CorpusUL Université Laval
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Modélisation, commande et observation du séchage par lit fluidisé de granules pharmaceutiques
No full textLa fabrication de comprimés pharmaceutiques par granulation humide a typiquement recours aux lits fluidisés pour le séchage des particules. Encouragée par les agences réglementaires, l'industrie a entamé une migration vers la production continue et automatisée, mais les procédés discontinus (batch) opérés sans rétroaction, excepté un contrôle qualité en fin de cycle, demeurent largement majoritaires dans le secteur. Dans le cas des séchoirs à lit fluidisé, cette approche occasionne plusieurs complications comme le sous-séchage, le surséchage et la surchauffe des granules thermosensibles, qui peuvent conduire au rejet du lot. Toutefois, la commande avancée et la production en continu peuvent réduire les problèmes d'opération. Ce projet de recherche concerne donc l'automatisation du séchage par lit fluidisé ou, plus spécifiquement, sa modélisation, sa commande et son observation. La conception et la comparaison de diverses stratégies d'estimation et de contrôle nécessitent d'abord un modèle mathématique représentatif du procédé. Pour y parvenir, une identification « boite grise » estime les paramètres empiriques d'une description phénoménologique à deux phases du lit fluidisé à partir de données expérimentales et un second lot de données valide les simulations qui en résultent. Cet ouvrage évalue ensuite la commande prédictive linéaire, non linéaire et économique sur le simulateur calibré. L'étude explore aussi les filtres de Kalman standard et non parfumé, ainsi que l'estimateur à fenêtre glissante, comme capteur virtuel de teneur en eau des particules, le principal indicateur de qualité au séchage. La première partie de cette thèse se concentre sur les séchoirs verticaux discontinus, et la deuxième, sur un nouveau prototype de réacteur horizontal entièrement continu. Les résultats de cette recherche confirment les avantages indéniables de ces technologies, soit un contrôle serré de la qualité du produit, et une diminution des coûts et de l'empreinte environnementale des opérations.Manufacturing pharmaceutical tablets through wet granulation typically relies on fluidized bed drying for the particles. Advocated by regulatory agencies, the industry initiated a paradigm shift towards fully continuous and automated production, but batch processes operated without feedback, except a quality control at the end of the cycle, still prevail in the sector. For the case of fluidized bed dryers, this approach results in several issues like under drying, over drying, overheating of thermosensitive granules, that can lead to the rejection of the batch. However, advanced control and continuous processing can reduce the operational hurdles. This research project investigates the automation of fluidized bed drying or, more specifically, its modeling, control and observation. The design and comparison of various estimation and feedback strategies first require a representative mathematical model of the process. For this, a grey-box identification estimates the empirical parameters of a two-phase fluidized bed description from experimental data, and a second dataset validates the resulting simulations. This work then investigates linear, nonlinear, and economic model predictive control on the calibrated simulator. The study also explores the standard and unscented Kalman filter, and the moving-horizon estimator, as soft sensors for the particle moisture content, a critical quality attribute at drying. The first part of this thesis focuses on vertical batch dryers, and the second one, on a new prototype of a fully continuous horizontal reactor. The results of this research confirm the undeniable advantages of those technologies, namely a tight control of the product quality, and reductions in the costs and the environmental footprint of the operations
Perception des impacts sociaux et environnementaux des navires de croisière à quai à Québec
No full textL'industrie des croisières, dont la croissance s'appuie notamment sur des navires d'une capacité de plusieurs milliers de passagers, modifie l'environnement quotidien des résidents qui reçoivent ces navires et ces visiteurs. Ces résidents sont une composante fondamentale de l'attractivité des destinations touristiques. La prise en compte de leur perception est essentielle afin d'assurer un développement durable et équitable de leur milieu de vie et de l'industrie touristique. En connaissance de cause, l'étudiant chercheur s'est intéressé au cas de la Ville de Québec, ville qui a vu croître cette industrie de façon marquante au cours des dernières années. L'objectif principal de ce mémoire de maîtrise, qui se veut une recherche exploratoire sur le sujet, est d'identifier et de déterminer comment les résidents en périphérie des installations portuaires de croisière de Québec perçoivent les effets des bateaux de croisière dans leur environnement quotidien. Pour y parvenir, des résidents de la périphérie des installations portuaires de croisière de la Ville de Québec ont été invités à identifier et classer les impacts sociaux, environnementaux et économiques qu'ils perçoivent. La technique des groupes nominaux, des questionnaires et des entretiens individuels ont été utilisés à cette fin. Le transfert des connaissances acquises fait également partie des objectifs poursuivis. Pour le Port de Québec, partenaire du projet, ce projet s'inscrit dans une démarche de développement durable qui vise, entre autres, à favoriser les partenariats avec la communauté et à mettre en œuvre les bonnes pratiques en matière de cohabitation ville-port.The cruise industry, whose growth relies on ships with capacities of several thousands of passengers, is changing the daily environment of the residents who receive these ships and visitors. These residents are a fundamental component of the attractiveness of tourist destinations. Taking their perception into account is essential in order to ensure sustainable and equitable development of their living environment and of the tourism industry. Knowing this, the student researcher became interested in the case of Quebec City, a city that has seen this industry grow significantly in recent years. The main purpose of this thesis -which aims to be exploratory research on the subject - is to identify and determine how residents on the outskirts of Quebec City cruise port facilities perceive the effects of cruise ships in their daily environment. To achieve this, residents of the outskirts of Quebec City cruise port facilities were asked to identify and rank the social, environmental and economic impacts they perceive. The nominal group technique, questionnaires and individual interviews were used for this purpose. The transfer of acquired knowledge is also one of the pursued objectives. For the Port of Quebec, a project partner, this research is part of a sustainable development approach that aims, among other things, to promote partnerships with the community and to implement good practices in terms of city-port cohabitation
Le droit et les expressions artistiques : quelle place pour la morale?
No full textLe mémoire a pour objectif de déterminer la position de l'encadrement juridique face aux expressions artistiques. Ainsi, il s'agit de déterminer les implications de la morale dans le droit entourant les expressions artistiques. Plus précisément, il conviendra de déterminer, si à l'aune de la jurisprudence et des textes en vigueur, le droit se présente comme un protecteur des expressions artistiques face à des attaques teintées de la morale. Ainsi, toutes les expressions artistiques seront prises en compte afin d'étudier l'amplitude de la liberté de création et les différences de traitement que chacune implique. Dès lors, l'angle de la propriété industrielle sera laissé de côté pour se focaliser sur ces expressions artistiques. En effet, sans nier l'implication de la morale dans le domaine de la propriété industrielle ; ces limitations ne feront pas l'objet d'une étude. Selon le constat réalisé, le projet de recherche a pour objectif de présenter des solutions ou de rappeler l'existence de dispositifs existant et permettant d'isoler morale et art. Notamment, le droit positif offre des outils pertinent afin de plaider en faveur des expressions artistiques tels que le droit d'auteur, la fiction qui a un régime favorable devant les tribunaux, les libertés fondamentales mais aussi la théorie de l'autonomie de l'art. De plus, le projet de recherche s'inscrit dans une dynamique de droit comparé entre le système juridique Français et Canadiens. Cette approche comparée permettra de mettre en lumière des causes communes de limitation de la liberté de création et des mécanismes communs. De même, l'étude de la jurisprudence et de la doctrine des deux pays sera l'opportunité de découvrir des solutions aux limitations excessives à la liberté de création
On the use of pulsed thermography signal reconstruction based on linear support vector regression for carbon fiber reinforced polymer inspection
No full textThis study introduces and evaluates a new approach to reconstruct image sequences acquired during non-destructive testing by pulsed thermography. The proposed method consists of applying two linear support vector regressions to model the evolution of the data from both a spatial and temporal point of view. Each regression vectors will map the data with the number of pixels and the number of frames using convex optimisation. Then the regression vectors are used to predict a more robust representation of the data, thus reconstructing the sequence. The proposed method has been applied to data related to a reference sample of carbon reinforced fibre with known defects. This approach was evaluated on a sequence with severe non-uniform heating and was compared with state-of-the-art methods. Despite being sensitive to nonuniform heating, the proposed method provided a higher CNR score on smaller defects, compared with state-of-the-art methods. For the shallowest defects it shows better performance in term of contrast reconstruction compared to partial least-squares thermography (PLST). It also outperforms principal component thermography (PCT), and thermographic signal reconstruction-PCT (TSR-PCT) for defects located at a depth of 0.6 mm and 0.8 mm below the surface
La santé reproductive des femmes travailleuses du sexe de l'Afrique de l'Ouest : survol des facteurs de risque, de la survenue, des issues et des intentions entourant les grossesses
No full textL'objectif principal de cette thèse est de brosser un portrait de la santé reproductive des femmes travailleuses du sexe (FTSs) de l'Afrique de l'Ouest (Bénin et Mali) afin d'informer les décideurs et ainsi d'adapter les programmes qui assurent des services au sein de cette population vulnérable. Cette démarche vise à prévenir la mortalité maternelle en évitant les grossesses non désirées et en accompagnant et ciblant les femmes qui désirent des grossesses pendant la pratique du travail du sexe. Pour ce faire, trois objectifs spécifiques ont été définis. Premièrement, faire un survol des facteurs de risque associés aux grossesses lors de la pratique du travail du sexe. Deuxièmement, quantifier la survenue des grossesses et leur issue avant et pendant cette pratique du travail du sexe. Finalement, déterminer les intentions qui entourent les grossesses et l'association entre leur survenue et cette intention. Tout d'abord, notons que les facteurs de risque ont été identifiés à l'aide d'une régression de Poisson avec équation d'estimation généralisée et d'une sélection descendante des facteurs de risque. Les principaux facteurs associés aux grossesses et identifiés dans le cadre de cette thèse sont : le jeune âge des FTSs, pratiquer le travail du sexe depuis plus de deux ans et avoir un petit ami. Le devis transversal de cette analyse ne permet pas de tenir compte de la temporalité ni d'évaluer une association causale potentielle. La grande taille de l'échantillon et la représentativité de celui-ci permettent la transférabilité des résultats à la population générale des FTSs. De plus, la comparaison des issues de grossesses avant et après la pratique du travail du sexe a été faite à l'aide du khi carré de McNemar, et le calcul des taux d'incidence à l'aide d'un modèle linéaire généralisé et d'imputations multiples. L'évaluation de la survenue des grossesses a permis d'identifier que le taux d'incidence de grossesse était deux fois plus élevé avant la pratique du travail du sexe que pendant. Enfin, le taux d'avortement est beaucoup plus élevé pendant la pratique du travail du sexe. Le sujet très sensible des grossesses et l'illégalité des avortements entraînent nécessairement une sous-estimation de l'incidence des grossesses et du taux d'avortement. Le fait que des professionnelles de recherche formées aient questionné les femmes dans des cliniques consacrées aux FTSs a aidé à diminuer ces biais. Finalement, la distinction entre les grossesses survenues avant et pendant la pratique du travail du sexe a permis d'avoir une vision plus claire du taux d'incidence associé à ce travail, évitant ainsi des biais d'information. Enfin, des données longitudinales récoltées sur une période d'un an ont été utilisées pour mesurer l'association entre l'intention d'avoir une grossesse et la survenue d'une grossesse pendant la pratique du travail du sexe. L'intention d'avoir une grossesse a été évaluée au recrutement et à six mois à l'aide d'une mesure multidimensionnelle prospective développée et validée pour l'étude. La survenue de grossesse a été mesurée à l'aide d'un test d'urine et d'une question rétrospective à six et 12 mois. L'intention a été définie en trois catégories afin de tenir compte de l'ambivalence, et a été mesurée prospectivement. L'association a été mesurée à l'aide d'un modèle à risque proportionnel de Cox, et la mesure de l'intention a été validée à l'aide d'une analyse hiérarchique par grappe (clustering). L'inverse de probabilité de censure a aussi été utilisé afin de tenir compte des femmes perdues au suivi. Une femme sur six désire un enfant dans les six prochains mois, et ce, malgré la pratique du travail du sexe. Une sur quatre est ambivalente. Trois sur cinq ne veulent pas devenir enceintes. Selon l'intention, la survenue d'une grossesse augmente de façon proportionnelle. Les données sont autorapportées et donc sujettes à la désirabilité sociale, alors que les pertes au suivi ont diminué la capacité de détecter une association, bien qu'une tendance semble présente. En conclusion, malgré la pratique du travail du sexe, il n'est pas rare qu'une femme désire avoir un enfant. En dépit de cette réalité, le taux d'incidence des grossesses reste deux fois plus élevé avant la pratique du travail du sexe. Par contre, les avortements s'avèrent plus fréquents « pendant ». Les femmes qui tombent enceintes pendant la pratique du travail du sexe, sans regard à l'intention, semblent plus vulnérables.The main objective of this thesis was to gather information on the reproductive health of West African (Benin and Mali) female sex workers (FSWs). This knowledge will inform policymakers and help adapt the programs that provide services to this vulnerable population. This process aims at reducing maternal mortality by preventing unwanted pregnancies while identifying and supporting women who want a pregnancy during their sex work practice. To do so, three objectives were defined. Firstly, to provide an overview of the risk factors associated with pregnancy during sex work practice. Secondly, to quantify pregnancy occurrence and its outcomes before and during sex work practice. Finally, to identify the intentions surrounding the pregnancies and evaluate the association between pregnancy occurrence and intention. In the first place, the risk factors were identified using Poisson regression with Generalized Estimating Equations and robust variance. A backward selection was used. The principal risk factors associated with pregnancies and identified in this thesis were, younger age, practicing sex work for more than two years and having a boyfriend. The cross-sectional design did not allow to take the temporality into account and to evaluate the potential causal association. The results could be transferred to the FSWs' general population because of the large sample size and its representativeness. In the second place, a comparison between pregnancy outcomes occurring before and during sex work practice was carried out using McNemar chi-square. In addition, general linear models with multiple imputations were used to estimate and compare the incidence rate of pregnancy before and during sex work practice. The pregnancy incidence rate was twice higher before than during sex work practice. Moreover, the abortion rate was higher during sex work practice. The sensitivity surrounding pregnancy and the illegal aspect of abortions may lead to an underestimation of pregnancy occurrence and abortion rate. To minimise such biases, FSWs were recruited and interviewed at FSW-friendly clinics by trained research professionals. Finally, the distinction between pregnancies occurring before and during sex work practice allows a clearer evaluation of the incidence rate associated with sex work practice and prevents information biases. In the third place, the estimation of the association between pregnancy intention and pregnancy occurrence during sex work practice was evaluated using longitudinal data over a one-year period. The intention to become pregnant was assessed at baseline and at six months using a multidimensional measure specifically developed and validated for this study. Pregnancy occurrence was measured with a urine test and retrospective questions at six and twelve months. A Cox proportional hazard model was used to quantify the association and a cluster analysis to corroborate the multidimensional measure of pregnancy intention. Losses to follow-up were considered using the inverse of probability of censoring weights. One out of six women wanted a child in the next six months despite practicing sex work, one out of four was ambivalent and three out of five did not want to get pregnant. Pregnancy intention was measured prospectively and defined using three categories to include the ambivalence. The pregnancy occurrence increased proportionally to the intention level. Data were self-reported and could thus have entailed a social desirability bias. Losses to follow-up could have decreased the statistical power preventing the capability to detect a significant association even though a trend seemed to be present. In conclusion, it is not infrequent that women desire children although practicing sex work. Despite this reality, the pregnancy incidence rate was twice higher before sex work practice and abortions more frequent during sex work. Finally, women who face a pregnancy while practicing sex work seem more vulnerable
Évaluation de l'efficacité d'un nouvel ajout cimentaire alternatif (aluminosilicate) pour contrecarrer la réaction alcalis-silice dans le béton
No full textLa réaction alcali-silice (RAS) reste un problème majeur de durabilité du béton. Plusieurs chercheurs ont étudié l'utilisation d'ajouts cimentaires (AC) et de certains résidus industriels comme mesure fiable pour contrôler l'expansion associable à la RAS dans le béton. Les ajouts cimentaires ont également été utilisés comme outil pour réduire l'impact environnemental de la production du ciment. À cette fin, des granulats réactifs ont été sélectionnés et combinés à différentes proportions de résidus d'aluminosilicate (SiAl) produits lors d'un processus industriel visant l'extraction du lithium dans un cadre d'exploitation minière. Des éprouvettes de barres de mortier (AMBT) et de prismes miniatures du béton (MCPT) ont été préparées avec différentes proportions de SiAl (10%, 15%, 20%, 25%, 30% et 40% de remplacement massique du ciment - systèmes binaires), de même qu'en combinant des proportions de SiAl avec des ajouts cimentaires conventionnels comme des cendres volantes (CV), du laitier de haut fourneau (LHF) et de la fumée de silice (FS) dans des mélanges ternaires, et ce afin d'évaluer l'expansion de la RAS conformément aux essais accélérés CSA A23.2-25A/28A et AASHTO T 380-19. Les résultats d'essais réalisés sur éprouvettes de béton (essai MCPT) ont montré une diminution de 82 à 89% de l'expansion aux échéances critiques pour les spécimens incorporant 15 à 25% de SiAl (systèmes binaires incorporant les granulats réactifs Spratt et Sudbury). Dans les mélanges ternaires, la tendance bénéfique était similaire et, par exemple, l'incorporation d'un pourcentage de 10%SiAl+10CV à 10%SiAl+15%CV a réduit l'expansion de 83% et 91%, respectivement, par rapport au mélange de référence composé de ciment Portland seulement (mélanges incorporant le calcaire Spratt). Ces niveaux de réduction de l'expansion par rapport à celle obtenue pour les éprouvettes de référence permettent dans bon nombre de cas de rencontrer les limites d'acceptation pour les formulations (ternaires) efficaces contre la RAS, mais pas toujours. Les éprouvettes incorporant au moins de 20% de l'aluminosilicate (SiAl) à l'étude ont permis d'atténuer l'expansion de la RAS causée par l'utilisation de granulats réactifs (Spratt et Sudbury). Pour corréler les résultats obtenus lors des essais accélérés, ceux-ci ont été comparés à des essais réalisés sur des blocs de béton fabriqués avec la même proportion d'AC et exposés à des conditions naturelles pendant 20 ans.The alkali-silica reaction (ASR) remains a major concrete durability problem around the world. Several researchers have studied the effectiveness of supplementary cementitious materials (SCMs) and other industrial waste materials as a measure to control ASR expansion in concrete. SCMs have also been used as a tool to reduce the environmental impact of cement production. For this purpose, selected reactive aggregates were combined with an Aluminosilicate residue (SiAl) produced during lithium extraction from a mining operation. Accelerated Mortar bar (AMBT) and Miniature Concrete Prism (MCPT) tests were performed on specimens that were prepared with various SiAl proportions (10%, 15% 20%, 25%, 30% and 40% by cement mass - binary systems), as well as by combining various proportions of SiAl with conventional SCMs such as a fly ash (FA), slag (SL) and silica fume (SF) in ternary mixes. The objective was to evaluate the effectiveness of those SCMS in reducing ASR expansion in accordance with accelerated tests CSA A23.2-25A/28A and AASHTO T 380-19. MCPT test results showed expansion reduction of 82 to 89% at selected critical testing periods for specimens incorporating 15 to 25% of SiAl (binary mixtures with reactive Spratt and Sudbury aggregates). In the case of ternary blends, a similar beneficial trend was observed; for example, increasing the amount of FA from 10 to 15% in a mixture incorporating 10% SiAl resulted in expansion reductions improving from 83 to 91% compared to the control OPC concrete (mixtures with the Spratt reactive aggregate). Such levels of expansion reductions allowed for a large number of the ternary mixtures tested to meet the acceptance limit proposed for the MCPT, but not always. Specimens incorporating at least 20% of the aluminosilicate (SiAl) residues were useful to prevent ASR expansion caused by the use of reactive aggregates (Spratt and Sudbury). To correlate the results obtained from the accelerated tests, those were compared with expansion trends measured on concrete blocks built with the same amount of SCMs and exposed to natural conditions for a period of 20 years
Évaluation de différents sels et extraits d'essences forestières pour lutter contre les maladies de la feuille et du fruit chez le fraisier
No full textLa pourriture grise (Botrytis cinerea), l'anthracnose (Colletotrichum acutatum), l'oïdium (Podosphaera aphanis) et la tache angulaire (Xanthomonas fragariae) sont des maladies responsables de pertes considérables dans la production de fraises. Cette étude avait pour objectif d'évaluer les propriétés antibactériennes/antifongiques et prophylactiques de différents sels et extraits d'essences forestières envers B. cinerea, C. acutatum, P. aphanis et X. fragariae. Dans un premier temps, les concentrations minimales inhibitrices (CMIs) ou les concentrations minimales létales (CMLs) des extraits/sels à l'étude ont été déterminées contre B. cinerea, C. acutatum et X. fragariae. La comparaison des CMIs obtenues montre d'une part, que les extraits présentent une activité davantage antibactérienne qu'antifongique et d'autre part, que l'activité antibactérienne est de loin beaucoup plus marquée dans les extraits de feuilles/rameaux que dans les extraits d'écorces. Parmi les extraits testés, les extraits de feuilles d'érable argenté, de feuilles d'érable à sucre, de feuilles d'érable à sucre récoltées au sol à l'automne (FESRSA), de géraniine semi-purifiée et de géraniine purifiée à partir d'un extrait de FESRSA ont montré la plus forte activité antibactérienne. Avec des CMIs inférieures à 1 mg/mL, le sorbate de potassium, le benzoate de sodium et le métabisulfite de sodium ont montré parmi les sels testés la plus forte activité inhibitrice envers B. cinerea ou X. fragariae. Dans un deuxième temps, l'effet de différents extraits/sels sur le développement des maladies a été évalué lors d'essais menés sur des fraisiers cultivés en serre. Ainsi, différentes concentrations des extraits/sels ont été appliquées sur le feuillage de fraisiers inoculés avec l'un ou l'autre des agents pathogènes. Les résultats obtenus montrent que l'application de l'extrait de feuilles d'érable à sucre et de l'extrait de feuilles d'érable argenté permet une réduction intéressante de la tache angulaire. Toutefois, l'application foliaire des extraits/sels n'a pas réduit les symptômes d'oïdium, d'anthracnose ou de pourriture grise comparativement aux traitements témoins
Purification strategy development for the recombinant vesicular stomatitis virus (rVSV) based HIV vaccine
No full textMalgré le nombre croissant d'individus infectés par le virus de l'immunodéficience humaine (VIH) chaque année, il n'existe toujours pas de vaccin efficace qui prévienne son infection chez l'homme. Seulement en 2020, on peut encore compter 37,6 millions d'infection et 690 000 décès liés au SIDA. Le développement d'un vaccin contre le SIDA, sûr et efficace, serait donc un moyen très pertinent pour combattre les ravages de cette maladie. Le virus de la stomatite vésiculeuse (VSV), membre de la famille des Rhabdoviridae, infecte principalement les bovins, mais est relativement bénin pour l'humain, n'étant associé qu'à de légers symptômes pseudo-grippaux. Par ailleurs, le VSV recombinant a déjà été utilisé pour le développement de vaccins humains contre divers virus, notamment Ebola, Marbourg, Lassa, la fièvre hémorragique de Crimée-Congo (CCHFV), Nipah, les coronavirus MERS et SRAS, Zika, Influenza et VIH. Dans ce travail, effectué dans le cadre plus large du développement de nouveaux candidats vaccins contre le VIH, basé sur les VSV recombinants (rVSV), nous proposons différents schémas de purification pour le traitement de ces candidats. Une série de filtres avec des tailles de pores et des supports de filtration différents ont été testés pour leur efficacité à éliminer les débris cellulaires du surnageant de culture cellulaire tout en permettant aux particules infectieuses de traverser le filtre. Cette microfiltration en série a également été appliquée pour éliminer le besoin de centrifugation à basse vitesse à l'étape de la clarification et améliorer les rendements, la simplicité et l'extrapolabilité des schémas proposés. Afin de réduire le volume de l'échantillon à traiter, l'application de différentes unités d'ultrafiltration (UF), soit des unités d'UF centrifuge ou à flux tangentiel (TFUF), ont été testées. Pour ce faire, les paramètres de fonctionnement de la TFUF ont été maintenus à des valeurs ne générant que de faible taux de cisaillement (≤ 2000 s⁻¹) pour préserver l'intégrité du rVSV. Pour l'étape de la purification chromatographique proprement dite, plusieurs technologies candidates ont été testées pour leur capacité à séparer les particules infectieuses de l'ADN et des protéines contaminants. Des résines échangeuses d'anions fortes et faibles, à savoir HiTrap™ DEAE FF, HiTrap™ ANX FF, HiTrap™ Q FF et HiTrap™ XL (Cytiva), ont été testées en colonne. Dans les meilleures conditions, ces colonnes ont permis de récupérer 77 % des particules infectieuses tout en éliminant respectivement 93 % et 92,7 % des protéines totales et de l'ADN. Par la suite, un schéma de purification chromatographique en deux étapes utilisant initialement un adsorbeur échangeur d'ion membranaire (Sartobind® Q, Sartorius), suivi d'une résine multimodale (Captocore™ 700, Cytiva) a également été testé car les adsorbeurs membranaires sont plus pratiques pour les procédés à grande échelle. La purification des rVSV à l'aide de ce protocole a permis de récupérer 51 % de particules infectieuses et a éliminé 95 % et 85 % de l'ADN et des protéines contaminants, respectivement. Cependant, étant donné que les micrographies électroniques de ces préparations virales purifiées présentaient encore une quantité notable de vésicules extracellulaires ou d'exosomes, deux résines à base de céramique d'hydroxyapatite (CHT) ont aussi été testées pour leur capacité à séparer les rVSV de ces contaminants. La colonne CHT II (BioRad) a montré des résultats prometteurs en terme d'élimination des vésicules extracellulaires, comme vérifié par microscopie électronique à transmission (TEM). De plus, une récupération de 78 % de rVSV infectieux ainsi que l'élimination de 98 % de l'ADN résiduel et de 99 % des protéines ont été mesurées dans les éluats de cette colonne.Despite the growing number of Human immune deficiency virus (HIV) infected individuals every year, there is still no effective vaccine that prevents new HIV infection in humans. As of 2020, a total of 37.6 million individuals were found globally to be infected with HIV. With 690,000 AIDS-related death reports in 2020, developing a safe and effective HIV vaccine is of utmost importance. Vesicular stomatitis virus(VSV), a member of the Rhabdoviridae family, mainly infects cattle, but its infection in human is mainly benign and can only be associated with mild flu-like symptoms. In addition, the VSV platform has already been used to develop vaccines against a variety of virus infections, including Ebola, Marburg, Lassa, Crimean-Congo hemorrhagic fever (CCHFV), Nipah, MERS- and SARS- coronaviruses, Zika, Influenza, and HIV. In the current work, carried out within the broader framework of developing new vaccine candidates against HIV based on recombinant VSVs (rVSVs), we propose different purification schemes for the DSP of the candidate vaccine. A series of filters with different pore sizes and filtration media were tested for their effectiveness in removing cellular debris from the cell culture supernatant while allowing the infectious particles to pass through the filter. Serial microfiltration was also applied to eliminate the need for low-speed centrifugation at the clarification step and improve the proposed schemes' yield, simplicity, and scalability. In order to reduce the volume of the sample to be processed, the application of different ultrafiltration (UF) units, either centrifugal based UF units or tangential flow UF (TFUF) systems, were tested. The TFF operation parameters were maintained at values generating low shear (≤2000 s⁻¹ shear rate) for preserving the integrity of the rVSV as an enveloped virus. For the actual chromatographic purification step, multiple candidate technologies were tested for their ability to separate infectious particles and to remove the contaminant DNA and proteins. Strong and weak anion exchanger resins, namely, HiTrap™ DEAE FF, HiTrap™ ANX FF, HiTrap™ Q FF, and HiTrap™ XL (Cytiva), were put into test in the column mode. In best condition, these columns resulted in the recovery of 77 % infectious particles while eliminating 86.6 % and 92.7 % of the total proteins and DNA, respectively. Subsequently, a two-step chromatographic purification scheme initially used a membrane adsorber (Sartobind® Q, Sartorius), followed by a multimodal resin (Captocore™ 700, Cytiva) was tested since membrane adsorbers are more applicable for large-scale processes. Purification of rVSVs using this protocol resulted in the recovery of 51 % infectious particles but removed 95 % of the contaminant DNA contents and 85 % of total proteins. However, since the electron micrographs of these purified virus preparations still showed a noticeable amount of extracellular vesicles or exosomes (visually through TEM), two resins based on ceramic hydroxyapatite (CHT) were screened for their ability in separating the rVSVs from these contaminants. The CHT II (BioRad) column showed promising results in removing extracellular vesicles from the virus preparations as verified by transmission electron microscopy (TEM). Moreover, a recovery of 69.2 % infective rVSVs alongside the removal of 88 % residual DNA and 87 % of protein contents was measured in this column's eluates
Prédiction de l'instabilité dynamique des réseaux électriques par apprentissage supervisé des signaux de réponses post-contingence sur des dictionnaires surcomplets
No full textCes dernières décennies, l'intégration aux réseaux électriques de capteurs intelligents incorporant la mesure synchronisée des phaseurs a contribué à enrichir considérablement les bases de données de surveillance en temps réel de la stabilité des réseaux électriques. En parallèle, la lutte aux changements climatiques s'est accompagnée d'un déploiement généralisé des sources d'énergies renouvelables dont l'intermittence de la production et le déficit d'inertie dû à l'interface de celle-ci par l'électronique de puissance, contribuent à augmenter les risques d'instabilité à la suite de contingences de réseau. Dans ce contexte, nous proposons d'appliquer aux données de synchrophaseurs de nouvelles approches d'intelligence de données inspirées par l'analyse massive des séries chronologiques et l'apprentissage sur des dictionnaires supervisés, permettant d'extraire des centaines d'attributs décrivant concisément les estimations d'état dynamique des générateurs de réseaux électriques. La mise en évidence d'une signification physique de ces attributs permet ensuite une classification de la stabilité dynamique qui s'éloigne de ce fait des boîtes noires produites par un apprentissage en profondeur « à l'aveugle » des séries chronologiques, pour évoluer vers une approche transparente plus adaptée à la salle de conduite des réseaux et acceptable pour les ingénieurs d'exploitation. Cette approche d'apprentissage machine « interprétable » par les humains, débouche de surcroît sur une détection fiable, utilisant de courtes fenêtres de données de vitesses d'alternateurs directement mesurées ou reconstituées par estimation d'état dynamique à partir de l'instant d'élimination du défaut, pour détecter toute instabilité subséquente, avec un temps de préemption suffisant pour activer des contremesures permettant de sauvegarder la stabilité du réseau et ainsi prévenir les pannes majeures. Notre travail aborde l'exploitation de cette nouvelle niche d'information par deux approches complémentaires d'intelligence des données : 1) une analyse non parcimonieuse d'une base d'attributs se chiffrant par centaines, calculés automatiquement par l'analyse numérique massive des séries chronologiques de signaux de réponses post-contingence des générateurs; et 2) une analyse parcimonieuse exploitant l'apprentissage supervisée de grands dictionnaires surcomplets pour habiliter une prédiction de l'instabilité sur de courtes fenêtres de données avec une représentation vectorielle creuse (contenant un grand nombre de zéros) et donc numériquement très efficiente en plus de l'interprétabilité inhérente des atomes constituant les dictionnaires. Au niveau méthodologique, l'approche non parcimonieuse vise à implémenter plusieurs méthodes analytiques combinées (notamment la transformée de Fourier, la transformée en ondelette, la méthode de Welch, la méthode de périodogramme et les exposants de Lyapunov) pour extraire du signal de réponse de chaque générateur des centaines d'attributs labellisés et servant à construire un espace physique d'indicateurs de stabilité à haute dimension (HDSI). Ceux-ci sont ensuite utilisés pour développer les prédicteurs de stabilité sur la base d'algorithmes standard de machine learning, par exemple le convolutional neural network (CNN), long short-term memory (LSTM), support vector machine (SVM), AdaBoost ou les forêts aléatoires. L'approche parcimonieuse implémentée consiste à développer deux techniques complémentaires : 1) un dictionnaire d'apprentissage supervisé joint (SLOD) au classificateur et 2) vingt dictionnaires d'apprentissage séparés des signaux associés aux cas stable/instable. Alors que le SLOD utilise des dictionnaires adaptatifs inspirés des données mesurées et apprises hors-ligne, la deuxième approche utilise des dictionnaires fixes pour reconstruire séparément les signaux des classes stables et instables. Dans les deux cas, l'étape finale consiste à identifier automatiquement en temps réel, la classe d'appartenance d'une réponse par reconstruction des signaux associés à partir des dictionnaires appris hors-ligne. L'analyse parcimonieuse des réponses des générateurs sur un dictionnaire d'apprentissage adaptatif joint au classificateur a été implémenté à partir de l'algorithme K-singular value de composition (KSVD) couplé à l'orthogonal matching pursuit (OMP), afin de reconstruire et prédire la stabilité dynamique des réseaux électriques. De plus, vingt décompositions parcimonieuses des signaux sur des dictionnaires fixes (simples et hybrides) ont permis de développer des classificateurs prédisant chaque classe séparément sur la base de la transformée en cosinus discrète (DCT), en sinus discrète (DST), en ondelette (DWT), de la transformée de Haar (DHT), et le dictionnaire de Dirac (DI) couplés à l'orthogonal matching pursuit (OMP). Cette étude démontre que la décomposition parcimonieuse sur un dictionnaire adaptatif joint au classificateur offre une performance proche de l'idéal (c'est-à-dire : 99,99 % précision, 99,99 % sécurité et 99,99 % fiabilité) de loin supérieure à celle d'un classificateur à reconstruction de signaux basée sur les vingt dictionnaires fixes ou adaptatifs séparés, et les classificateurs basés sur les moteurs de machine learning (SVM, ANN, DT, RF, AdaBoost, CNN et LSTM) implémentés à partir des indices HDSI extraits de la base de données des vitesses des rotors des réseaux IEEE 2 area 4 machines, IEEE 39 -bus et IEEE 68 -bus. Toutefois, le temps de resimulation (replay) en temps réel des dictionnaires fixes/adaptatifs séparés est nettement inférieur (de 30-40%) à celui observé pour le dictionnaire adaptatif à classificateur joint / SLOD, et les algorithmes modernes de machine learning utilisant les attributs de type HDSI comme intrants.In recent decades, the integration of smart sensors incorporating synchronized phasor measurements units (PMU) into power grids has contributed to a significant improvement of the databases for real-time monitoring of power grid stability. In parallel, the fight against climate change has been accompanied by a widespread deployment of renewable energy sources whose intermittency of production and the lack of inertia due to the interface of the latter by power electronics; contribute to increase the risks of instability following network contingencies. In this context, we propose to apply new data intelligence approaches inspired by massive time series analysis and supervised dictionary learning to synchrophasor data, allowing the extraction of hundreds of attributes concisely describing the dynamic state estimates of power system generators. The physical meaning identification of these attributes then allows for an online classification of dynamic stability, thus moving away from the black boxes produced by «blind» deep learning of time series to a transparent approach more suitable for the network control room and acceptable to operating engineers. This human-interpretable machine learning approach also leads to reliable detection, using short windows of generator speed data directly measured or reconstructed by dynamic state estimation from the instant of fault elimination, to detect any subsequent instability, with sufficient preemption time to activate false measures to safeguard the network stability and thus prevent major outages. Our work addresses the exploitation of this new information through two complementary data intelligence approaches : 1) a non-sparse analysis of an attribute base numbering in the hundreds, computed automatically by massive numerical analysis of post-contingency response signal time series from generators; and 2) a sparse analysis exploiting supervised learning of large overcomplete dictionaries to enable instability prediction over short windows of data with a hollow vector representation (containing a large number of zeros) and thus numerically very efficient in addition to the inherent interpretability of the atoms constituting the dictionaries. Methodologically, the non-sparse approach aims to implement several combined analytical methods (including Fourier transform, wavelet transform, Welch's method, periodogram method and Lyapunov exponents) to extract hundreds of labeled attributes from the response signal of each generator and used to construct a physical space of high-dimensional stability indicators (HDSI). These are used to develop stability predictors based on standard machine learning algorithms, e.g., CNN, LSTM, SVM, AdaBoost or random forests. The implemented sparse approach consists in developing two complementary techniques: 1) a supervised learning dictionary attached (SLOD) to the classifier and 2) twenty separate dictionaries learning of the signals associated with the stable/instable cases. While the SLOD uses adaptive dictionaries inspired by the measured and learned offline data, the second approach uses fixed dictionaries to reconstruct the stable and unstable signals classes separately. In both cases, the final step is automatically identified in real time the status to which a response belongs by reconstructing the associated signals from the off-line learned dictionaries. The sparse analysis of generator responses on an adaptive learning dictionary attached to the classifier was implemented using the K-singular value decomposition (KSVD) algorithm coupled with orthogonal matching pursuit (OMP), to reconstruct and predict online the dynamic stability of power systems. In addition, twenty sparse signal decompositions on fixed dictionaries (simple and hybrid) were used to develop classifiers predicting each class separately based on the discrete cosine transform (DCT), discrete sine transform (DST), wavelet transform (DWT), Haar transform (DHT), and Dirac dictionary (DI) coupled with the orthogonal matching pursuit (OMP). This study demonstrates that sparse decomposition on joined adaptive dictionary to the classifier provides near ideal performance (i.e.: 99.99% accuracy, 99.99% security, and 99.99% reliability) far superior to that of a classifier has signal reconstruction based on the twenty separate fixed or adaptive dictionaries and classifiers based on machine learning engines (SVM, ANN, DT, RF, AdaBoost, CNN, and LSTM) implemented from HDSI indices extracted from the rotor speed database of the IEEE 2 area 4 machines, IEEE 39 -bus, and IEEE 68 -bus test systems. However, the real-time replay time of the separate fixed/adaptive dictionaries is significantly lower (by 30-40%) than that observed for the adaptive dictionary with joint classifier/SLOD, and modern machine learning algorithms using HDSI-like attributes as inputs
Étude de l'expression des gènes dans les cellules du follicule ovarien humain post ovulation afin d'identifier les causes d'échec en fécondation in vitro
No full textDepuis les dernières décennies, la parentalité est un projet qui se voit pour plusieurs repoussé à un âge plus avancé. Par conséquent, de plus en plus de couples font face à des problèmes d'infertilité lors que vient le temps de fonder une famille. Le recours aux techniques de procréation médicalement assistée, telle que la fécondation in vitro, est donc lui aussi en constante augmentation. Malgré les nombreux progrès réalisés depuis l'introduction de la fécondation in vitro dans les années 80, le taux de succès de cette technique demeure insatisfaisant, avec un taux de grossesse autour de 30%. La réponse des patientes au traitement de stimulation ovarienne précédant la fécondation in vitro est extrêmement variable et difficile à prédire. De plus, lorsqu'un cycle échoue, c'est généralement sans raison apparente. Les travaux de cette thèse reposent sur l'hypothèse qu'il existe une signature moléculaire liée aux différentes réponses/causes d'échec. L'expression des gènes pourrait être utilisée pour caractériser la réponse des patientes à la stimulation hormonale de façon à pouvoir adapter le traitement suivant et potentiellement améliorer les chances de succès. Nous nous sommes donc intéressés à l'expression des gènes dans les cellules de la granulosa provenant principalement de follicules en contexte de stimulation hormonale, durant la période 34 heures post hCG ou encore provenant d'un modèle in vitro de culture cellulaire. Dans un premier temps, des cellules folliculaires provenant de femme ayant recourt à la fécondation in vitro ont été récoltées lors de la ponction ovarienne. Une biopuce fut utilisée afin de comparer l'expression des gènes entre les patientes pour qui le cycle de fécondation in vitro fut un échec (pas de grossesse) et celles pour qui ce fut un succès(grossesse). Nous avons constaté qu'il existe une signature transcriptomique différente chez les patientes pour qui le cycle a échoué. De plus, l'analyse des gènes différentiellement exprimés et des principales voies biologiques y étant associée nous ont renseignés davantage sur les mécanismes physiologiques potentiellement liés à l'échec, notamment un débalancement inflammatoire, une différenciation anormale et une augmentation de l'apoptose. Par la suite, 135 échantillons de cellules folliculaires provenant exclusivement de patientes pour qui la fécondation in vitro fut un échec (pas de grossesse) ont été utilisés. Des gènes liés à différentes causes d'échec potentielles ont été analysés en qRT-PCR, avant de réaliser une analyse de regroupement hiérarchique (clustering). La population de patientes non enceintes fut divisée en trois groupes possédant chacun un modèle d'expression génique particulier lié à une cause d'échec potentielle. Nous avons ainsi pu voir qu'il était possible de distinguer différentes causes d'échec ou différentes réponses folliculaires chez les patientes dont le cycle a échoué. Nous avons finalement utilisé un modèle in vitro de cellules de la granulosa humaine (lignée cellulaire KGN) afin d'étudier la capacité des cellules de la granulosa de répondre, à elles seules, à différents stimuli inflammatoires. Cette étude nous a permis de voir, via l'expression de gènes d'inflammation, que les cellules de la granulosa peuvent créer une réponse inflammatoire et que celle-ci est différente selon le type de stimulus. Globalement, les résultats de ces études améliorent les connaissances et la compréhension de l'échec en contexte de fécondation in vitro. Ils mettent également en lumière le potentiel de l'expression des gènes comme outil de diagnostic de la réponse folliculaire. Finalement, ils confirment également l'importance de l'inflammation et de son contrôle, particulièrement en contexte de procréation assistée.Since the last few decades, couples tend to postpone parenthood to later in life. As a result, an increasing number of couples are facing infertility problems when it comes to building a family and have children. Consistently, the use of assisted reproductive technologies such as in vitro fertilization is also increasing. Despite all the progress that has been made since the introduction of in vitro fertilization in the 1980s, the success rate of this technique remains low, with a pregnancy rate around 30%. The patient's response to the stimulation treatment that precedes in vitro fertilization is extremely variable and difficult to predict. Moreover, when a cycle fails, most of the time there is no apparent reason. The hypothesis of this thesis is that there is a transcriptomic signature in follicular cells that reflects the ovarian response. Gene expression could be used to characterize the patient's response to the hormonal stimulation in order to adapt the next treatment accordingly and thus potentially improve the chances of success. Our work focuses on the gene expression in granulosa cells coming mainly from stimulated follicles in the context of in vitro fertilization or from an in vitro cell culture model. First, follicular cell samples from women undergoing in vitro fertilization treatment were obtained. We used a microarray to compare gene expression between patients that did not become pregnant following the in vitro fertilization cycle and those that did. We found that there is a different transcriptomic signature in patients who failed to conceive following in vitro fertilization. In addition, the analysis of the differentially expressed genes and the related biological pathways gave us more information on the physiological mechanisms potentially related to IVF failure, such as inflammatory imbalance, abnormal differentiation and increased apoptosis. For the next study, 135 follicular cell samples coming exclusively from patients who failed to conceive following in vitro fertilization (no pregnancy) were used. Genes related to different potential failure causes were analyzed using qRT-PCR and a hierarchical clustering analysis was then performed. The population of non-pregnant patients was divided into three groups, each one having a specific gene expression pattern related to a potential failure cause. The results of this study showed that it is possible to distinguish different failure causes or different follicular responses in patients whose cycle had failed. We finally used an in vitro model of human granulosa cells (KGN cell line) to see if pure granulosa cells were able to respond to different inflammatory stimuli. This preliminary study showed, through the expression of inflammation-related genes, that granulosa cells alone are able to create an inflammatory response and that this response differs depending on the type of stimulus. Taken together, the results of these studies improve the current knowledge and our understanding of in vitro fertilization failure. They also highlight the potential of gene expression to serve as a follicular response diagnostic tool. Finally, they also confirm the importance of inflammation and its control, particularly in the context of assisted reproductive technologies