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De l’expérimentation à la preuve en mathématiques : étude de cas d’une situation issue de la recherche en optimisation combinatoire
No full textsoumis à la revue repère IREMInternational audienceDans cet article nous présentons un problème issu de la recherche contemporaine en mathématiques discrètes relatif à un problème d'empilement de jetons sur une grille rectangulaire. À partir de l'étude épistémologique, mathématique et didactique, nous déclinons ce problème sous la forme d'une Situation de Recherche pour la Classe. Nous montrons que la situation ainsi construite permet de travailler différentes composantes de l'activité mathématique en classe telles que l'expérimentation, la formulation et la validation qui sont pointées par les recommandations ministérielles et les curricula aussi bien en Suisse qu'en France comme étant les processus incontournables de la résolution de problèmes dans l'enseignement et l'apprentissage des mathématiques. Pour ce faire, nous proposons plusieurs exemples de productions d'élèves, aussi bien issus du primaire que du secondaire, en France et en Suisse, qui permettront d'illustrer la richesse de cette situation
Étude du rôle de la transition G1/S dans la sélection d'une forme de multicellularité simple chez Saccharomyces cerevisiae
No full textMulticellularity is present throughout the entire tree of life. It has appeared and has been fixed in the tree of life at least 25 times independently in evolution history. The formation of multicellular entities can be explained by simple mechanisms, either by clonal development or by aggregation of cells. However, it is not fully understood how these simple multicellular forms could be maintained or even selected. Multiple phenomena have been assumed to drive the selection of simple forms of multicellularity, but few experimental work has already tested those hypotheses. The Snowflake is a multicellular phenotype of Saccharomyces cerevisiae, genetically controllable in the laboratory by disrupting the ACE2 gene. This gene encodes a transcription factor that activates the enzymes that degrade a part of the cell wall known as the parietal septum at the end of mitosis, ensuring the physical separation of mother and daughter cells. This Snowflake phenotype associated with the ace2 mutation can be used in the laboratory to test the potential selective drivers of multicellularity, notably by carrying out competition experiments in co-culture with single-cell strains ACE2. My thesis work investigated the potential role of the genetic context of the G1/S cell cycle transition on the selection of the multicellular Snowflake form, focusing on the importance of the CLN3 and WHI5 genes. My results show that deletion of the CLN3 gene or overexpression of the WHI5 gene allows the selection of Snowflake ace2, at both phenotypic and genotypic levels. I have also shown that this selection is explained by a faster exit from stationary phase in the ace2 Snowflake context, and that this is not dependent on the multicellular phenotype, but rather on the ace2 genotype itself. Furthermore, my results show that this selective advantage in the cln3 context depends on the KSS1 gene, another target of the Ace2 transcription factor. Altogether, my results support the hypothesis that in some cases multicellularity could be selected not by conferring a selective advantage specific to the multicellularity itself, but rather as a passenger phenotype.La multicellularité est présente dans l’ensemble de l’arbre du vivant, elle est apparue et a été fixée dans l’arbre du vivant au moins 25 fois de manière indépendante dans l’histoire de l’évolution. La formation d’entités multicellulaires peut-être expliquée par des mécanismes simples, soit par développement clonal ou par agrégation. Cependant, les mécanismes expliquant le maintien et la sélection des premières formes de multicellularité ne sont pas complètement compris ou connus. De nombreuses hypothèses ont été proposées sur la nature des phénomènes biologiques pouvant favoriser la sélection de ces premières formes de multicellularité, mais peu de travaux expérimentaux ont permis de tester ces hypothèses. Le Snowflake est un phénotype multicellulaire de Saccharomyces cerevisiae, génétiquement contrôlable en laboratoire en interrompant le gène ACE2. Ce gène code pour un facteur de transcription qui active les enzymes dégradant en fin de mitose une partie de la paroi cellulaire appelée septum pariétal, ce qui assure la séparation physique des cellules mères et filles. Ce phénotype Snowflake des mutants ace2 peut être utilisé en laboratoire en tant que modèle pour tester les potentielles forces de sélection des premières formes de multicellularité, en réalisant notamment des expériences de compétitions en co-culture avec des souches unicellulaires ACE2. Mon travail de thèse a permis d’étudier le potentiel rôle du contexte génétique de la transition G1/S du cycle cellulaire sur la sélection de la forme multicellulaire Snowflake, en se concentrant sur l’importance des gènes CLN3 et WHI5. Mes résultats montrent que la délétion du gène CLN3 ou la surexpression du gène WHI5 permettent la sélection de Snowflake ace2, aussi bien à l’échelle du phénotype que du génotype. J’ai montré que cette sélection s’explique par une sortie de phase stationnaire plus rapide en contexte ace2 Snowflake, et que ce phénomène ne dépend pas du phénotype multicellulaire, mais plutôt du génotype ace2 en lui-même. De plus, mes résultats montrent que cet avantage sélectif en contexte cln3 dépend du gène KSS1, autre cible du facteur de transcription Ace2. Ensemble, mes résultats soutiennent l’hypothèse que la multicellularité pourrait dans certains cas être sélectionnée non pas en apportant un avantage sélectif propre au caractère multicellulaire, mais plutôt en tant que phénotype passager
Contrôle des champs thermiques et acoustiques par vibrothermographie pour la caractérisation non destructive multi-physique de matériaux par inférence bayésienne
No full textAmong non-destructive testing and evaluation (NDT&E) techniques, vibrothermography lies at the interface of two physical domains: acoustics and thermics. It consists of mechanically exciting a structure by means of acoustic waves. In the presence of a defect, or depending on the local thermomechanical properties (e.g., viscoelasticity), part of the mechanical energy induced by the waves is converted into thermal energy. The first part of this work focused on modeling the energy conversion phenomena between these two domains, on the one hand through an analytical approach, and on the other through finite element modeling. This understanding enabled the development of an initial methodology for controlling and dynamically displacing thermal sources within the material via acoustics. The second part of this work was dedicated to the development of inverse methods for property estimation. The objective is to obtain the parameters responsible for heating (defect characteristics or mechanical properties of the material) from the resulting fields measured on the surface (thermal or mechanical). Within this framework, several Bayesian methodologies were developed: a block-based approach relying on a Gibbs sampler, and two sequential approaches based on Kalman filtering and particle filtering. These algorithms made it possible to characterize both the viscoelastic components of an undamaged material, and to estimate the parameters of volumetric thermal sources in a damaged material. These results establish a novel methodology for the characterization of viscoelastic properties or localization of defects from vibrothermographic measurements. Both numerical and experimental applications illustrate the performance and limitations of these methods.Parmi les techniques d’évaluation et de contrôle non destructif (ECND), la vibrothermographie se situe à l’interface de deux physiques : l’acoustique et la thermique. Elle consiste à exciter mécaniquement une structure par l’acoustique. En présence d’un défaut, ou selon les propriétés thermomécaniques locales (viscoélasticité. . .), une partie de l’énergie mécanique induite par les ondes est convertie en énergie thermique. Une première partie du travail s’est concentrée à modéliser les phénomènes de conversion d’énergie entre ces deux physiques d’une part via une approche analytique et d’autre part par une modélisation par éléments finis. Cette compréhension a permis le développement d’une première méthodologie pour le contrôle et le déplacement dynamique des sources thermiques par l’acoustique dans le matériau. La seconde partie du travail s’est focalisée sur le développement de méthodes inverses pour l’estimation de propriétés. L’objectif est, à partir des champs résultants mesurés en surface (thermiques ou mécaniques), de remonter aux paramètres d’intérêt responsables de l’échauffement (caractéristiques du défaut ou propriétés mécaniques du matériau). Dans ce cadre, plusieurs méthodologies bayésiennes ont été développées : une approche par blocs, reposant sur un échantillonneur de Gibbs, et deux approches séquentielles fondées sur un filtrage de Kalman ou un filtrage particulaire. Ces algorithmes ont permis de caractériser d’une part des composantes viscoélastiques d’un matériau sain, et d’autre part d’estimer les paramètres de sources thermiques volumiques dans un matériau endommagé. Ces résultats s’inscrivent comme une nouvelle méthodologie de caractérisation de propriétés viscoélastiques ou de localisation de défauts à partir de mesures vibrothermographiques. Des applications numériques et expérimentales illustrent les performances et les limites de ces méthodes
The Curious U : Integrating Theories Linking Knowledge and Information-Seeking Behavior
No full textInternational audienceMany empirical studies have found a curvilinear (inverted-U) relationship between knowledge and curiosity, such that curiosity is induced when stimuli are neither unknown nor too familiar. While various theoretical accounts have been proposed to explain this phenomenon, no clear link between them have been delineated. In this Perspective, we review seven psychological accounts of the inverted-U relationship between knowledge and curiosity (“the U”) and provide a coherent framework integrating them. According to this framework, the U emerges as a consequence of the imperative to pursue learning progress and thus maximize knowledge. We show that some theories of curiosity address this issue by explicitly stipulating knowledge maximization as the computational objective, and learning-progress maximization as an optimal means of achieving it (i.e., normative theories). Other theories focus on psychological mechanisms or factors that drive curiosity (i.e., process theories). We propose that these process-theoretic mechanisms could also work in a manner that maximizes learning by signaling situations in which some relevant prior knowledge exists, but is incomplete. The implications of this framework for future theoretical work on curiosity and its connections to related phenomena are discussed
Introduction. La guerre en Ukraine, l’exil et les sciences sociales
No full textInternational audienc
Augmentation de la quantité d'information spatiale en microscopie plénoptique pour l'observation d'organoïdes
No full textVolumetric imaging is essential for the non-invasive observation of biological samples or industrial components. Such methods must possess optical sectioning capabilities, collecting light only from a specific point or plane while rejecting signals from other depths. Volume acquisition is typically achieved by axially translating the sample. However, this approach can be problematic for biological systems immersed in aqueous media, which cannot remain perfectly still during sample displacement. This is particularly true for organoids, which are multicellular aggregates that mimic certain organ functions in vitro.In this context, light field microscopy (LFM) emerges as a promising alternative, as it enables instantaneous 3D imaging through the insertion of a microlens array in the image plane of a microscope. This array captures angular information at each point of the sample; processing this 4D image then allows for the extraction of volumetric data.However, LFM faces a major limitation: the trade-off between spatial and angular resolution, due to the limited number of pixels on the sensors.The objective of this thesis is to overcome these limitations by developing an improved version of LFM, while increasing the spatial bandwidth product. This goal will be pursued through three specific objectives: (1) increase the amount of information captured in a single acquisition by replacing sample displacement with a remote scanning system, thereby expanding the field of view and improving spatial resolution; (2) develop a compact version of the system compatible with integration into an incubator; and (3) enable long-term imaging of organoids (over 15 days).L’imagerie volumétrique est essentielle pour l’observation non invasive d’échantillons biologiques ou de composants industriels. Ces méthodes doivent posséder des capacités de sectionnement optique, en collectant la lumière uniquement provenant d’un point ou d’un plan spécifique, tout en rejetant le signal issu d’autres profondeurs. L’acquisition du volume s’effectue généralement par déplacement axial de l’échantillon. Cependant, ce procédé peut s’avérer problématique pour les systèmes biologiques immergés dans des milieux aqueux, qui ne peuvent rester parfaitement immobiles durant ce déplacement. C’est notamment le cas des organoïdes, des agrégats multicellulaires reproduisant in vitro certaines fonctions d’organes.Dans ce contexte, la microscopie plénoptique (LFM) constitue une alternative prometteuse, car elle permet une imagerie 3D instantanée grâce à l’insertion d’un réseau de microlentilles dans le plan image du microscope. Ce réseau permet de capturer les informations angulaires à chaque position de l’échantillon ; le traitement de cette image 4D permet ensuite d’en extraire des données volumétriques.Cependant, la LFM présente une limitation majeure : le compromis entre résolution spatiale et angulaire, lié au nombre limité de pixels des capteurs.L’objectif de cette thèse est de dépasser ces limitations en développant une version améliorée de la LFM, tout en augmentant le produit bande passante spatiale. Trois objectifs spécifiques guideront cette démarche : (1) accroître la quantité d’informations capturées en une seule acquisition en remplaçant le déplacement de l’échantillon par un système de remote scanning, ce qui permettra d’élargir le champ de vue et d’améliorer la résolution spatiale ; (2) développer une version compacte du système, compatible avec une intégration en incubateur permettre l’imagerie d’organoïdes sur des périodes prolongées (> 15 jours)
Interventional neuroradiology in France in 2025: Scaling up expertise, access, and innovation
No full textInternational audienc
État des lieux des stratégies de prise en charge de l'insomnie chez l'adulte
No full textSleep, a fundamental physiological need, plays an essential role in maintaining physical, mental, and cognitive health. Understanding sleep through its architecture, functions, and circadian and homeostatic regulatory mechanisms helps us to grasp the complexity of insomnia. This disorder, defined by difficulty falling asleep, staying asleep, or waking up too early, represents a major public health issue. Multifactorial, it results from the interaction of biological, psychological, and environmental factors, and its diagnosis is based on a clinical evaluation supplemented by self-monitoring tools and specialized tests. Non-pharmacological approaches, such as sleep hygiene guidelines, cognitive behavioral therapy, and relaxation techniques, are considered first-line treatments. Additionally, natural alternatives, including herbal medicine, aromatherapy, and cannabidiol, offer promising options, despite limited clinical data. When these measures prove insufficient, pharmacological treatment may be considered: benzodiazepines and their related drugs, sedative antihistamines, melatonin, or orexin receptor antagonists, recently introduced as a new therapeutic class. This thesis presents an updated overview of current knowledge and strategies for managing insomnia in adults, integrating recent developments and national recommendationsLe sommeil, besoin physiologique fondamental, joue un rôle essentiel dans le maintien de la santé physique, psychique et cognitive. Sa compréhension, à travers son architecture, ses fonctions et ses mécanismes de régulation circadienne et homéostasique, permet d’appréhender la complexité de l’insomnie. Ce trouble, défini par une difficulté d’endormissement, de maintien du sommeil ou un réveil précoce, représente un enjeu majeur de santé publique. Multifactorielle, elle résulte de l’interaction de facteurs biologiques, psychologiques et environnementaux, et son diagnostic repose sur une évaluation clinique complétée par des outils d’auto-observation et des examens spécialisés. Les approches non médicamenteuses, telles que les règles d’hygiène du sommeil, les thérapies cognitivo-comportementales ou encore les techniques de relaxation, constituent la première étape de la prise en charge. En complément, des solutions naturelles, notamment la phytothérapie, l’aromathérapie ou le cannabidiol, offrent des alternatives intéressantes malgré des données cliniques encore limitées. Lorsque ces mesures s’avèrent insuffisantes, un traitement pharmacologique peut être envisagé : benzodiazépines ou leurs apparentés, antihistaminiques sédatifs, mélatonine ou antagonistes des récepteurs aux orexines, récemment introduits comme nouvelle option thérapeutique. Cette thèse présente un état des lieux actualisé des connaissances et des stratégies de prise en charge de l’insomnie chez l’adulte, intégrant les évolutions récentes et les recommandations nationales