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L'automatisation de l'analyse morphométrique de tissus biologiques permet une analyse quantitative à grande vitesse dans des coupes de tissus entiers afin de mesurer des marqueurs physiopathologiques. Récemment, nous avons développé une nouvelle méthode automatisée pour l’identification d’alvéoles pulmonaires et de septa chez la souris. Ce logiciel a été initialement développé sur un poste de travail haut de gamme, qui n'était cependant pas assez puissant pour des analyses à grande échelle. Afin d'accélérer l'analyse des tissus, les données provenant de la numérisation de coupes entières à…

Les éjecteurs supersoniques sont des dispositifs à faible coût et sans pièces mobiles. Ils servent à entraîner un écoulement secondaire et à le comprimer. Dans le contexte de la réfrigération, ces dispositifs constituent le cœur de systèmes alternatifs, dans lesquels leur rôle est de réduire la charge du compresseur ou de récupérer la puissance normalement perdue par la valve de détente. Ils peuvent être activés par la chaleur rejetée d’un autre procédé ou par des sources d’origine renouvelable. Les éjecteurs étant des systèmes de petite taille et calorifugé, les simulations numé…

L’intégration des récepteurs a-amino-3-hydroxy- 5-méthylisoazol-4-propionate (AMPA) à la membrane synaptique joue un rôle important dans la plasticité synaptique et donc, dans la formation de la mémoire dans le cerveau humain. Cependant, les détails de l’acheminement des rAMPA à la densité post-synaptique (PSD) demeurent controversés. Afin de mieux évaluer les différentes hypothèses à ce sujet, nous suggérons un modèle mécanistique simplifié du trafic des rAMPA à la PSD, basé sur deux voies principales : 1) la diffusion latérale depuis la membrane extra-synaptique et 2) l’exocytose depuis …

La connaissance fine de la dynamique des marqueurs liés au sexe, soit ceux situés sur les chromosomes X et Y et sur l’ADN mitochondrial dans une population est essentielle à plusieurs domaines de la génétique. L’estimation des fréquences de certains marqueurs à fine échelle spatiale demeure cependant un défi, car ces fréquences sont sensibles à la dérive génétique et aux effets fondateurs. Des modèles combinant des données généalogiques et moléculaires peuvent permettre de surpasser les limites associées aux échantillons limités afin d’obtenir une estimation fiable des fréquences. Ces modè…

Récemment plus et plus de systèmes avec matrice éparse à valeur complexe est utilisé pour la modélisation de cerveau ou les autre orges. La méthode directe pour résoudre le système est appliqué, on peut sortir le bon résultat avec cette méthode mais le coût est trop cher à l'échelle de temps et RAM. Donc c'est essentiel de chercher une méthode itérative pour remplacer la méthode directe afin de échantier le processus de résolution. Nous présentons donc le comparaison entre les différents méthodes itératives et la méthode directe, afin de trouver le meilleur méthode pour économiser le resso…

Dans les turbomachines, du ventilateur au turbo-réacteur, le bruit d'origine aéroacoustique est lié à l'interaction des pales avec les fluctuations de l'écoulement. Ces fluctuations peuvent avoir plusieurs origines et des échelles très différentes. Le bruit à large-bande est lié aux structures turbulentes qui se développent dans le fluide et à proximité des surfaces. Il est réparti sur une large gamme de fréquence. Les simulations numériques instationnaires peuvent capter ces tourbillons de taille différentes grâce une résolution spatiale et temporelle fine de l'écoulement dans la machine,…

La granulation est observée à la surface du Soleil (la photosphère) et est une manifestation du transport convectif du plasma à l’intérieur du Soleil (la zone convective). Pour simuler la granulation, les modèles doivent résoudre numériquement les équations de la magnétohydrodynamique (MHD) radiative qui décrit le comportement des fluides magnétisés en termes du champ magnétique, de la vitesse, la densité et la température. L'intérieur, la surface et l'atmosphère du Soleil (la chromosphère, la transition et la couronne solaire) sont inter-dépendants physiquement. Un bon modèle doit donc le…

Le nitrure d’aluminium (AlN) est un matériau fortement utilisé dans l’industrie des microsystèmes électromécaniques. La formation d’alliages de nitrures de terres rares (REN) et d’AlN permet d’accentuer l’effet piézoélectrique dans l’AlN. Le calcul informatique de pointe est essentiel pour comprendre l’impact des terres rares sur la performance piézoélectrique de ces alliages. Ici nous présentons nos résultats de simulation les plus récents concernant l’impact de la configuration des alliages, l’application d’un stress bi-axial et l’inclusion de lanthanides sur la performance piézoélectriq…

Je discuterai de mon parcours afin d'illustrer l'importance du calcul à haute performance au sein de diverses organisations, de la flexibilité qu'offre une telle formation aux futurs travailleurs, ainsi que des répercussions positives générées pour la population en général. Je décrirai l'utilité du calcul de pointe pour le milieu de la recherche académique telle que je l'ai expérimentée durant mes études supérieures à l'Université de Montréal et pendant mon projet de recherche post-doctoral dans un institut privé en Suisse, durant lesquels mes travaux ont porté sur la physique so…

L’objectif est de construire un outil de simulation numérique pour l’étude d’écoulements biologiques dans le système respiratoire humain, afin de progresser dans la compréhension de maladies respiratoires chroniques comme l’asthme sévère qui touche 300 millions de personnes à l’échelle mondiale. Il s’agit de développer une approche pionnière permettant de simuler ce problème multi-échelle servant d’outil prédictif pour le milieu médical. L’échelle microscopique se situe au niveau de l’épithélium bronchique, dont certaines cellules sont pourvues de cils micrométriques qui battent de manière…

Bien que l'électrodynamique quantique soit une des théories physiques testées avec le plus de précision, quelques-unes de ses prédictions les plus fondamentales, comme la production de paires électron-positron in vacuo et la non-linéarité du vide, n'ont jamais été observées expérimentalement. Ceci est dû au fait que la détection de ces processus nécessite des champs électromagnétiques très intenses qui sont difficiles à générer. Le développement récent de sources de rayonnement laser puissantes et de très courte durée a ouvert la possibilité d'une observation expérimentale de ces effets. A…

L'arbre phylogénétique des espèces est de plus en plus exploité, cependant pour inférer l'arbre, les méthodes traditionnelles ne tiennent compte que de la génétique des espèces étudiées. La question de l'impact de la génétique de ces espèces sur la distribution géographique de ces mêmes espèces peut s'avérer crucial d'autant plus que l'enjeu du changement climatique est un sujet d'actualité. Autrement dit, est-ce que deux espèces très proches génétiquement sont-elles nécessairement proches géographiquement? Dans notre étude, nous tenterons de corréler la distribution actuelle des espèces p…

Le Canada est l'un des pays pour lequel les effets des changements globaux vont être les plus sévères. En plus des modifications de température qui vont modifier les cycles bioégogchimiques, des espèces venues du sud vont se déplacer vers le nord. À l'heure actuelle, il est difficile de fournir des scénarios réalistes sur les conséquences de ces modifications. La collecte de nouvelle données prend trop de temps pour être la seule réponse envisagée afin de générer des prédictions. Il est donc nécessaire que l'écologie embrasse pleinement son côté le plus quantitatif: la synthèse de données …

Les sciences humaines, les arts et les lettres introduisent de plus en plus l’informatique dans leurs pratiques. S’ouvre maintenant un nouveau champ de recherche :  les Humanités numériques. L’informatique y rencontre de nouveaux défis : originalités et complexités des objets à traiter, ampleur des données et des méthodes utilisées, variétés de l’expertise des utilisateurs, modalités originales de diffusion, etc. Les formes classiques de calculs numériques et symboliques doivent  constamment confronter la dynamique interprétative inhérente à ce type de savoir. Une immense variété …

Notre projet de recherche consiste à comparer plusieurs paires de cerveaux humains à l’aide d'alignements de leurs images tridimensionnelles. Pour ce faire, notre programme déplace chaque voxel du cerveau sujet selon un algorithme non-linéaire pour progressivement s’approcher du cerveau cible. À terme, le processus nous permet d’évaluer les différences de taille, d’orientation et de diffusivité entre le sujet et la cible. Ceci requière une grosse puissance de calcul. En effet, une image d’un cerveau comporte au moins quelques centaines de milliers de voxel non-vides. De plus, notre expérie…

Les interactions de liaison faible entre les bases sont les propriétés structurales fondamentales des acides nucléiques et sont reconnues comme la recherche de base des acides nucléiques [Muchall, H. M. et collègues J. Phys. Chem. A 2011]. Ces interactions, telles que la liaison hydrogène et l’empilage pi (pi-stacking), sont les forces principales pour le repliement et à la stabilité des structures globales. La flexibilité de l’ARN fait en sorte que leurs structures secondaires sont souvent indéfinies avec des appariements non canoniques. Les interactions trouvées dans ces régions mal défi…

Ces derniers mois, les véhicules diesel de nombreux constructeurs ont défrayé les manchettes pour non-respect des normes environnementales. Malgré une efficacité énergétique accrue et des rejets de CO2 moindre comparé à l’essence, le moteur diesel dégage plus de particules fines et de NOx, gaz à effet de serre responsable en partie du changement climatique. Le filtre à particule (FAP) et le convertisseur catalytique sont couramment utilisés pour réduire ces émissions dans l’atmosphère. Ces deux systèmes peuvent être combinés en une seule unité de traitement. Pour cela, un dépôt catalytique…

Au cours des dernières années, de nouveaux photodétecteurs appelés photodiodes à avalanche monophotonique (PAMP) ont révolutionné le développement de détecteurs de radiation, particulièrement en tomographie d’émission par positrons (TEP). La TEP est une modalité d’imagerie nucléaire très répandue en oncologie pour étudier et diagnostiquer les cancers et nécessite des détecteurs ayant une excellente résolution temporelle. Les détecteurs avec PAMP pourraient théoriquement permettre des résolutions en temps inégalées, de l’ordre de la dizaine de picosecondes, ce qui se traduit par un meilleur…

Le transfert de chaleur par convection joue un rôle important dans divers secteurs industriels, mais il est limité par les faibles propriétés thermiques des fluides classiques. Pour améliorer l’efficacité énergétique des processus industriels, une nouvelle classe des fluides caloporteurs appelée nanofluide, caractérisée par une conductivité thermique élevé, a été introduite. Le nanofluide est un mélange colloïdal constitué des particules nanométriques dispersées dans un fluide de base tel que l’eau et l’éthylène glycol. Dans le cadre de cette étude, l’écoulement turbulent du nanofluide Al2…

Le champ magnétique du Soleil est le moteur et la source d'énergie de tous les phénomènes éruptifs et radiatifs définissant l'activité solaire. Cette activité est fortement modulée par l'inversion cyclique du champ magnétique solaire, causé par un processus dynamo opérant en son intérieur. Nous présenterons des résultats représentatifs de simulations numériques magnétohydrodynamiques qui réussissent à bien reproduire plusieurs caractéristiques observées du cycle solaire. De telles simulations représentent un laboratoire virtuel unique permettant d'étudier en détail la complexité des mécani…

À travers le projet ​Single Interface for Music Score Searching and Analysis (SIMSSA), nous cherchons à bâtir une infrastructure capable d’analyser et de chercher des millions d’images de pages musicales. La reconnaissance optique de la musique (ROM) est une technologie équivalente à la reconnaissance optique de caractères, mais appliquée au contexte de la musique. Cependant, cette technologie n’avait jamais été appliquée à l’échelle de millions d’images de pages. Avec le projet SIMSSA, nous développons des systèmes de ROM basés sur l’infonuagique, afin d’optimiser le processus de reconnai…

Les modèles régionaux du climat (MRC) ont une plus haute résolution que les modèles globaux du climat ce qui permet de prendre en compte des phénomènes physiques de petite échelle comme la présence de lacs, du couvert végétal, de la glace, etc. Une augmentation de la résolution du 0.44° actuel à 0.11° permet de mieux représenter les précipitations associées à la présence de topographie sur l'Amérique du Nord, et de mieux capturer la distribution spatiale des précipitations extrêmes. Des améliorations sont aussi notées pour des phénomènes de petite échelle associés à la présence des Grand L…

Le rôle des protéines dans les systèmes biologiques est intimement lié à leur structure tridimensionnelle. Toutefois, un très grand nombre des protéines identifiées par la génomique et la protéomique n’ont pas de structure connue. La prédiction de la structure des protéines est donc d’intérêt fondamental en biologie et en médecine, mais demeure extrêmement difficile à faire en général, étant donné la grande diversité des structures retrouvées dans la nature. Un modèle d’apprentissage profond est développé afin de prédire la structure de protéines mono-domaine uniquement en fonction de leur…