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Nonsmooth modal analysis of a finite elastic bar subject to a unilateral contact constraint
No full textThis dissertation proposes a methodology to perform nonsmooth modal analysis of a simplified prototype system in the form of a finite elastic bar whose motion is unilaterally restricted by a rigid obstacle on the boundary. Mathematically, the problem reduces to finding periodic solutions to the well-known autonomous wave equation together with a switching mechanism between Dirichlet and Neumann boundary conditions. Closed-form expressions of such nonsmooth modes of vibration exist only under special simplifying assumptions. In a more general context, numerical techniques shall be employed to approximate them. Previous investigations have shown that the traditional Finite Element Method in conjunction with a time-stepping technique fails on approximating solutions to unilateral contact problems, for two main reasons: (1) numerical energy dissipation and dispersion are introduced, and (2) a questionable chattering phenomenon might arise at the contact interface. In the present work, the one-dimensional Wave Finite Element Method (WFEM) is instead utilized in the discretization of the governing wave equation. This approach is a shock-capturing Finite Volume Method capable of accurately simulating the propagation of discontinuous pressure waves without the above numerical issues, which is crucial for seeking unilaterally constrained periodic trajectories. Also, it should be noted that the WFEM does not require a supplementary impact law for the well-posedness of the problem. The contact constraints are enforced by switching the appropriate boundary conditions from Dirichlet (closed contact) to Neumann (open contact). A detailed study is conducted on two distinct settings: (1) an internally resonant bar and (2) a non-internally resonant bar. The internally resonant system satisfies a complete internal resonance condition, i.e. all natural frequencies are commensurate with the first one, which has drastic consequences on the nonsmooth modal analysis. Both settings are analyzed on three bar configurations: initially unstressed, initially grazing and initially prestressed. In line with shooting methods, nonsmooth modal analysis via the WFEM is expressed as a constrained power-like eigenvalue problem in terms of the initial conditions and the period of vibration. Numerical results show that the unilaterally constrained bar features sophisticated autonomous dynamics, involving main, subharmonic and internally resonant nonsmooth modes. In contrast to the linear system (without unilateral contact conditions) whose modes of vibration are standing harmonic waves, nonsmooth modes of vibration are shown to be periodic travelling shock waves generated by the unilateral contact constraints. The frequency-energy "nonlinear" spectrum reveals that the unstressed and prestressed settings undergo hardening and stiffening behaviours respectively. The initially grazing case mimics a linear spectrum exhibiting constant nonlinear natural frequencies distinct from the linear ones. A brief insight on the stability of nonsmooth modes is also provided. For the internally resonant bar, closed-form expressions are conjectured by first proving that the periodic motions that pertain to a nonsmooth mode must be piecewise linear functions of space and time. It is also shown that vibratory resonances of the periodically-driven system of interest embedding light structural damping are well predicted by nonsmooth modal analysis, as expected.Cette thèse propose une approche numérique afin de conduire l'analyse modale non-lisse d'un système prototype simplifié sous la forme d'une barre élastique finie dont le mouvement est unilatéralement restreint par un obstacle rigide sur la frontière. Mathématiquement, le problème se réduit à trouver des solutions périodiques à l'équation d'onde autonome avec un mécanisme de commutation entre les conditions aux limites de Dirichlet et Neumann, décrivant précisément la condition de non-pénétration.Les expressions analytiques de tels modes de vibration non-lisses existent seulement pour des hypothèses simplificatrices limitantes. Dans un cadre plus général, les techniques numériques doivent être exploitées. Des études antérieures ont montré que la méthode traditionnelle des éléments finis associée à une technique temporelle échoue à résoudre des problèmes de contact unilatéral, pour deux principales raisons: (1) la dissipation d'énergie et la dispersion numérique sont introduites, et (2) un phénomène dit de broutage, et discutable dans le cadre de la mécanique des milieux continus, pourrait survenir à l'interface de contact. Dans le présent travail, une technique appelée Wave Finite Element Method (WFEM) en une dimension d'espace est utilisée dans la discrétisation de l'équation d'onde. Cette approche est en fait une méthode de volumes finis capable de simuler avec précision la propagation d'ondes de pression discontinues sans les problèmes numériques évoqués ci-dessus, ce qui est crucial dans la recherche de trajectoires périodiques contraintes unilatéralement. En outre, il convient de noter que la WFEM n'exige pas de loi d'impact supplémentaire pour la bonne résolution du problème. Les contraintes de contact sont appliquées en commutant les conditions aux limites appropriées de Dirichlet (contact fermé) à Neumann (contact ouvert) et vice-versa. Une étude détaillée est menée sur deux systèmes distincts: (1) une barre avec résonance interne et (2) une barre sans résonance interne. Le premier satisfait à une condition de résonance interne complète, c'est-à-dire que toutes les fréquences naturelles linéaires sont en rapport avec la première, ce qui a des conséquences drastiques sur l'analyse modale non-lisse. Trois configurations de la barre sont précisées à l'équilibre: à jeu positif, jeu nul, et jeu négatif. En accord avec les méthodes de tir, l'analyse modale non-lisse par la WFEM est exprimée comme problème aux valeurs propres sous forme de puissance et avec contrainte, le tout selon les conditions initiales et la période de vibration. Les résultats numériques montrent que la barre contrainte unilatéralement possède une dynamique autonome sophistiquée, impliquant des modes non-lisses principaux, subharmoniques et à résonance interne. Contrairement au système linéaire (sans conditions de contact unilatéral) dont les modes de vibration sont des ondes harmoniques permanentes, les modes de vibration non-lisses sont des ondes de choc périodiques progressives générées par les contraintes de contact. Le spectre non-linéaire de fréquence-énergie révèle que les formes non-contrainte (jeu positif) et précontrainte (jeu négatif) subissent respectivement des comportements de raidissement et d'adoucissement. Le cas à jeu nul imite un spectre linéaire présentant des fréquences naturelles non-linéaires constantes mais distinctes des fréquences naturelles linéaires. Un bref aperçu de la stabilité des modes non-lisses est également fourni.Pour la barre avec résonance interne, des expressions analytiques des modes de vibration non-lisses sont conjecturées en prouvant d'abord que les déplacements périodiques qui appartiennent à un mode non-lisse doivent être des fonctions linéaires par morceaux de l'espace et du temps. De manière intéressante, il est montré que les résonances vibratoires du système d'intérêt périodique incorporant l'amortissement structural léger sont bien prédites par une analyse modale non-lisse, comme prévu
An investigation into using ionic liquids for rare earth mineral flotation
No full textRare earth elements (REE) have been utilized in many cutting-edge applications. Bastnäsite, a flurocarbonate rare earth mineral (REM), is one of the primary sources in REE production. Froth flotation is one of the most commonly applied techniques in REM processing, as well as for the mineral processing industry in general. A type of ionic liquid (IL), tetraethylammonium mono-(2-ethylhexyl)2-ethylhexyl phosphonate ([N2222][EHEHP]), has been investigated previously for REE solvent extraction, and was proven selective and effective. In this work, [N2222][EHEHP] has been investigated as a collector for REM flotation for the first time, with the results compared to quartz and hematite (two gangue minerals commonly associated with REM deposits). Zeta potential measurements and Fourier transfer infrared spectroscopy (FTIR) were used to investigate the surface chemistry of the minerals, the results of which were used to explain microflotation responses. Microflotation results suggest higher collecting ability of IL for quartz and hematite than for bastnäsite, which only showed appreciable recovery at pH 5 with 500 g/t IL. FTIR and zeta potential results suggest adsorption of the phosphonate group onto bastnäsite and hematite, likely through chemisorption; whereas for quartz, the high flotation recovery is likely due to weakly bonded ammonium moiety. To improve the separation efficiency, three depressants, sodium silicate, NorligH (a commercial depressant contains calcium lignin sulfonate), and manganese chloride were tested. Microflotation tests show that the tested depressants can significantly depress bastnäsite at all tested conditions, with limited impact on hematite and quartz. A synthetic mixture of three minerals was tested in bench scale flotation at pH 5 with sodium silicate. Results show that bastnäsite was selectively depressed, with the recovery of hematite and quartz remaining almost unchanged. A better separation could be achieved following such reverse flotation route, possibly with a higher collector dose and a more effective depressant. A pretreatment stage is suggested to reject some of the gangue minerals before flotation in order to improve separation efficiency.Les éléments des terres rares (ETR) sont utilisés dans de nombreuses domaines innovatives. Le Bastnaésite, un minéral des terres rares (MTR) fluorocarboné, est l'une des sources principales de production des ETR. La flottation par mousse est l'une des techniques les plus communément utilisées dans le traitement des MTR ainsi que dans l'industrie minéralurgique en général. Une liquide ionique (LI), le tetraethylammonium mono-(2-ethylhexyl)2-ethylhexyl phosphonate ([N2222][EHEHP]), a été étudiée auparavant pour l'extraction par solvant des ETR et s'est démontrée comme étant sélectif et efficace. Ce projet étudie l'utilisation du [N2222][EHEHP] comme collecteur pour la flottation des MTR. Les résultats sont comparés au quartz et à l'hématite (deux minéraux de la gangue couramment associés aux dépôts MTR). Des mesures du potentiel zêta et la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (IRTF) ont été utilisées pour étudier la chimie de surface des minéraux. Ces résultats ont été utilisés pour supporter des données de microflottation obtenus auparavant. Les résultats de microflottation suggèrent que la capacité de collecte du LI est plus élevée pour le quartz et l'hématite que pour le bastnaésite, qui n'a montré qu'une récupération appréciable à un pH de 5 avec 500 g/t de LI. Les résultats du potentiel zêta et de l'IRTF suggèrent une adsorption du groupe phosphonate sur le bastnaésite et l'hématite, probablement par le mécanisme de chimisorption, tandis que pour le quartz, la récupération élevée de la flottation est possiblement due au groupe de l'ammonium faiblement lié. Pour prouver l'efficacité de la séparation, trois dépresseurs ont été testés, soit le silicate de sodium, le NorligH (un dépresseur commercial contenant du lignine sulfonate de calcium) et le chlorure de manganèse. Les résultats des tests de microflottation montrent que les dépresseurs peuvent réduire considérablement le bastnaésite dans toutes les conditions testées, avec peu d'impact sur l'hématite et le quartz. Un mélange synthétique de trois minéraux a été testé par flottation en laboratoire à un pH de 5 avec le silicate de sodium. Les résultats montrent que le bastnaésite a été sélectivement diminué tandis que la récupération de l'hématite et du quartz est restée considérablement stable. Une meilleure séparation pourrait être obtenue en utilisant la méthode de la flottation inverse avec une dose de collecteur plus élevée et un dépresseur plus efficace. Une étape de prétraitement est proposée pour rejeter certains minéraux de la gangue avant la flottation afin d'améliorer l'efficacité de la séparation
Learning to discipline students in Montreal schools: An administrator's perspective
No full textUsing the lens of educational institutional ethnography, this dissertation explores how the disciplining of students is textually and socially organized in Montreal (Quebec) schools. This qualitative study investigates, first how school administrators learn to discipline students. Secondly, this research project considers how different stakeholders in schools (e.g., teachers, administrators, students and parents) view school discipline differently. Concentrating on the school administrators' description of the work they do on a daily basis in elementary and high schools, I used ethnographic data (interviews, textual analysis and journaling) to discover how discipline is organized and how administrators learn to do it and think about it in the ways that they do. Findings suggest that new vice-principals learn to do their work in action with the people they work with and through coaching from their principal, rather than simply basing their decision-making process on common sense and professional judgement as they initially suggested. The study also found that teachers play an important role in how students are disciplined in a school and have a tendency to favor exclusionary disciplinary measures when other measures have failed. Both of these findings bring about concerns for biases and discrimination against students with special needs and from visible minorities who could be targeted by these exclusionary disciplinary measures. Finally, the research project illuminated a disconnect between teachers and administrators' expectations in relation to disciplining students.En s'inspirant de la théorie de l'ethnographie institutionnelle en éducation, cette thèse explore comment la discipline des élèves est organisée textuellement et socialement dans des écoles montréalaises (au Québec). Cette étude qualitative enquête premièrement sur la façon dont les directeurs d'école apprennent à discipliner les élèves. Deuxièmement, ce projet de recherche tient compte de la façon que les nombreux partenaires de l'école (enseignants, directeurs, élèves et parents) considèrent différemment la discipline des élèves. En me concentrant principalement sur la description du travail fait au quotidien par les directeurs d'écoles primaires et secondaires, j'ai utilisé des données ethnographiques (entrevues, analyse textuelle et écriture d'un journal professionnel) pour découvrir comment la discipline était organisée, apprise et perçue par les différents partenaires. Les résultats suggèrent que les nouveaux directeurs-adjoints apprennent leur travail, incluant la discipline des élèves, en travaillant au quotidien avec leurs collègues et à travers le mentorat des directeurs avec lesquels ils travaillent étroitement, plutôt que d'utiliser le bon sens et leur jugement professionnel tel que suggéré au départ. L'étude a aussi démontré que les enseignants jouent un rôle très important dans la discipline des élèves dans une école et vont en arriver à préférer les moyens disciplinaires d'exclusion lorsque d'autres moyens de discipline progressive ont échoué. Ces deux résultats amènent des préoccupations par rapport aux jugements biaisés et à la discrimination envers les élèves à besoins particuliers et ceux de minorités visibles qui pourraient être visés par ces mesures disciplinaires d'exclusion. Finalement, ce projet de recherche démontre une discorde quant aux attentes des enseignants et celles des directeurs au sujet de la discipline des élèves
The effect of commodity index trading in agricultural futures markets: a factor-augmented vector autoregressive (FAVAR) approach
No full textCommodity index trading in futures markets is a relatively new investment strategy, whose consequences are yet to be fully understood. Hedge fund manager Michael Masters hypothesized that the long only, passive trading strategy of index traders leads to unwarranted price changes in futures markets, which then impacts the underlying commodity spot prices. The evidence from most empirical studies, however, has not been overwhelming. The consequences of commodity index traders could be considerable. However, unwarranted market regulation also comes at an administrative cost as well as a potential burden to market efficiency. This thesis takes a new approach to address the issue by estimating a Factor-Augmented Vector Autoregressive (FAVAR) model. A FAVAR model has the ability to incorporate a large data set into a traditional Vector Autoregressive (VAR) framework. Therefor the analysis benefits from the inclusion of additional market factors relevant in futures price formation. Models were developed for the following 10 agricultural commodities: corn, soybean, soybean oil, soybean meal, soft red winter wheat, hard red winter wheat, cotton, lean hog, feeder cattle and live cattle and estimated over the period of January 2006 to December 2017. The research does provide some evidence of a causal relationship between index trading and futures prices. It does not, however, appear to be the aggressive price mover some have claimed it to be.L'échange d'indice de matières premières sur les marchés à terme est une stratégie d'investissement relativement jeune et les conséquences de cette pratique ne sont encore que partiellement comprises. Le gestionnaire de fonds spéculatif Michael Masters a déjà formulé l'hypothèse que les stratégies d'investissement seulement long mènent à des changements indus du prix de ces indices, qui en retour affecte les cours au comptant sous-jacents. Cependant, peu de preuves empiriques sont venues soutenir cette déclaration. Les conséquences des échanges d'indices de matières premières pourraient être substantielles, toutefois, la règlementation de cette activité pourrait aussi engendrer des couts administratifs importants et affecter négativement l'efficacité des marchés. Ce mémoire propose une nouvelle approche pour adresser ce problème, soit l'estimation d'un modèle processus vectoriel autorégressif facteur augmenté. Ce permet de traiter de volumineuse base de données à l'aide d'un processus vectoriel autorégressif. Des modélisations ont été développées et estimées pour la période de janvier 2006 a décembre 2017 pour 10 types de produits agricoles: le maïs, le soja, l'huile de soja, la farine de soja, le blé de force rouge d'hiver, le blé tendre rouge d'hiver, le coton, le porc maigre, les bovins d'engraissement, le bétail sur pied. Cette analyse est bonifiée de l'inclusion de certains facteurs explicatifs supplémentaires pertinents pour le calcul des prix sur les marchés à terme. Les conclusions de cette étude viennent appuyer l'existence d'un lien causal entre l'échange d'indice et le prix des produits agricoles, mais viennent aussi nuancer les affirmations faites sur l'intensité avec laquelle le commerce des indices fait fluctuer les cours au comptant
Functional validation of morphological and gene expression changes related to metabolic adaptation in chemoresistant triple negative breast cancer cells
No full textTriple Negative Breast Cancer (TNBC) is the most aggressive subtype of breast cancer (ER-, PR-, or HER2-) and chemotherapy is the only treatment option, but 40% of patients in early TNBC stages do not respond to therapy and will develop chemoresistance. It is imperative to identify biomarkers that will help identify TNBC subpopulations' response to chemotherapy. An in vitro model of chemoresistance was generated in our lab by administering a single high dose of DOX to a TNBC cell line, MDA-MB-436. These DOX-resistant cells had an enrichment of lipid droplets (LDs) and fragmented mitochondria as revealed by electron microscopy. This correlated with increased copy number and/or overexpression of genes and proteins involved in mitochondrial fission (MFF), LD biogenesis (PLIN4), and lipid metabolism (PPAR). Moreover, inhibition of OXPHOS by oligomycin in DOXO-R cells had a greater impact on ATP production compared to parental cells, suggesting the mitochondria are functional and crucial for energy production in DOXO-R cells. Beta-oxidation of free fatty acids occurs in mitochondria, thus we hypothesized these morphological anomalies and gene expression changes indicate an adapted metabolism in DOXO-R cells that could confer survival and/or chemoresistance. This project aimed to determine the roles of MFF, PLIN4, and PPAR, in LD dynamics and metabolism and how they contribute to these phenotypes. We confirmed increased mRNA and protein expression of MFF, PLIN4, and PPAR. The hypothesis of altered mitochondrial dynamics in DOXO-R cells was supported by an increase of mitochondrial proteins (VDAC, PGC1), a decrease in regulation of fusion by OPA-1, and an increase in regulation of fission by p-MFF. PLIN4 was revealed as a marker of lipid droplets and is crucial to DOXO-R cell survival, as transient silencing via siRNA significantly reduced cell viability. PPAR regulates PLIN4 expression, and is likely not directly implicated in DOXO-R cell survival, but led us to investigate autophagy as a novel vulnerability of DOXO-R cells. Our work better defines the functional importance of morphological and metabolic changes as novel actors conferring survival benefits and chemoresistance in TNBC.Le cancer du sein triple négatif (TNBC) est le sous-type le plus agressif du cancer du sein (ER, PR ou HER2) et la chimiothérapie est la seule option de traitement, mais 40% des patients TNBC au stade TNBC précoces ne répondent pas au traitement et développent la chimiorésistance. Il est impératif d'identifier des biomarqueurs qui aideront à identifier la réponse des sous-populations TNBC à la chimiothérapie. Un modèle in vitro de chimiorésistance a été généré dans notre laboratoire en administrant une seule dose élevée de DOX à une lignée cellulaire TNBC, MDA-MB-436. Ces cellules résistantes à la DOX présentaient un enrichissement en gouttelettes lipidiques (LD) et en mitochondries fragmentées, révélées par microscopie électronique. Ceci est corrélé à l'augmentation du nombre de copies et/ou à la sur-expression des gènes et des protéines impliqués dans la fission mitochondriale (MFF), la biogenèse de la LD (PLIN4) et le métabolisme des lipides (PPAR). De plus, l'inhibition d'OXPHOS par l'oligomycine dans les cellules DOXO-R a eu un impact plus important sur la production d'ATP que sur les cellules parentales, ce qui suggère que les mitochondries sont fonctionnelles et cruciales pour la production d'énergie dans les cellules DOXO-R. Comme la bêta-oxydation des acides gras libres se produit dans les mitochondries, nous avons conçu l'hypothèse que ces anomalies morphologiques et les modifications de l'expression génique indiquent un métabolisme adapté dans les cellules DOXO-R qui pourrait entraîner la survie et/ou la chimiorésistance. Ce projet visait à déterminer les rôles du MFF, du PLIN4 et du PPAR dans la dynamique et le métabolisme des LD, ainsi que leur contribution à ces phénotypes. Nous avons confirmé une expression accrue de l'ARNm et des protéines de MFF, PLIN4 et PPAR. L'hypothèse d'une altération de la dynamique mitochondriale dans les cellules DOXO-R était soutenue par une augmentation des protéines mitochondriales (VDAC, PGC1), une diminution de la régulation de la fusion par OPA-1 et une augmentation de la régulation de la fission par le p-MFF. Le PLIN4 a été révélé comme un marqueur des gouttelettes lipidiques et il est crucial pour la survie des cellules DOXO-R, car le silençage transitoire via les ARNsi a considérablement réduit la viabilité cellulaire. PPAR régule l'expression de PLIN4 et n'est probablement pas directement impliquée dans la survie des cellules DOXO-R, mais nous a conduit à étudier l'autophagie comme nouvelle vulnérabilité des cellules DOXO-R. Nos travaux définissent mieux l'importance fonctionnelle des modifications morphologiques et métaboliques en tant que nouveaux acteurs conférant des avantages de survie et une chimiorésistance au TNBC
Essays in experimental economics
No full textThis dissertation is composed of three chapters describing economic experiments designed to study various aspects of the way people make investment choices.The first chapter describes experimental evidence supporting the main theoretical predictions about the effect of non-tradable risk, in the form of future income, on investment choices. The paper has three main results. The first one is a positive correlation between the willingness to take financial risk and the level of expected non-tradable income. The second one is a negative correlation between the willingness to face portfolio risk and income risk. The third finding is that a positive association between non-tradable income and financial returns makes investors less willing to take risks. These experimental results match the theoretical predictions. The second chapter reports the results from an online economics experiment with heads of households that explores the link between a sample of survey questions on a know-your-client survey form and several lab experiments measuring risk preferences and loss aversion. The first finding is that the lab instruments measuring risk preferences significantly predict responses to the risk questions on the survey form. By contrast, an experimental task measuring loss aversion does not predict responses to the loss questions on the form. Indeed, if anything, the risk instruments also predict most of the loss questions. The third chapter reports the results of an on-line economics experiment that explores the connections between real-life and laboratory investment behavior. The first finding is that financial literacy and confidence, and not education, help to explain real-life financial decisions, while exactly the opposite is true of the laboratory investment decisions. On the other hand, we find that trust explains real-life investment decisions that are not made independently, as well as behavior in the investment game under ambiguity. Thus, in the experiment, trust is the sole common thread connecting real-life behavior with laboratory behavior.Cette dissertation consiste en trois chapitres décrivant des expériences économiques conçues pour étudier divers aspects de la façon dont les gens font des choix d'investissement.Le premier chapitre décrit les données expérimentales appuyant les principales prédictions théoriques à propos de l'effet du risque non échangeable, sous la forme de revenu futur, sur les choix d'investissement. L'article a trois conclusions principales. La première est une corrélation positive entre la volonté de faire face au risque financier et le revenu non échangeable attendu. La deuxième est une corrélation négative entre la volonté de faire face au risque du portefeuille et le degré de risque sur le revenu futur. La troisième conclusion est qu'une association positive entre le revenu et les rendements financiers rend les investisseurs moins enclins à prendre des risques. Ces résultats expérimentaux reflètent les prédictions théoriques.Le deuxième chapitre rapporte les résultats d'une expérience économique en ligne dont les participants sont des chefs de ménages. L'article explore le lien entre les questions d'un formulaire de sondage de connaissance du client et plusieurs tests de laboratoire mesurant les préférences en matière de risque et l'aversion aux pertes. Le premier constat est que les instruments de laboratoire utilisés pour mesurer les préférences en matière de risque prédisent de manière significative les réponses aux questions sur les risques figurant dans le formulaire d'enquête. En revanche, une tâche expérimentale mesurant l'aversion aux pertes ne permet pas de prédire les réponses aux questions de perte sur le formulaire. En effet, le cas échéant, les instruments de risque prédisent également la plupart des questions de perte.Le troisième chapitre rapporte les résultats d'une expérience économique en ligne qui explore les liens entre le comportement réel et le comportement d'investissement en laboratoire. La première constatation est que la littératie financière et la confiance, et non l'éducation, aident à expliquer les décisions financières réelles, alors que c'est exactement le contraire des décisions d'investissement des laboratoires. D'autre part, nous constatons que la confiance explique les décisions d'investissement dans la vie réelle qui ne sont pas prises indépendamment, ainsi que le comportement dans le jeu d'investissement sous conditions d'ambiguïté. Ainsi, dans l'expérience, la confiance est le seul dénominateur commun qui relie le comportement de la vie réelle au comportement du laboratoire
Twilight zones: Women between the public and private spheres in postwar U.S. television, film, and radio
No full textThis project takes the idea of the "twilight zone" as a central organizing principle to examine ambiguous public and private spaces in popular representations of gender, the home, and the family in the postwar period. I argue that the intimate address of new media technologies—movies and radio, in their own ways, as well as television—creates an uncanny virtual space between the public sphere of commerce and entertainment and the private sphere of the home, reflecting a larger experience of social and spatial liminality for women. Through close readings of the science-fiction anthology TV program The Twilight Zone (1959-1964) and other popular texts, I position the evolving experience of narrative media—of being a subject of mediated entertainment and advertising—as emblematic of an in-between state that was the middle-class trauma of the postwar period. Formally and thematically, these texts dramatize social anxieties over the ambiguous position of women as uncompensated laborers in the developing consumer economy. This project initiates a historical poetics of television by tracing the development of formal conventions, their queer deviations, and systems of representation. My method of textual analysis aims to gain an understanding of the experience of narrative media as part of the everyday texture of an era.Ce projet prend l'idée de la «zone crépusculaire» comme principe organisateur central pour examiner les espaces publics et privés ambigus dans les représentations populaires du genre, du foyer et de la famille dans l'après-guerre. Je soutiens que l'adresse intime des nouvelles technologies médiatiques—les films et la radio, à leur manière, ainsi que la télévision—crée un espace virtuel étrange entre la sphère publique du commerce et du divertissement et la sphère privée de la maison, reflétant une expérience plus large de liminalité sociale et spatiale pour les femmes. Grâce à des lectures approfondies de l'émission télévisée d'anthologie de science-fiction The Twilight Zone (1959-1964) et d'autres textes populaires, je positionne l'expérience évolutive des médias narratifs—d'être un sujet de divertissement médiatisé et de publicité—comme emblématique d'un état intermédiaire c'était le traumatisme de la classe moyenne de l'aprèsguerre. D'un point de vue formel et thématique, ces textes dramatisent les angoisses sociales faceà la position ambiguë des femmes en tant qu'ouvrières non compensées dans l'économie de consommation en développement. Ce projet initie une poétique historique de la télévision entraçant le développement des conventions formelles, de leurs déviations queer et des systèmes de représentation. Ma méthode d'analyse textuelle vise à acquérir une compréhension de l'expérience des médias narratifs dans le cadre de la texture quotidienne d'une époque
Molecular and physiological responses of an oceanic diatom to copper deficiency
No full textCopper (Cu) is one of about ten known essential metals required for phytoplankton growth and a limiting resource in parts of the open sea. It functions primarily as a cofactor in key enzymes and redox proteins in photosynthesis and respiration and is involved in high affinity Fe uptake. Growth of marine diatoms is limited by Cu at environmentally-relevant concentrations, suggesting diatom production in the Cu-depleted ocean may be compromised. The molecular mechanisms of how diatoms respond to Cu deficiency and maintain cellular Cu homeostasis are not well known. This thesis examines molecular and physiological responses of an oceanic diatom, Thalassiosira oceanica 1005, to Cu deficiency and characterizes a Cu(I)-dependent uptake pathway. Proteomic analysis of T. oceanica identified Cu-regulated proteins involved in light harvesting, photosynthetic electron transport, carbon and nitrogen assimilation, fatty acid oxidation, and a putative Cu-binding transcription factor. Using RNAseq to explore the transcriptome of the same species, I validated the proteomic results and identified metabolic processes that were regulated by Cu. These included down-regulation of photosynthesis, nitrate assimilation and glycolysis and up-regulation of ammonium assimilation, pentose phosphate pathways, fatty acid metabolism and oxidative stress defense pathways. Acclimation to low Cu resulted in a slowing down of most cellular metabolic processes and an increase in stress defense systems to combat oxidative damage. A major finding of the thesis was that T. oceanica contains a Cu(I)-dependent uptake system that functions at limiting Cu concentrations and proceeds through a two-step reaction: extracellular Cu(II) reduction followed by Cu(I) internalization. Four CTR-type Cu(I) transporters were identified; two of which complemented a yeast Cu transport mutant and increased uptake rates of both Cu(II) and Cu(I). Two putative Cu reductase (FRE-type) genes were identified and shown to catalyze Cu(II) reduction. Inhibition of Cu(II) reduction and trapping Cu(I) produced by the reductase with a Cu(I)-complexing agent reduced Cu uptake rate and inhibited cell growth. Thus, the results provide the first experimental evidence for a Cu(I)-dependent Cu uptake pathway in Thalassiosira oceanica and show that Cu(II) reduction is a necessary first step in Cu uptake.Le cuivre (Cu) fait partie d'une dizaine de métaux essentiels qui sont requis pour la croissance de phytoplancton. Ce métal est aussi une ressource limitante dans certaines parties de l'océan. Il fonctionne principalement comme cofacteur à l'intérieur d'enzymes clés, ainsi que dans les protéines oxydo-réductrices, de la photosynthèse et de la respiration. De plus, il est impliqué dans l'assimilation du fer. La croissance de diatomées marines est limitée par le Cu retrouvé à des concentrations environnementales actuelles. Cela suggère que la production de diatomée dans un océan pauvre en Cu pourrait être compromise. Cependant, les mécanismes moléculaires de diatomées en réponse à des déficiences de Cu, ainsi qu'au maintien de leur homéostase cellulaire en Cu, sont mal compris. Ma thèse examine les réponses moléculaires et physiologiques de la diatomée océanique Thalassiosira oceanica 1005 à des déficiences de Cu, et caractérise une assimilation Cu(I)-dépendante. L'analyse protéomique de T. oceanica a identifié des protéines régulées par le Cu et impliquées dans le captage de lumière, le transport photosynthétique d'électrons, l'assimilation de carbone et d'azote, l'oxydation d'acides gras, ainsi que dans un facteur de transcription putatif qui lie le Cu. Utilisant RNAseq pour explorer le transcriptome de la même espèce, j'ai validé les résultats protéomiques et identifié les processus métaboliques régulés par le Cu. Ceux-ci incluent des inhibiteurs de photosynthèse, d'assimilation de nitrates et de glycolyse, ainsi que des activateurs d'assimilation d'ammonium, de voies de pentose phosphates, de métabolisme d'acide gras, et de voies de défense de stress oxydatif. Lorsque la diatomée s'acclimatait à des faibles concentrations de Cu, la majorité de ses processus métaboliques ralentissaient et les systèmes de défense du stress augmentaient pour combattre des dommages oxydatifs. Ma thèse a permis de découvrir la présence d'un système d'assimilation Cu(I)-dépendant chez T. oceanica qui fonctionne à des faibles concentrations de Cu. Ce système procède avec une réaction en deux temps : une réduction de Cu(II) extracellulaire suivie de l'assimilation du Cu(I). Quatre transporteurs de Cu(I) de type CTR furent identifiés; deux desquels complémentaient une levure mutante de transport du Cu, ainsi qu'augmentaient des taux d'assimilation du Cu(II) et Cu(I). J'ai identifié deux gènes réductases putatifs de Cu (type FRE) qui catalysent la réduction de Cu(II). La réductase qui utilise l'agent de complexation du Cu(I) trappe le Cu(I) et inhibe la réduction de Cu(II), menant à une réduction dans le taux d'assimilation du Cu ainsi qu'à une inhibition du développement cellulaire. Ainsi, ces résultats repoussent les limites de la frontière en recherche, car ils constituent la première évidence expérimentale de la voie assimilatrice du Cu Cu(I)-dépendante chez Thalassiosira oceanica et montrent que la réduction de Cu(II) est la première étape nécessaire dans l'assimilation du Cu
Multi-qubit entanglement and spin squeezing in cavity QED via two-photon driving
No full textWe present a generic cavity quantum electrodynamics (QED) set-up that can generate different types of strong multipartite entanglement. The proposed system is already accessible at the experimental level in different cavity QED architectures as it only involves a spin ensemble weakly coupled to a two-photon driven cavity. The first entangling scheme we propose, the dark-mode assisted protocol (DMAP), consists in transferring the squeezing from the cavity to the spin ensemble. The resulting spin squeezed state (with a Kitawaga spin squeezing parameter on the order of 10−2) has strong pairwise entanglement that is especially useful for quantum metrology. In a relatively short timescale (inversely proportional to the collective coupling strength), our scheme can almost reach the quantum Heisenberg limit (with a Wineland spin squeezing parameter close to 2/N), even for a few spins. Unlike one-axis twisting and two-axis countertwisting, the amount of spin squeezing generated by our scheme is not constrained by the number of spins. Our scheme is faster and doesn't suffer the oscillatory dynamics of one-axis twisting. We will also demonstrate how the DMAP can be analyzed as an adiabatic evolution even though achieving adiabaticity might seem impossible in our gapless system. In the second part of the thesis, we build on our previous work which showed that a two-photon drive can be used to simulate ultra-strong coupling in a standard cavity QED system where the cavity is weakly coupled to a single qubit. We extend this approach to a cavity weakly interacting with a spin ensemble and simulate the Dicke model, which is known to exhibit interesting quantum features such as strong entanglement and quantum phase transitions. The other entangling schemes we propose, make use of the simulated Dicke model: the realization of a Molmer-Sorenson gate, closely related to one-axis twisting, and the generation of large multipartite entangled cat-states. We demonstrate how our scheme can be used to prepare a remote entanglement protocol, a key ingredient in quantum information, where the weakly interacting Hamiltonian is used to grow a Greenberger–Horne–Zeilinger state which will then be transformed into an entangled-cat state by the simulated Dicke Hamiltonian. Finally we illustrate how our system can become an interesting platform to study superradiant phase transition and as well as the effects of squeezed input noise.Nous présentons une architecture générique en électrodynamique quantique en cavité (en anglais: QED), capable de cultiver différents types d'intrication quantique à plusieurs corps. Ce système, présentement accessible au niveau expérimental dans diverses architectures, nécessite seulement une interaction faible entre un ensemble de spins et une cavité soumise à un processus paramétrique à deux photons. Le premier protocole d'intrication que nous proposons, soit le protocole assisté par un état noir quantique (en anglais: DMAP), consiste à transférer la compression du champ intra-cavité vers l'ensemble de spins. L'état comprimé de spin résultant de ce procédé (avec un paramètre de Kitawaga sur l'ordre de 10-2) présente un enchevêtrement fort dans les différentes paires de spins, ce qui s'avère très utile dans le contexte de la métrologie quantique. Dans un temps de préparation relativement court (inversement proportionnel à la magnitude du couplage collectif), notre protocole permet d'atteindre pratiquement la limite quantique d'Heisenberg (avec un paramètre de Wineland près de 2/N), et ce même pour un faible échantillon de spins. Si la limite de compression générée par la torsion à un axe ou deux axes est contrainte par la taille de l'échantillon, notre protocole ne l'est pas en plus d'être plus rapide et de ne pas souffrir de la dynamique oscillatoire de la torsion à un axe. Nous allons aussi démontrer comment le DMAP se compare à une évolution adiabatique même si l'adiabaticité semble impraticable dans ce contexte. Dans des travaux précédents nous avons démontré qu'un processus paramétrique à deux photons peut être utilisé pour simuler un couplage très fort dans un system QED en cavity standard à interaction faible. Nous allons élargir cette technique au système présent pour simuler le modèle de Dicke, qui est reconnu pour ses propriétés quantiques intéressantes telles que la possibilité d'un enchevêtrement quantique important et des transitions de phases superradiantes. Les autres protocoles d'intrication que nous proposerons utilisent la simulation du modèle de Dicke, soit la réalisation de la porte de Molmer-Sorenson, intimement reliée à la torsion à un axe, et la culture de grands états de chat enchevêtrés. Plus spécifiquement nous proposerons un protocole d'intrication délocalisée, un ingrédient clé pour l'informatique quantique, où un état de Greenberger-Horne-Zeilinger sera préparé dans le système à interaction faible pour être ensuite transformé en un grand état de chat enchevêtré grâce au model simulé de Dicke. Finalement nous révèlerons notre système comme étant une plateforme intéressante pour étudier les transitions de phase superradiantes ainsi que leur dépendance sur le bruit quantique comprimé
The impact of wavelength in plant's response to extreme light-induced stress
No full textThe understanding of plant stress response is essential to develop crops that are capable of withstanding adverse growing conditions. Photosynthesis is the most important metabolic process in plants and is the one most impacted by abiotic stresses. Plants deal with extreme light conditions through the emission of energy in the form of heat, a process that helps to maintain photosynthesis efficiency, called non-photochemical quenching (NPQ). Although high-light stress response in plants is well understood, there is a lack of knowledge on how plants are affected by different wavelengths of light. Here, the hypothesis that plants undergo particular mechanisms in response to extreme high-intensity light under different wavelengths is explored at the physiological, protein, and mRNA levels. An experiment was performed to define the tomato (Solanum lycopersicum, Heinz H1706) leaf proteome changes under high-intensity red LED light (655 nm peak wavelength). In this study, a light-emitting diode set-up was built to create a single spot at 5,000 W m-2 irradiance with light gradients surrounding it. Three light stress level zones were formed: Burned (area under the spotted light), Limit (edge around the burned area), and Regular (area >1 cm from the burned section). The most impacted zone (Burned) was photo-bleached and highly dehydrated after the treatment, suggesting the death of the tissue. The proteins expressed in the leaves were extracted 10 days after the light treatment. A multiplex labeled proteomics method (iTRAQ) was carried on by 2D-LC-MS/MS. A total of 3,994 proteins were identified at 1% false discovery rate and matched additional quality filters. Hierarchical clustering analysis resulted in four types of patterns related to the protein expression, with one being directly linked to the increased LED irradiation. A total of 37, 372 and 1,003 proteins were found unique to the Regular, Limit and Burned samples, respectively. In this dataset, the proteins PsbS, PsbH, PsbR, and Psb28 presented high abundance in the Burned zone compared to other leaf zones (Limit, Regular and control). These proteins are directly involved in photoinhibition through NPQ or in the biosynthesis/assembly of PSII and their expression was further investigated. A second experiment was performed with a blue light (470 nm peak wavelength) treatment under the same LED set up, resulting in equal leaf zones. Photosynthetic parameters: NPQ, photochemical efficiency of PSII (Fv/Fm), and net photosynthesis rate (Pn) were measured under the red and blue light treatments. The measurements were taken after the light treatments and after the 10-days period of each treatment. A 3-fold NPQ value was detected on the blue light treatment compared to the red when measured after the light-induced damage. A comparative proteomics analysis between the red and the blue treatments was performed to explore the relative abundance of the key proteins, PsbS, PsbH, PsbR and Psb28. Although they presented high abundance in the Burned sample of the red treatment, their concentration was low in the corresponding blue Burned sample. To further explore the regulation control of the key proteins, the quantification of the psbs, psbr, psb28 and psbh transcripts was accessed through an RT-qPCR. An 8-fold transcript abundance increase of PsbS, a key protein in one of the different NPQ response strategies, was detected in the blue dataset. The low correlation between the protein and mRNA concentrations of PsbS in the blue treatment suggested a high regulation control at the mRNA level. Altogether, the results demonstrated that blue light induced a higher response of NPQ, which was continued by a strategy containing a high regulation of PsbS at the mRNA level. The red treatment response resulted in high concentrations of the PsbS, PsbH, Psb28 and PsbR proteins.Les plantes font face à des conditions de lumière extrêmes grâce à l'émission d'énergie sous forme de chaleur, un processus qui aide à maintenir l'efficacité de la photosynthèse, appelé extinction non photochimique (ENP). L'ENP est un procédé qui permet aux plantes d'émettre l'excédent de lumière sous forme de chaleur, soit une façon pour les plantes de gérer le stress lié à la lumière. Bien que la réponse au stress de lumière à haute intensité chez les plantes soit bien comprise, il existe des lacunes quant à la façon dont elles sont affectées par différentes longueurs d'onde. Ici, l'hypothèse que les plantes subissent des mécanismes différents en réponse à diverses longueurs d'onde de haute intensité est explorée aux niveaux physiologiques, protéomiques et transcriptomiques. Une expérience a été réalisée pour définir les changements du protéome sous diode électroluminescente (DEL) rouge à haute intensité. Trois zones de niveau de stress ont été formées : la zone Brûlée (zone sous le faisceau de lumière), la zone Limite (bord autour de la zone brûlée), et la zone Régulière. Le début d'une synthèse de chlorophylle a été observé après 10 jours. Les protéines exprimées dans les feuilles ont été extraites 10 jours après le traitement de lumière. Une méthode protéomique multiplex (iTRAQ) a été suivie par 2D-LC-MS / MS. Au total, 3994 protéines ont été identifiées à un taux de fausse découverte de 1% et correspondaient à des filtres de qualité supplémentaires. L'analyse de classification hiérarchique a abouti à quatre types de modèles liés à l'expression de protéines, l'un étant directement lié à l'irradiation des DEL. Un total de 37 protéines uniques ont été trouvées à l'échantillon régulier, contre 372 pour l'échantillon de la zone Limite et 1003 pour l'échantillon de la zone Brûlée. Les protéines PsbS, PsbH, PsbR et Psb28 avaient une abondance élevée dans la zone Brûlée par rapport aux autres zones foliaires. Ces protéines sont directement impliquées dans la photoinhibition via NPQ ou la biosynthèse/assemblage de PSII, et leur expression a été étudiée plus avant. Une deuxième expérience a été effectuée avec un traitement à la lumière bleue, ce qui a donné les mêmes zones de feuilles. Les paramètres de la photosynthèse, tels que l'ENP, l'efficacité photochimique du PSII (Fv/Fm) et le taux de photosynthèse (Pn), ont été mesurés sous les traitements à la lumière rouge et bleue. Les mesures ont été prises après les traitements et après une période de 10 jours après chaque traitement. Une augmentation de 3 fois de l'ENP a été détectée lors du traitement à la lumière bleue (BLT) par rapport à la RLT, mesurée après les dommages dus à la lumière. La différence entre les traitements de lumière a été étudiée au niveau des protéines. Une analyse protéomique comparative entre RLT et BLT a été réalisée pour explorer l'abondance relative des protéines clés, PsbS, PsbH, PsbR et Psb28. Bien que ces protéines aient présenté une abondance élevée dans l'échantillon Brûlé de RLT, leurs concentrations étaient faibles dans l'échantillon BLT Brûlé correspondant. Pour étudier le contrôle de la régulation des protéines clés, la quantification des transcrits psbs, psbr, psb28 et psbh a été obtenue via un RT-qPCR. Les résultats ont démontré que les transcrits de la protéine PsbS, une protéine clé dans l'une des différentes stratégies de réponse aux ENP, étaient huit fois plus abondants dans les conditions BLT. Le désaccord entre les concentrations de protéines et des niveaux d'ARNm de PsbS dans le BLT suggère un contrôle de régulation au niveau transcriptionnel. En conclusion, les résultats démontrent que les traitements par BLT induisent une réponse plus élevée d'ENP, suivie d'une régulation élevée de PsbS au niveau de l'ARNm. La réponse au traitement par RLT était plutôt impliquée par de fortes concentrations de PsbS, PsbH, Psb28 et PsbR