonction de la nature des tâches: Sociales, Mentales, Techniques, et Physiques. Cette manière de regrouper les professions mieux expliquer les hétérogénéités au sein des grands groupes professionnels. À l'aide des ensembles de données CPS et O*Net, ce chapitre montre qu'entre 1983 et 2009, la part de l'emploi et le salaire des professions à forte intensité Sociale ont considérablement augmenté. En outre, le sous-groupe professions Sociales à forte concentration de tâches dans Gestion, Équipe, et Client montre que la part de l'emploi des professions à forte intensité de Gestion a augmenté dans les années 90 et que celle de l'emploi des professions à forte intensité de Client a augmenté entre 1983 et 2009, en particulier dans les années 2000. Les hommes et les femmes exercent des professions dont le contenu des tâches diffère. La première partie du chapitre 3 examine comment les différences dans la structure des professions contribuent aux écarts de salaires et à leurs changements dans le temps. En utilisant la méthode de décomposition de DiNardo, Fortin et Lemieux (1996) (DFL), le chapitre 3 montre qu'en 1983 et 2009, l'écart salarial aurait été plus grand si les travailleuses n'avaient pas été engagées de manière significative dans des tâches à forte intensité Mentale professions. De plus, la plus faible part de l'emploi de femmes occupant des emplois à forte intensité de Gestion chez les femmes contribute à l'écart de salaire entre les sexes. Les résultats montrent également que l'augmentation des parts d'emploi des femmes dans les professions à forte intensité Sociale, en particulier celles de Cliente, a eu un effet significatif sur la réduction de l'écart salarial entre 1983 et 2009. La deuxième partie de ce chapitre examine la contribution des différentes professions à inégalité des salaires chez les hommes et les femmes séparément. Les résultats montrent que, en particulier dans les années 2000, une partie de l'augmentation relative des salaires dans la tranche supérieure de la repartition des salaires chez les hommes s'explique par le fait que les hommes les mieux rémunérés occupant de plus de tâches à forte intensité Sociale; chez les femmes, cela était d à une augmentation des occupations à forte intensité Mentale. Le chapitre 4 analyse comment le contenu des tâches des professions variait au cours du cycle de vie et d'une cohorte à l'autre. Les résultats montrent que lorsque les jeunes travailleurs intègrent la population active, ils exercent principalement des activités à forte intensité Physique et Technique et commencent à diminuer leur part de l'emploi à mesure qu'ils vieillissent. En revanche, les jeunes travailleurs ont des parts d'emploi plus faibles dans les professions à forte intensité de tâches Sociales et surtout Mentales et augmentent leur part dans ces emplois à mesure qu'ils vieillissent. Ces tendances sont similaires pour toutes les cohortes. L'analyse des données probantes entre les cohortes montre que presque toutes les cohortes subséquentes ont accru leur part de l'emploi dans les professions à forte intensité Sociale
Natural selection has contributed to functional immune response differences between human hunter-gatherers and agriculturalists
No full textAs humans have spread across the globe we have been challenged with a constant burden of infectious diseases. The migration of populations into new ecologies as well as shifts in cultural practices have changed the pathogens humans have been exposed to and provided opportunities for novel pathogens to emerge. One such transition was the migration of Central African hunter-gatherer populations out of the rainforest and into the surrounding grasslands. This event was followed by the inception of agricultural practices resulting in an increase in the size and densities of populations and a heightened risk of zoonosis from the domestication of animals. Together, these events are hypothesized to have caused a profound shift in the pathogen environment. In parallel hunter-gatherer populations continued to experience infectious agents associated with dwelling in a rainforest ecology, maintaining smaller migratory populations, and sustaining a hunter-gatherer sustenance strategy which includes the consumption of wild plants and animals. In turn, this variation in local pathogen environment can act as a driver of natural selection in human populations and has likely resulted in phenotypic diversity of the human immune system as human populations have adapted to local pathogen environments. However, the extent to which these divergences in ecology and sustenance strategy and the concomitant shift in the burden of environmental pathogens has impacted the evolution of the human immune system remains unknown. Here we present a comparative study of variation in the transcriptional response of peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) to bacterial and viral stimuli between the Batwa, a rainforest hunter gatherer (HG-Batwa), and the Bakiga, an agriculturalist population (AG-Bakiga) from Central Africa. We first observed differences in the proportion of cell types comprising PBMCs with a higher proportion of monocytes found in HG-Batwa populations and a higher proportion of T-helper cells in AG-Bakiga populations. Using linear models, we showed that 16.9% of genes were differentially expressed between populations (PopDE) in at least one experimental condition (FDR < 0.05) and we observed increased divergence between hunter-gatherers and farmers in the transcriptional response to viruses compared to that for bacterial stimuli. Using serological profiling, we showed that contemporary HG-Batwa and AG-Bakiga populations experienced differences in viral pathogens with increased burdens in the HG-Batwa population especially among DNA viruses and viruses transmitted through zoonosis such as filoviruses. To determine the impact of recent selection events on ancestral differences in gene expression we mapped 3,941 expression quantitative trait loci (eQTL). In these instances, genotypes are significantly correlated with differences in gene expression for variants within ±100KB of a gene of interest. We showed that around 34% of the transcriptional differences we observed are under genetic control. Specifically, we identified 475 PopDE genes for which cis regulatory variants explained > 75% ancestral effects on expression levels (FDR < 0.1). Finally, we showed that positive natural selection has helped to shape population differences in immune regulation. Unexpectedly, we found stronger signatures of recent natural selection in the rainforest hunter-gatherers, which argued against the popularized notion that shifts in pathogen exposure due to the advent of agriculture imposed radically heightened selective pressures in agriculturalist populations.Alors que les êtres humains se propagent à travers le monde, nous sommes confrontés à un fardeau constant de maladies infectieuses. Le mouvement vers de nouvelles écologies ainsi que les changements dans les pratiques culturelles ont changé le pathogène auquel les humains ont été exposé et ont fourni des opportunités pour l'émergence de nouveaux pathogènes. L'une de ces transitions a été la migration des populations de chasseurs-cueilleurs d'Afrique centrale hors de la forêt tropicale et dans les prairies environnantes. Cela a été suivi par la mise en place de pratiques agricoles entraînant une augmentation de la taille et de la densité des populations et un risque accru de zoonose résultant de la domestication des animaux. Ensemble, ces événements sont supposés avoir provoqué un profond changement dans l'environnement des agents pathogènes. Parallèlement, les populations de chasseurs-cueilleurs ont continué à être touchées par des agents infectieux leur permettant de demeurer dans une écologie de forêt tropicale, de maintenir des populations migratrices plus petites et de maintenir une stratégie de subsistance pour les chasseurs-cueilleurs incluant la consommation de plantes et d'animaux sauvages. À son tour, cette variation de l'environnement pathogène local peut jouer un rôle moteur dans la sélection naturelle chez les populations humaines et a probablement entraîné une diversité phénotypique du système immunitaire humain, les populations humaines s'étant adaptées aux environnements pathogènes locaux. Cependant, l'impact de ces divergences dans les stratégies d'écologie et de subsistance et le déplacement concomitant de la charge des agents pathogènes environnementaux a eu un effet sur l'évolution du système immunitaire humain.Nous présentons ici une étude comparative de la variation de la réponse transcriptionnelle des cellules mononucléées du sang périphérique (PBMC) aux stimuli bactériens et viraux entre les Batwa, un cueilleur chasseur de la forêt tropicale (HG-Batwa), et les Bakiga, une population d'agriculteurs (AG-Bakiga) d'Afrique centrale. Nous avons d'abord observé des différences dans la proportion de types de cellules comprenant des PBMC avec une plus forte proportion de monocytes dans les populations de HG-Batwa et une plus grande proportion de cellules T auxiliaires dans les populations d'AG-Bakiga. En utilisant des modèles linéaires, nous montrons que 16,9% des gènes sont exprimés de manière différentielle entre populations (PopDE) dans au moins une condition expérimentale (FDR <0,05) et nous avons observé une divergence accrue entre chasseurs-cueilleurs et agriculteurs dans la réponse transcriptionnelle aux virus par comparaison à ceux des stimuli bactériens. En utilisant le profilage sérologique, nous montrons que les populations contemporaines de HG-Batwa et d'AG-Bakiga connaissent des différences d'agents pathogènes viraux avec une charge accrue dans la population de HG-Batwa, en particulier parmi les virus à ADN et les virus transmis par zoonose tels que les filovirus.Pour déterminer l'impact d'événements de sélection récents sur les différences ancestrales d'expression génique, nous avons cartographié 3 941 locus d'expression à trait quantitatif (eQTL). Dans ces cas, les génotypes sont corrélés de manière significative avec les différences d'expression génique pour les variants de ± 100KB d'un gène d'intérêt. Nous montrons qu'environ 34% des différences de transcription observées sont sous contrôle génétique. Plus précisément, nous avons identifié 475 gènes PopDE pour lesquels des variants régulateurs cis peuvent expliquer plus de 75% des effets ancestraux sur les niveaux d'expression (FDR <0,1). Enfin, nous montrons que la sélection naturelle positive a contribué à façonner les différences de population dans la régulation immunitaire. De manière inattendue, nous avons trouvé des signatures plus fortes de la sélection naturelle récente chez les chasseurs-cueilleurs de la forêt tropicale
Non-thermal plasma discharges for methane reforming
No full textThis thesis presents the experimental study of non-thermal plasmas applied to methane reforming at atmospheric pressure. The resulting hydrogen-containing gas is studied as a potential fuel additive to increase chemical reactivity in gas turbine engine conditions. Reactivity control is proposed as a fuel flexibility technology for low calorific fuels and as a mean to operate in low emission conditions such as lean premixed combustion.The experimental section of the thesis is focused on the characterization of pulsed-powered non-thermal discharge plasmas as fuel reformers. The experimental reactor consists of a pin to plane plasma chamber designed to be optically accessible and to isolate the reacting gases from the surrounding air. The applied voltage pulse duration is on the order of 100 ns to prevent thermalization of the plasma channel and to decouple thermal energy from excitation energy delivered by the discharge. When a voltage pulse is applied to the pin electrode, two stable regimes are identified: a diffuse regime with a plasma that occupies most of the inter-electrode volume, and a filamentary regime with constricted spark-like filaments. The first regime operates at a maximum energy per pulse of 1.3 mJ with negligible conversion efficiency. On the contrary, the filamentary regime reaches a maximum energy per pulse of 13.9 mJ with conversion and energy efficiencies of 26.3 % and 19.7 % respectively. Both regimes have gas temperatures estimated to be near 500 K, and there is no correlation with respect to the energy per pulse. The results suggest that the more energetic filamentary regime is not heating the gas, but rather delivering the energy towards better conversion efficiencies.To study the individual contributions of reactant temperature, pulse repetition frequency, and energy per pulse on the reforming performance of the reactor, a new high voltage pulser was developed and a preheating system capable of reaching 800 K was added. Temperature estimations show that varying the energy per pulse has a minimal effect on the temperature of the gas, while increasing the frequency heats the gas up to 777 K. Increasing reactant temperature is shown to have a negligible effect, while increasing the pulse repetition frequency has the strongest effect on conversion and energy efficiency. Additionally, the best performance is observed in partial oxidation, reaching a maximum conversion efficiency of 68.2 % and an energy efficiency of 31.5 %.The obtained results demonstrate the applicability of nanosecond repetitively-pulsed discharges as methane reformers. Capable of producing mixtures with up to 29.7 % hydrogen, these discharges can be used to increase chemical reactivity in gas turbine engine conditions as shown by the numerical simulations. This conversion is not dependent on the reactant temperature, but rather on the total amount of energy deposited by the discharge. Additionally, increasing the repetition frequency of the discharge seems to have the largest increase in efficiency, pointing towards future optimization of plasma-assisted fuel reforming technologies.Cette thèse présente une étude expérimentale de plasmas non thermiques, appliqués à le reformage du méthane à pression atmosphérique. Le gaz obtenu, contenant de l'hydrogène, est étudié pour son potentiel en tant qu'additif pour carburant afin d'augmenter la réactivité chimique dans les conditions propres à un moteur à turbines à gaz. L'habileté à contrôler la réactivité est proposée comme technologie permettant une plus grande flexibilité dans le choix du carburant tels que des carburants à faible pouvoir calorifique et comme moyen pour opérer dans des conditions à faible émission telles que la combustion dans des mélanges pauvres méthane-air. La partie expérimentale de cette thèse étudie les caractéristiques et la performance de la décharge plasma non thermique, produite par une source pulsée, utilisée pour le reformage de carburant. Le réacteur expérimental consiste en un système d'électrodes "pointe-plan", contenu dans une chambre optiquement accessible mais qui n'expose pas le système à l'air ambiant. La durée de l'impulsion de la tension appliquée est de l'ordre de 100 ns pour empêcher la thermalisation du conduit plasma et découpler l'énergie thermique de l'énergie d'excitation délivrée par la décharge. Lorsqu'une impulsion de tension est appliquée à l'électrode en pointe, deux régimes stables sont identifiés: un régime diffus avec un plasma qui occupe la majorité du volume entre les électrodes et un régime filamentaire présentant des filaments serrés ressemblant à des étincelles. Le premier régime opère à une énergie maximale par impulsion de 1.3 mJ et a un rendement négligeable. Par contre, le régime filamentaire atteint une énergie maximale par impulsion de 13.9 mJ et présente un rendement de 26.3% et une efficacité énergétique de 19.7 %. La température du gaz des deux régimes se situe autour de 500 K et il n'y a pas de corrélation avec l'énergie par impulsion. Les résultats suggèrent que le régime filamentaire qui est plus énergétique ne réchauffe pas le gaz, mais que l'énergie délivrée est plutôt utilisée pour augmenter le rendement. Afin d'étudier les contributions individuelles de variables telles que la température des réactifs, la fréquence de répétition de l'impulsion et l'énergie par impulsion sur le procédé de reformage dans ce réacteur, un nouveau générateur d'impulsions à haute tension a été développé et un système de préchauffage capable d'atteindre 800K a été ajouté. Les températures estimées indiquent que l'énergie par impulsion a peu d'effet sur la température du gaz, tandis qu'augmenter la fréquence augmente la température du gaz jusqu'à 777 K. Il a été démontré que l'augmentation de la température des réactifs a un effet négligeable sur le reformage, tandis que l'augmentation de la fréquence de répétition de l'impulsion avait le plus fort effet sur la conversion et l'efficacité énergétique. De plus, la meilleure performance a été observée dans des conditions d'oxidation partielle, atteignant un rendement maximal de 68.2% et une efficacité énergétique de 25.6 %. Les résultats obtenus démontrent qu'il est possible d'utiliser des décharges soutenues par impulsions répétées de durée nanoseconde pour le reformage du méthane. Capables de produire des mélanges contenant jusqu'à 29.7% d'hydrogène, ces décharges peuvent être utilisées pour augmenter la réactivité chimique dans les conditions propres à un moteur à turbines à gaz tel que démontré dans les simulations numériques. Cette conversion ne dépend pas de la température des réactifs, mais plutôt de la quantité totale d'énergie délivrée par la décharge. De plus, l'augmentation de la fréquence de répétition de l'impulsion de la décharge semble causer la plus grande augmentation en efficacité, guidant ainsi des travaux futurs d'optimisation des technologies de reformage de carburant assistées par plasma
An edge-based galerkin formulation for thermo-chemical non-equilibrium flows
No full textThe present work extends the capabilities of a compressible Navier-Stokes solver into a thermo-chemical non-equilibrium hypersonic flow solver. Finite-rate chemistry and two-temperature thermal non-equilibrium solvers are implemented to account for the additional non-equilibrium processes. The spatial discretization uses an edge-based Finite Element formulation with flow stabilization achieved using a Roe scheme. The governing equations are solved numerically on both structured and unstructured grids. The steady-state solution is obtained by using an implicit integration in time. The present code is comprised of flow, chemistry, and thermal non-equilibrium solvers, developed primarily by Dario Isola, Jory Seguin, and the author, respectively. A loosely-coupled strategy is used in which each of the systems is solved separately via a generalized minimal residual (GMRES) method with an incomplete LU factorization (ILU) preconditioner provided by the PETSc library. Numerical experiments consisting of flows past blunt cones, cylinders, and spheres are performed to assess the accuracy and efficiency of the approach, and good agreement is found with solutions available in the literature. It is observed that mesh distributions are crucial for simulations on unstructured meshes, and anisotropic mesh optimization is successfully applied. A Jacobian-free Newton–Krylov (JFNK) solver with a lower-upper symmetric Gauss-Seidel (LU-SGS) preconditioner is developed for thermal equilibrium flows with frozen chemistry. The traditional LU-SGS formulation is enriched by including the contributions from viscous fluxes and boundary conditions. The performance of the JFNK solver is subsequently assessed and the enriched LU-SGS is found to be more robust and efficient than the Jacobi preconditioner and the original LU-SGS. Comparisons between JFNK with LU-SGS and GMRES with ILU are carried out and the results show that the present method, despite requiring more computation time, significantly reduces the memory footprint by half.Le présent travail étend les capacités d'un solveur Navier-Stokes compressible à un solveur hypersonique thermochimique hors-équilibre. Un solveur chimique à taux fini et un solveur thermique hors-équilibre à deux températures sont mis en œuvre pour tenir compte des processus supplémentaires hors-équilibre. La discrétisation spatiale est réalisée par la méthode des éléments finis avec un flux de stabilisation obtenu à l'aide du schéma de Roe. Les équations sont résolues numériquement sur des maillages structurés et non structurés. La solution à l'état d'équilibre est obtenue par une intégration temporelle implicite. Le présent logiciel comprend un solveur Navier-Stokes, un solveur chimique et un solveur thermique hors-équilibre, développés principalement et respectivement par Dario Isola, Jory Seguin et l'auteur. Une stratégie faiblement couplée est utilisée dans laquelle chacun des systèmes est résolu séparément via la généralisation de la méthode de minimisation du résidu (GMRES) avec un préconditionneur par factorisation incomplète (ILU) fourni par la bibliothèque PETSc. Une série d'expériences numériques sont effectuées pour évaluer la précision et l'efficacité de la méthode, y compris des écoulements autour d'un cône émoussé, d'un cylindre et d'une sphère. Une bonne concordance avec les solutions disponibles dans la littérature est obtenue. On constate que la distribution de mailles est cruciale pour les simulations sur des maillages non structurés et l'optimisation anisotrope du maillage est appliquée avec succès. Un solveur du type Newton – Krylov sans Jacobien (JFNK) avec préconditionneur Gauss-Seidel (LU-SGS) est développé pour les écoulements à l'équilibre thermique sous une condition chimique fixée. La formulation LU-SGS traditionnelle est enrichie par les contributions des flux visqueux et des conditions aux limites. Les performances du solveur JFNK sont ensuite évaluées et la formulation LU-SGS modifiée se révèle plus robuste et efficace que le préconditionneur de Jacobi et la LU-SGS traditionnelle. Des comparaisons entre le JFNK avec la LU-SGS et le GMRES avec l'ILU sont effectuées et les résultats montrent que malgré une légère augmentation de temps de calcul, la méthode actuelle réduit considérablement la mémoire utilisée avec une baisse allant jusqu'à la moitié
A data-driven design process including multiphysics for synchronous AC machines using high-performance computing
No full textOver the past century, electric machines have been used in many applications and sizes, ranging from washing machines and other home appliances to large pumps and fans within the industrial sector. Typical procedures for designing them have advanced from analytical formulations to the more recent finite element analysis for running physics simulations. This latter tool allowed motor designers to arrive at design solutions operating close to reality with minimal need of manufacturing hundreds if not thousands of electric machines. Despite the simulation benefits, only the electromagnetic performances are generally considered during a design process. Other physics, such as structural, acoustic and thermal, are usually ignored and only verified for a selected design. This assumption could lead to suboptimal solutions due to the tradeoffs among physical phenomena. Another issue is the increase in simulation time while incorporating multiphysics simulations in the design process. Depending on the modeling complexity, each motor simulation could take minutes or even hours to solve which can be problematic when thousands of designs are to be analyzed for different physics and operating points. Also, previous works often neglect using the simulated data to understand the underlying relationships among design performances and variables. In an optimization problem, only the final set of optimal solutions are analyzed which does not necessarily provide information on how they were achieved for re-use. To address these issues, this thesis proposes a multiphysics design process for synchronous AC machines using a data-driven approach. Each stage of the proposed process is explained using different case studies of a synchronous reluctance machine with a varying number of slots and rotor barriers. Upon setting the initial specifications, thousands of motor geometries are simulated using electromagnetics, structural, acoustics, and thermal analyses in days instead of months with the help of a high-performance computing system. A new methodology known as barrier mapping is then introduced which relates the design spaces of multiple-barrier rotors and systematically reduces their simulation time. Finally, the acquired multiphysics datasets are statistically analyzed for all their performances and variables before recommending various optimal designs for different priorities. Extracting design knowledge and guidelines can help a motor designer arrive at a more informed choice when analyzing results and selecting an optimal design. While this thesis focuses on electric machines, the presented multiphysics design process is applicable to any physical device.Au cours du siècle dernier, les machines électriques ont été utilisées dans de nombreuses applications et de nombreuses tailles, allant des machines à laver et autres appareils ménagers aux grandes pompes et ventilateurs du secteur industriel. Les procédures pour les concevoir sont évoluées des formulations analytiques à la plus récente analyse par éléments finis afin d'exécuter des simulations physiques. Ce dernier outil a permis aux concepteurs des moteurs de parvenir à des solutions de conception fonctionnant au plus près de la réalité avec un besoin minimal de fabrication des centaines, voire des milliers, des machines électriques.Malgré les avantages de la simulation, seules les performances électromagnétiques sont généralement prises en compte lors du processus de conception. Les autres aspects physiques, tels que structurel, acoustique et thermique, sont généralement ignorés et vérifiés uniquement pour une conception sélectionnée. Cette pratique pourrait mener à des solutions sous-optimales en raison des compromis entre les phénomènes physiques. Un autre problème est la durée de simulation augmentée lors qu'on incorpore des simulations multi-physiques dans le processus de conception. Selon la complexité de la modélisation, la résolution de chaque simulation de moteur peut prendre quelques minutes, voire plusieurs heures, ce qui pourrait poser un problème lorsque des milliers de conceptions doivent être analysées pour différents aspects physiques et points de fonctionnement. En plus, les ouvrages précédents négligent souvent l'utilisation des données simulées pour comprendre les relations fondamentales entre les variables et les indices de performance de conception. Dans un problème d'optimisation, seulement les dernières solutions optimales sont analysées, ce qui ne fournit pas nécessairement d'informations sur la façon dont elles ont été réalisées.Pour résoudre ces problèmes, cette thèse propose un processus de conception multi-physique pour les machines synchrones au courant alternatif en utilisant une approche pilotée par les données. Chaque étape du processus proposé est expliquée à l'aide de différentes études de cas d'une machine à réluctance synchrone avec un nombre variable d'emplacements et de barrières de rotor. Lors de la définition des spécifications initiales, des milliers des géométries proposées de moteur sont simulées à l'aide d'analyses électromagnétiques, structurelles, acoustiques et thermiques, en quelques jours au lieu de plusieurs mois, à l'aide d'un système informatique haute performance. Ensuite, une nouvelle méthodologie connue sous le nom de cartographie de barrière est introduite. Elle relie les domaines de conception des rotors à barrières multiples et réduit systématiquement leur temps de simulation. Finalement, les données multi-physiques acquises sont analysées statistiquement pour toutes leurs performances et variables avant de recommander divers modèles optimaux pour différentes priorités. Développer les connaissances et les directives de conception aiderait les concepteurs de moteur à faire un choix plus éclairé lors de l'analyse des résultats et de la sélection d'une conception optimale. Bien que cette thèse se concentre sur les machines électriques, le processus de conception multi-physique présenté sera applicable aux tous dispositifs physiques
The effect of vertical stratification and forest management on beetle (Insecta: Coleopters) and spider (Arachnida: Araneae) communities in a temperate forest
No full textForest canopies may harbour up to 50% of the world's diversity and since the canopy and forest floor have different architectures, the structure of arthropod assemblages may vary by stratum. This has implications for forest management since long-term logging practices can change the composition and structure of northeastern North American forests, and arthropods are sensitive to these differences. While canopy sampling is becoming more common, the interaction between forest management and vertical stratification in temperate forests in North America has remained relatively unexplored. The objective of this thesis is to explore and quantify the structure of arthropod communities in two strata within the context of forest management (time-since harvest and silvicultural technique). I used beetles (Coleoptera) and spiders (Araneae), important components of forest ecosystems, to test effects of vertical stratification and forest management effects on biodiversity and community structure. I collected 586 species of beetles and spiders, representing 11 137 individuals, over two field seasons in a deciduous hardwood forest in Southern Québec. Beetle diversity was influenced by height, with the understorey harbouring a higher abundance and species richness than the upper canopy. Spider diversity was not affected by height or forest management. Both beetle and spider community compositions were strongly affected by height, with each stratum supporting a different community. Beetle assemblages differed between forest management sites (both time-since harvest and silvicultural technique treatments), but this was largely influenced by the Latridiidae, the most commonly collected family. Spider assemblages did not change with forest management treatment. Responses were taxon dependent, at both the Order and Family level. I suggest that ongoing biodiversity assessments and future ecological work in temperate forests should include canopy sampling, as omitting it might lead to an inaccurate representation of forest systems. Forest management should also be limited in frequency (time-since harvest) and intensity (silvicultural techniques), since canopy closure seems to be an important factor in shaping arthropod communities.Les canopées forestières peuvent abriter jusqu'à 50 % de la diversité mondiale et comme la canopée et le sol forestier ont des architectures différentes, la structure des assemblages d'arthropodes peut varier selon la strate. Cela a des répercussions sur l'aménagement forestier puisque les pratiques d'exploitation à long terme peuvent modifier la composition et la structure des forêts du nord-est de l'Amérique du Nord, et les arthropodes sont sensibles à ces différences. Bien que l'échantillonnage du couvert forestier soit de plus en plus courant, l'interaction entre l'aménagement forestier et la stratification verticale dans les forêts tempérées en Amérique du Nord est demeurée relativement inexplorée. L'objectif de cette thèse est d'explorer et de quantifier la structure des communautés d'arthropodes en deux strates dans le contexte de la gestion forestière (temps depuis la récolte et technique sylvicole). J'ai utilisé des coléoptères (Coleoptera) et des araignées (Araneae), composantes importantes des écosystèmes forestiers, pour tester les effets de la stratification verticale et les effets de la gestion forestière sur la biodiversité et la structure des communautés. J'ai récolté 586 espèces de coléoptères et d'araignées, représentant 11 137 individus, sur deux saisons de récolte dans une forêt de feuillus à feuilles caduques du sud du Québec. La diversité des coléoptères a été influencée par la hauteur, avec le sous-étage abritant une abondance et une richesse en espèces plus élevées que le couvert supérieur. La diversité des araignées n'a pas été affectée par la hauteur ou la gestion forestière. La composition des communautés de coléoptères et d'araignées a été fortement influencée par la hauteur, chaque strate supportant une communauté différente. Les assemblages de coléoptères différaient d'un site d'aménagement forestier à l'autre (à la fois depuis la récolte et les traitements techniques sylvicoles), mais ils étaient largement influencés par les Latridiidae, la famille la plus fréquemment récoltée. Les assemblages d'araignées n'ont pas changé avec le traitement de gestion forestière. Les réponses dépendaient du taxon, tant au niveau de l'Ordre qu'au niveau de la Famille.Je suggère que les évaluations de la biodiversité et les travaux écologiques futurs dans les forêts tempérées devraient inclure l'échantillonnage du couvert forestier, car son omission pourrait conduire à une représentation imprécise des systèmes forestiers. L'aménagement forestier devrait également être limité en fréquence (temps écoulé depuis la récolte) et en intensité (techniques sylvicoles), car la fermeture du couvert forestier semble être un facteur important dans la formation des communautés d'arthropodes
Preliminary characterization of a high-pressure pulsed nanosecond nitrogen discharge
No full textThe Haber-Bosch process, responsible for the production of ammonia, has gained a lot of attention due to its high energy consumption and inefficiency. Fortunately, this has since motivated researchers to find an alternative. This Master's thesis focuses on the preliminary study of a high pressure nanosecond pulsed non-thermal nitrogen plasma with the intention of applying it to the production of ammonia. The highly energetic environment of a plasma together with the favorability of high pressure and low temperature conditions is stipulated to encourage the formation of ammonia. This study penetrates the unknown variability of plasmas above 1 atmosphere. The dual nanosecond pulser implemented in the work allows for the quick delivery of a high total potential. The fast rise time of the pulse inhibits the transition to spark, which is heightened at elevated pressures due to the increased collision frequency. The characterization of the plasma is performed with the analysis of time resolved images and of electrical diagnostics. It was found that with an inter-electrode gap of 1.5 mm and varying applied voltages a plasma was successfully generated from 1 to 10 am. The development of a primary and secondary streamer was observed for all conditions. As presumed increasing the pressure required higher applied voltages, from this the evolution of the discharges at varying conditions was compared according to the applied reduced electric fields. Increasing the electric field results in an increase in the time overlap between the two streamers and their light emission. The velocity of the streamer was compared to its dependence on pressure and it was found that as it increased the velocity decreased. Also observed was a rise in velocity at about 1 mm from the cathode. At and above 9atm the bridging of the inter-electrode gap is unrealized. It is believed that the streamers existed but were not captured by the optical system due to limitations of the intensified charged coupled device used to capture the plasma emission. Therefore, at these low intensities the surge in velocity is not documented and neither is the time overlap of the streamers. Overall, it is concluded that for this study increasing the pressure of a plasma has the same effect as increasing the distance between the electrodes.Le procédé Haber Bosch, utilisé pour la production d'ammoniac, attire beaucoup d'attention étant donné sa consommation énergétique élevée et son inefficacité. Cela a donc motivé les chercheurs à trouver une méthode alternative de production d'ammoniac. Cette thèse demaîtrise est une étude préliminaire d'un plasma non thermique à base d'azote à haute pression soutenu par des impulsions répétées de durée nanoseconde et serve à démontrer son utilisationpotentielle dans un procédé de production d'ammoniac.L'environnement hautement énergétique du plasma ainsi que la haute pression et la basse température forment les conditions nécessaires pour entraîner la formation d'ammoniac. Cette étude se concentre sur la variabilité des plasmas produits à des pressions au-dessus de 1 atm. Une source double impulsions nanosecondes utiliser dans ce projet permet la génération rapide d'un potentiel total élevé. Le temps de montée rapide de l'impulsion empêche la transition vers un modede micro-arcs, une telle transition tant amplifie à haute pression due à la fréquence de collisions plus élevée. Le plasma produit a été caractérisé en analysant des images obtenues à haute vitesse et des mesures électriques du système. Avec un espace inter-électrode de 1,5 mm et en variant le potentiel appliqué, un plasma apu être généré dans une plage de pression allant de 1 à 10 atm. Le développement d'un streamer primaire et secondaire a été observé à toutes les conditions étudiées. Tel qu'attendu, en augmentant la pression, il était nécessaire d'appliquer un potentiel plus élevé. Par conséquent, les décharges obtenues à différentes conditions ont été comparées selon leur champ électrique appliqué. Enaugmentant le champ électrique, la durée de chevauchement des deux streamers et leur intensitélumineuse augmente également. La vitesse de la décharge a aussi été étudiée en variant la pression. Il a été observé qu'avec une augmentation de la densité de particules, la vitesse du streamer diminue. De plus, la vitesse de la décharge augmente à une distance d'environ 1 mm de la cathode. Cependant, à une pression de 9 atm ou plus, la distance inter-électrode ne peut être comblée par le plasma. Nous croyons que les streamers se forment, mais ne peuvent être détectés étant donné les limites du dispositif à couplage de charge intensifié employé pour observer le plasma. Par conséquent, à basse intensité, l'augmentation de vitesse ni le chevauchement des streamers n'ont pu être rapportés. La conclusion principale de cette étude est que, pour ce système, l'augmentation de pression du plasma a le même effet que l'augmentation de la distance entre les électrodes