Sur la théorie des méconnaissances en mécanique des structures

International audienceToday, the validation of complex structural models – i.e. the assessment of their quality compared to an experimental reference – remains a major issue. Strictly speaking, the validation problem consists in comparing the response of the numerical model (whether deterministic or stochastic) with complete reality. A first answer to this problem, using Lack-Of-Knowledge (LOK) theory, was introduced at LMT-Cachan. This theory is an attempt to “model the unknown” by taking all the sources of uncertainties, including modeling errors, into account through the concept of basic LOKs. In this article, we introduce basic LOKs associated with both the amplitudes and directions of excitations. These basic LOKs are propagated rigorously throughout the mechanical model in order to determine intervals (with stochastic bounds) within which lies a given quantity of interest (stress or displacement). Then, we introduce a strategy for the reduction of lack of knowledge, which we illustrate through an academic example.La validation de modèles structuraux complexes – c'est-à-dire la vérification de leur qualité vis-à-vis d'une référence expérimentale – demeure un verrou scientifique fort. Le véritable problème de validation consiste à comparer la réponse du modèle numérique, qu'il soit déterministe ou pas, avec la réponse de toutes les structures réelles, dans tous les environnements possible. Un premier élément de réponse à ce problème a été introduit via la théorie des méconnaissances au LMT-Cachan. Afin de « modéliser l'inconnu », cette théorie prend en compte toutes les incertitudes, en incluant les erreurs de modèles, à travers le concept de méconnaissances de base. Dans le cet article, on introduit des méconnaissances de base sur les excitations (amplitude et direction). Ces méconnaissances de base sont ensuite propagées à travers le modèle mécanique afin de déterminer des intervalles dont les bornes sont probabilistes, contenant une quantité d'intérêt (contrainte ou déplacement). Ensuite une stratégie de réduction des méconnaissances de base par apport d'information expérimentale est présentée sur un exemple académique

Identifying the Deleterious Effect of Rare LHX4 Allelic Variants, a Challenging Issue

International audienceLHX4 is a LIM homeodomain transcription factor involved in the early steps of pituitary ontogenesis. To date, 8 heterozygous LHX4 mutations have been reported as responsible of combined pituitary hormone deficiency (CPHD) in Humans. We identified 4 new LHX4 heterozygous allelic variants in patients with congenital hypopituitarism: W204X, delK242, N271S and Q346R. Our objective was to determine the role of LHX4 variants in patients' phenotypes. Heterologous HEK293T cells were transfected with plasmids encoding for wild-type or mutant LHX4. Protein expression was analysed by Western Blot, and DNA binding by electro-mobility shift assay experiments. Target promoters of LHX4 were cotransfected with wild type or mutant LHX4 to test the transactivating abilities of each variant. Our results show that the W204X mutation was associated with early GH and TSH deficiencies and later onset ACTH deficiency. It led to a truncated protein unable to bind to alpha-Gsu promoter binding consensus sequence. W204X was not able to activate target promoters in vitro. Cotransfection experiments did not favour a dominant negative effect. In contrast, all other mutants were able to bind the promoters and led to an activation similar as that observed with wild type LHX4, suggesting that they were likely polymorphisms. To conclude, our study underlines the need for functional in vitro studies to ascertain the role of rare allelic variants of LHX4 in disease phenotypes. It supports the causative role of the W204X mutation in CPHD and adds up childhood onset ACTH deficiency to the clinical spectrum of the various phenotypes related to LHX4 mutations

Stress Adaptation

We thank our numerous friends and colleagues for stimulating discussions about stress adaptation. We are also grateful to the following institutions for generously supporting our research. A.J.P.B was funded by the European Research Council (STRIFE, ERC-2009-AdG-249793), the UK Medical Research Council (MR/M026663/1 and MR/N006364/1), the UK Biotechnology and Biological Research Council (BB/K017365/1), and the Wellcome Trust (080088; 097377). L.E.C. is supported by the Canadian Institutes of Health Research Operating Grants (MOP-86452 and MOP-119520), the Natural Sciences and Engineering Research Council (NSERC) of Canada Discovery Grants (06261 and 462167), an NSERC E.W.R. Steacie Memorial Fellowship (477598), a National Institutes of Health R01 Grant (R01AI120958), and a Canada Research Chair in Microbial Genomics and Infectious Disease. Work in the A.D.P. laboratory is funded by grants from the Spanish Ministerio de Innovación y Competitividad (BIO2013-47870-R), the European Commission (Marie Curie ITN FUNGIBRAIN; FP7-PEOPLE-ITN-607963), and the Junta de Andalucia (BIO296). J.Q. is funded by the UK Biotechnology and Biological Research Council (BB/K016939/1) and the Wellcome Trust (097377).Peer reviewedPostprin

The Functions of Mediator in Candida albicans Support a Role in Shaping Species-Specific Gene Expression

The Mediator complex is an essential co-regulator of RNA polymerase II that is conserved throughout eukaryotes. Here we present the first study of Mediator in the pathogenic fungus Candida albicans. We focused on the Middle domain subunit Med31, the Head domain subunit Med20, and Srb9/Med13 from the Kinase domain. The C. albicans Mediator shares some roles with model yeasts Saccharomyces cerevisiae and Schizosaccharomyces pombe, such as functions in the response to certain stresses and the role of Med31 in the expression of genes regulated by the activator Ace2. The C. albicans Mediator also has additional roles in the transcription of genes associated with virulence, for example genes related to morphogenesis and gene families enriched in pathogens, such as the ALS adhesins. Consistently, Med31, Med20, and Srb9/Med13 contribute to key virulence attributes of C. albicans, filamentation, and biofilm formation; and ALS1 is a biologically relevant target of Med31 for development of biofilms. Furthermore, Med31 affects virulence of C. albicans in the worm infection model. We present evidence that the roles of Med31 and Srb9/Med13 in the expression of the genes encoding cell wall adhesins are different between S. cerevisiae and C. albicans: they are repressors of the FLO genes in S. cerevisiae and are activators of the ALS genes in C. albicans. This suggests that Mediator subunits regulate adhesion in a distinct manner between these two distantly related fungal species

Sur la théorie des méconnaissances en conception robuste

When modeling the mechanical behavior of structures, there often are uncertainties on rigidity or forces applied. Until now, safety coefficients are employed. This thesis takes place in the validation domain, which means validation of the numerical employed model with respect to reality. We try to bring practical tools for ingeniors to design a big structures, without over-sizing. This work uses the Lack-Of-Knowledge (LOK) theory, developed in LMT-Cachan in 2002. Its goal is to give an envelope response of the quantity of interest. We propose different extensions in order to modelize uncertainties on forces applied and on anisotropic rigidities. Another aspect of the work deals with the propagation of every kind of LOKs to a quasi-statical quantity of interest, like a local displacement or a local stress. We also develop a frame to obtain with such a model the probability-of-failure of the structure considered, and margin indicators which allow to evaluate the probability-of-failure improvement to result from better knowledge (and then reduced LOKs). Thank to these developments, the LOK theory enter in robust conception.Lors de la modélisation du comportement mécanique de structures comme des avions, ou des lanceurs spatiaux, il subsiste des incertitudes parfois fortes, notamment en ce qui concerne l'évaluation des efforts extérieurs ou la rigidité des liaisons. Jusqu'à présent, des coefficients de sécurité, souvent forfaitaires, sont employés, de manière à assurer le bonne tenue des structures, en se basant sur les résultats de modèles simplifiés de la réalité. Cette thèse s'inscrit dans la problématique de validation des modèles numériques utilisés, et tente d'apporter des outils pratiques pour le dimensionnement de toute structure réelle, en présence d'incertitudes, tout en limitant les sur-dimensionnements liés à l'éventuel emploi de coefficients de sécurité. Dans cette optique, les travaux présentés ici s'appuient sur la théorie des méconnaissances, qui vise à remplacer les politiques de marges par une approche un peu plus scientifique. Développée au LMTCachan depuis 2002, son objet est de fournir, moyennant une modélisation originale des incertitudes en présence, les bornes de l'intervalle qui, pour une famille de structures donnée, a une certaine probabilité de contenir la quantité d'intérêt recherchée. Nous proposons des extensions permettant de modéliser les incertitudes portant sur les efforts appliqués aux structures étudiées, ou sur des rigidités anisotropes. Un autre aspect du travail présenté concerne la propagation des méconnaissances introduites à des quantités d'intérêt statiques, de type contraintes ou déplacements locaux. Une fois ceci défini, il est alors possible de définir une approche permettant d'estimer la probabilité de défaillance d'une structure à partir d'un modèle avec méconnaissances, et d'obtenir des indicateurs de la marge disponible par l'amélioration de telle ou telle méconnaissance. Cette approche permet d'inscrire la théorie des méconnaissances dans une optique de conception robuste

Sur la théorie des méconnaissances en conception robuste

Lors de la modélisation du comportement mécanique de structures comme des avions, ou des lanceurs spatiaux, il subsiste des incertitudes parfois fortes, notamment en ce qui concerne l'évaluation des efforts extérieurs ou la rigidité des liaisons. Jusqu'à présent, des coefficients de sécurité, souvent forfaitaires, sont employés, de manière à assurer le bonne tenue des structures, en se basant sur les résultats de modèles simplifiés de la réalité. Cette thèse s'inscrit dans la problématique de validation des modèles numériques utilisés, et tente d apporter des outils pratiques pour le dimensionnement de toute structure réelle, en présence d incertitudes, tout en limitant les sur-dimensionnements liés à l'éventuel emploi de coefficients de sécurité. Dans cette optique, les travaux présentés ici s'appuient sur la théorie des méconnaissances, qui vise à remplacer les politiques de marges par une approche un peu plus scientifique. Développée au LMTCachan depuis 2002, son objet est de fournir, moyennant une modélisation originale des incertitudes en présence, les bornes de l'intervalle qui, pour une famille de structures donnée, a une certaine probabilité de contenir la quantité d'intérêt recherchée. Nous proposons des extensions permettant de modéliser les incertitudes portant sur les efforts appliqués aux structures étudiées, ou sur des rigidités anisotropes. Un autre aspect du travail présenté concerne la propagation des méconnaissances introduites à des quantités d'intérêt statiques, de type contraintes ou déplacements locaux. Une fois ceci défini, il est alors possible de définir une approche permettant d'estimer la probabilité de défaillance d'une structure à partir d'un modèle avec méconnaissances, et d'obtenir des indicateurs de la marge disponible par l'amélioration de telle ou telle méconnaissance. Cette approche permet d'inscrire la théorie des méconnaissances dans une optique de conception robuste.When modeling the mechanical behavior of structures, there often are uncertainties on rigidity or forces applied. Until now, safety coefficients are employed. This thesis takes place in the validation domain, which means validation of the numerical employed model with respect to reality. We try to bring practical tools for ingeniors to design a big structures, without over-sizing. This work uses the Lack-Of-Knowledge (LOK) theory, developed in LMT-Cachan in 2002. Its goal is to give an envelope response of the quantity of interest. We propose different extensions in order to modelize uncertainties on forces applied and on anisotropic rigidities. Another aspect of the work deals with the propagation of every kind of LOKs to a quasi-statical quantity of interest, like a local displacement or a local stress. We also develop a frame to obtain with such a model the probability-of-failure of the structure considered, and margin indicators which allow to evaluate the probability-of-failure improvement to result from better knowledge (and then reduced LOKs). Thank to these developments, the LOK theory enter in robust conception.CACHAN-ENS (940162301) / SudocSudocFranceF

Theory of the Lack of Knowledge : basic aspects and applications

International audienceThe concept of Lack Of Knowledge (LOK) was first introduced in [1, 2]. The basic principle consists in globalizing the various sources of errors on the substructure level using a scalar internal variable, called the LOK variable, defined over an interval whose upper and lower bounds follow probabilistic laws. The question of the impact of the structural model with LOKs on the prediction of the structural response can then be addressed. By a rigorous propagation of the intervals and the probability laws associated to the bounds, the envelope of the possible actual responses is defined, resulting in an interval with stochastic bounds including the structural response of interest. The comparison between these intervals and the experimental values available results in a reduction process of the basic LOKs, which considers the experimental data as additional information. In [3], we presented the first results of this strategy of reduction, starting from an initial overestimated LOK level, given by experience or a priori knowledge. This paper is focused on the reduction of the LOKs of a actual, industrial structure from the EADS Space Transportation division; this real-case study shows the effectiveness of the strategy of reduction used