Acoustique et respiration dans le jeu musical des instruments à vent : application aux flûtes

This thesis presents an acoustical study of flute-like instruments, which is developed by the analysis of flautist’s breathing. The flautist acquires during his musical background an expert control of his instrument. The control developed by the musician directly depends on the freedoms and constraints provided by the musician musical expertise, his respiratory physiology, the musical tasks and the acoustic behavior of the flute. Studying the playing techniques requires us to consider the flautist and the instrument as a whole.First, this work focuses on the study of the acoustic response of the flute through two studies: one on the contribution of the linear acoustics in the design of a new instrument with a flute-maker, the other on the influence of the position of the flautist’s lips. This work allows us to highlight irregularities in the acoustic behavior of the flute according to the fingerings, and leads us to study how the flautist compensates them. Secondly, we study the respiratory strategies developed by the musician while playing, in order to obtain detailed analysis and understanding of relationships between respiratory and aeroacoustic control parameters in a musical context. We answer two questions: how does a flute player adapt his breathing and playing to musical tasks, and when does the musical playing begin. Finally, we were interested in the respiratory efforts developed by the musician, in terms of work and power. A new question is asked: how does the flautist use his respiratory system in order to achieve and/or to highlight a musical intention.Cette thèse présente une étude acoustique des instruments de musique de type flûte, enrichie par l'analyse de la respiration chez les flûtistes.Le flûtiste acquiert au cours de son parcours musical un contrôle expert du jeu de son instrument. Les contrôles développés par le musicien dépendent des libertés et contraintes apportées par son expertise musicale, sa physiologie respiratoire, la consigne musicale et la réponse acoustique de la flûte. Etudier les techniques de jeu nécessite de considérer le flûtiste et son instrument comme un ensemble.D'une part, ce travail porte sur l'étude de la réponse acoustique de la flûte à travers deux études: l'une concernant l'apport de l'acoustique linéaire lors de la conception d'un nouvel instrument par un facteur, l'autre portant sur l'influence de la position des lèvres du flûtiste. Ce travail permet de mettre en lumière les irrégularités du comportement acoustique de la flûte selon le doigté et amène à étudier comment le flûtiste les compense.D'autre part, nous étudions les stratégies respiratoires développées par le musicien au cours du jeu, afin d'obtenir une analyse et une compréhension fines des relations entre les paramètres de contrôle respiratoires et aéro-acoustiques dans un contexte musical. Nous répondons à deux questions : comment le flûtiste adapte sa respiration aux consignes musicales, et quand commence le jeu musical. Enfin, nous nous sommes intéressés aux efforts respiratoires développés par le musicien, en termes de travail et puissance. Une nouvelle question est posée : comment le flûtiste met à profit son système respiratoire afin de réaliser et/ou de faire entendre une intention musicale

Nine things to know about elicitins

Elicitins are structurally conserved extracellular proteins in Phytophthora and Pythium oomycete pathogen species. They were first described in the late 1980s as abundant proteins in Phytophthora culture filtrates that have the capacity to elicit hypersensitive (HR) cell death and disease resistance in tobacco. Later, they became well-established as having features of microbe-associated molecular patterns (MAMPs) and to elicit defences in a variety of plant species. Research on elicitins culminated in the recent cloning of the elicitin response (ELR) cell surface receptor-like protein, from the wild potato Solanum microdontum, which mediates response to a broad range of elicitins. In this review, we provide an overview on elicitins and the plant responses they elicit. We summarize the state of the art by describing what we consider to be the nine most important features of elicitin biology

Study of some models in photoacoustic imaging

Cette thèse porte sur l'étude de la méthode d'imagerie photoacoustique, une nouvelle modalité hybride permettant de combiner la haute résolution de l'imagerie par ultrasons et le contraste de l'imagerie optique. Nous y étudions en particulier le problème inverse associé et sa résolution : il se décompose en l'inversion de l'équation d'ondes et en celle de l'équation de diffusion optique, dont le but est de retrouver les paramètres optiques du milieu. Dans la première partie de cette étude nous développons un modèle permettant de prendre en compte les variations de la vitesse acoustique dans le milieu biologique. En effet, la plupart des méthodes d'inversion supposent une vitesse acoustique constante, ce qui est à l'origine d'erreurs dans les reconstructions. La deuxième partie de la thèse porte sur une étude mathématique du phénomène de limitation de la profondeur de l'imagerie photoacoustique. Nous calculons une estimation de stabilité du problème inverse dans le cas d'un milieu stratifié et nous montrons que la reconstruction se dégrade avec la profondeur. Nous étudions dans la dernière partie le phénomène photoacoustique en présence de nanoparticules métalliques : ces marqueurs permettent d'amplifier par des résonances le signal photoacoustique généré autour d'elles. Elles permettent ainsi une meilleure visibilité des tissus en profondeur. Nous explicitons ici le modèle mathématique de génération du signal photoacoustique, ainsi que la résolution théorique du problème inverse photoacoustique dans ce contexte.This thesis work is related to photoacoustic imaging techniques which are new multiwave modalities in medical imaging that combine both high resolution of ultrasounds and contrast of optical methods. Weprecisely studied the inverse problem that consists of determining the optical coefficients of biologicaltissues from measurement of acoustic waves generated by the photoacoustic effect. The photoacoustic inverse problem proceeds in two steps.We first retrieve the initial pressure from the measurement of the pressure wave on a part of the boundary of the sample. The first inversion takes then the form of a linear inverse source problem and provides internal data for the optical waves that are more sensitive to the contrast of the absorption and diffusion coefficients. In a second step we recover the optical coefficients from the acquired internal data.The aim of this work is to study the two inversions in different contexts. In the first part, we develop a model that takes into account the variations of the acoustic speed in the medium. Indeed, most of the inversion methods suppose that the acoustic speed is constant, and this assumption can lead to errors in the reconstruction of the optical coefficients. The second part of this work is the derivation of stability estimates for the photoacoustic inverse problem in a layered medium. We prove that the reconstruction is getting worse with depth. This is one of the main drawbacks of the photacoustic method, the imaging depth is limited to a few centimeters. The last part is about photoacoustic generation with plasmonic nanoparticles. They enhance the photoacoustic signal around them, so that we can investigate the tissue more deeply. We derive the mathematical model of the photoacoustic generation by heating nanoparticles, and we solve the photoacoustic inverse problem in this context

Etude de quelques modèles en imagerie photoacoustique

This thesis work is related to photoacoustic imaging techniques which are new multiwave modalities in medical imaging that combine both high resolution of ultrasounds and contrast of optical methods. Weprecisely studied the inverse problem that consists of determining the optical coefficients of biologicaltissues from measurement of acoustic waves generated by the photoacoustic effect. The photoacoustic inverse problem proceeds in two steps.We first retrieve the initial pressure from the measurement of the pressure wave on a part of the boundary of the sample. The first inversion takes then the form of a linear inverse source problem and provides internal data for the optical waves that are more sensitive to the contrast of the absorption and diffusion coefficients. In a second step we recover the optical coefficients from the acquired internal data.The aim of this work is to study the two inversions in different contexts. In the first part, we develop a model that takes into account the variations of the acoustic speed in the medium. Indeed, most of the inversion methods suppose that the acoustic speed is constant, and this assumption can lead to errors in the reconstruction of the optical coefficients. The second part of this work is the derivation of stability estimates for the photoacoustic inverse problem in a layered medium. We prove that the reconstruction is getting worse with depth. This is one of the main drawbacks of the photacoustic method, the imaging depth is limited to a few centimeters. The last part is about photoacoustic generation with plasmonic nanoparticles. They enhance the photoacoustic signal around them, so that we can investigate the tissue more deeply. We derive the mathematical model of the photoacoustic generation by heating nanoparticles, and we solve the photoacoustic inverse problem in this context.Cette thèse porte sur l'étude de la méthode d'imagerie photoacoustique, une nouvelle modalité hybride permettant de combiner la haute résolution de l'imagerie par ultrasons et le contraste de l'imagerie optique. Nous y étudions en particulier le problème inverse associé et sa résolution : il se décompose en l'inversion de l'équation d'ondes et en celle de l'équation de diffusion optique, dont le but est de retrouver les paramètres optiques du milieu. Dans la première partie de cette étude nous développons un modèle permettant de prendre en compte les variations de la vitesse acoustique dans le milieu biologique. En effet, la plupart des méthodes d'inversion supposent une vitesse acoustique constante, ce qui est à l'origine d'erreurs dans les reconstructions. La deuxième partie de la thèse porte sur une étude mathématique du phénomène de limitation de la profondeur de l'imagerie photoacoustique. Nous calculons une estimation de stabilité du problème inverse dans le cas d'un milieu stratifié et nous montrons que la reconstruction se dégrade avec la profondeur. Nous étudions dans la dernière partie le phénomène photoacoustique en présence de nanoparticules métalliques : ces marqueurs permettent d'amplifier par des résonances le signal photoacoustique généré autour d'elles. Elles permettent ainsi une meilleure visibilité des tissus en profondeur. Nous explicitons ici le modèle mathématique de génération du signal photoacoustique, ainsi que la résolution théorique du problème inverse photoacoustique dans ce contexte

L'interaction Tabac/Phytophthora: dissection d'un modèle complexe

* INRA URD BP 86510 21065 Dijon cedex (FRA) Diffusion du document : INRA URD BP 86510 21065 Dijon cedex (FRA) Diplôme : Dr. d'Universit

Acoustics and breathing in wind instrument during musical playing : flutes application

Cette thèse présente une étude acoustique des instruments de musique de type flûte, enrichie par l'analyse de la respiration chez les flûtistes.Le flûtiste acquiert au cours de son parcours musical un contrôle expert du jeu de son instrument. Les contrôles développés par le musicien dépendent des libertés et contraintes apportées par son expertise musicale, sa physiologie respiratoire, la consigne musicale et la réponse acoustique de la flûte. Etudier les techniques de jeu nécessite de considérer le flûtiste et son instrument comme un ensemble.D'une part, ce travail porte sur l'étude de la réponse acoustique de la flûte à travers deux études: l'une concernant l'apport de l'acoustique linéaire lors de la conception d'un nouvel instrument par un facteur, l'autre portant sur l'influence de la position des lèvres du flûtiste. Ce travail permet de mettre en lumière les irrégularités du comportement acoustique de la flûte selon le doigté et amène à étudier comment le flûtiste les compense.D'autre part, nous étudions les stratégies respiratoires développées par le musicien au cours du jeu, afin d'obtenir une analyse et une compréhension fines des relations entre les paramètres de contrôle respiratoires et aéro-acoustiques dans un contexte musical. Nous répondons à deux questions : comment le flûtiste adapte sa respiration aux consignes musicales, et quand commence le jeu musical. Enfin, nous nous sommes intéressés aux efforts respiratoires développés par le musicien, en termes de travail et puissance. Une nouvelle question est posée : comment le flûtiste met à profit son système respiratoire afin de réaliser et/ou de faire entendre une intention musicale.This thesis presents an acoustical study of flute-like instruments, which is developed by the analysis of flautist’s breathing. The flautist acquires during his musical background an expert control of his instrument. The control developed by the musician directly depends on the freedoms and constraints provided by the musician musical expertise, his respiratory physiology, the musical tasks and the acoustic behavior of the flute. Studying the playing techniques requires us to consider the flautist and the instrument as a whole.First, this work focuses on the study of the acoustic response of the flute through two studies: one on the contribution of the linear acoustics in the design of a new instrument with a flute-maker, the other on the influence of the position of the flautist’s lips. This work allows us to highlight irregularities in the acoustic behavior of the flute according to the fingerings, and leads us to study how the flautist compensates them. Secondly, we study the respiratory strategies developed by the musician while playing, in order to obtain detailed analysis and understanding of relationships between respiratory and aeroacoustic control parameters in a musical context. We answer two questions: how does a flute player adapt his breathing and playing to musical tasks, and when does the musical playing begin. Finally, we were interested in the respiratory efforts developed by the musician, in terms of work and power. A new question is asked: how does the flautist use his respiratory system in order to achieve and/or to highlight a musical intention

Mathematical modeling of the Photoacoustic effect generated by the heating of metallic nanoparticles

International audienceThis paper is devoted to the modelization of the photoacoustic effect generated by the electromagnetic heating of metallic nanoparticles embedded in a biological tissue. We first derive an asymptotic models for the plasmonic resonances and the electromagnetic fields. We then describe the acoustic generation created by the electromagnetic heating of the nanoparticle. Precisely, we derive the model equations that describes the coupling between the temperature rise in the medium and the acoustic wave generation. We obtain a direct relation between the acoustic waves and the electromagnetic external sources. Finally, we solve the multi-wave inverse problem that consists in the recovery of the electric permittivity of the biological tissue from the measurements of the generated acoustic waves on the boundary of the sample

L'INTERACTION TABAC/PHYTOPHTHORA (DISSECTION D'UN MODELE COMPLEXE)

LES ELICITINES, PROTEINES SECRETEES PAR LES CHAMPIGNONS DU GENRE PHYTOPHTHORA, ELICITENT LES MECANISMES DE DEFENSE DU TABAC, NICOTIANA TABACUM VAR. XANTHI, SUR PLANTE ENTIERE ET SUR SUSPENSION CELLULAIRE. CES PROTEINES PRESENTENT EGALEMENT UNE ACTIVITE DE PROTEINES DE TRANSFERT DE STEROL. AU COURS DE CE TRAVAIL, NOUS AVONS DEMONTRE QUE LES ELICITINES SONT CAPABLES DE TRANSFERER DES STEROLS ENTRE DES LIPOSOMES, DES MICELLES ET EGALEMENT ENTRE DES MEMBRANES BIOLOGIQUES. LA MUTAGENESE DIRIGEE DU GENE X24 CODANT LA CRYPTOGEINE, AFIN DE REMPLACER LES RESIDUS TYROSINES INTERVENANT DANS LA LIAISON DU STEROL A L'ELICITINE, NOUS A PERMIS D'OBTENIR DES ELICITINES AUX CAPACITES PLUS OU MOINS REDUITES A INTERAGIR AVEC DES STEROLS. NOUS AVONS AINSI PU DEMONTRER L'EXISTENCE D'UNE RELATION ENTRE CETTE FONCTION ET LA CAPACITE DE FIXATION DES ELICITINES SUR LEUR SITE DE FIXATION SPECIFIQUE SITUE SUR LA MEMBRANE PLASMIQUE DES CELLULES DE TABAC. C'EST EN FAIT UN COMPLEXE ELICITINE-STEROL QUI SE FIXE SUR CES SITES ET NON UNE ELICITINE NON CHARGEE. NOUS AVONS ENSUITE DEMONTRE L'EXISTENCE D'UNE RELATION ENTRE LA CAPACITE DE FIXATION DES ELICITINES SUR LEURS SITES A HAUTE AFFINITE ET LA CAPACITE DE CES PROTEINES A INDUIRE LES MECANISMES DE DEFENSE SUR SUSPENSION CELLULAIRE DE TABAC. NOUS AVONS AINSI RELIE L'INDUCTION DES MECANISMES DE DEFENSE ET LA FIXATION DES ELICITINES SUR CE QUI SEMBLE DONC ETRE LEUR RECEPTEUR MEMBRANAIRE CAPABLE DE TRANSMETTRE UN SIGNAL DU MILIEU EXTRACELLULAIRE VERS LE MILIEU INTRACELLULAIRE. NOUS AVONS PAR LA SUITE ETUDIE LA CAPACITE DES ELICITINES A INTERAGIR AVEC D'AUTRES LIPIDES. NOUS AVONS MONTRE QUE LES ELICITINES INTERAGISSENT AVEC DES ACIDES GRAS ET DES PHOSPHOLIPIDES, TRANSFERANT CES DERNIERS ENTRE DES LIPOSOMES. LES ELICITINES SEMBLENT AINSI FORMER UNE FAMILLE DE PROTEINES DE TRANSFERT DE LIPIDES. TOUT COMME POUR LES STEROLS, CES AUTRES LIPIDES POURRAIENT JOUER UN ROLE DANS LA RECONNAISSANCE DE L'ELICITINE PAR SON RECEPTEUR. ENFIN, LE CLONAGE, PAR LA METHODE DU DOUBLE HYBRIDE, DE L'ADN C CODANT CE RECEPTEUR A PERMIS DE METTRE EN EVIDENCE LA PRESENCE DE PLUSIEURS PROTEINES AFFINES POUR LA CRYPTOGEINE. TOUTES CES PROTEINES SONT DE NATURE INTRACELLULAIRE, LAISSANT ENVISAGE UNE EVENTUELLE INTERNALISATION DE L'ELICITINE DANS LES CELLULES VEGETALES.DIJON-BU Sciences Economie (212312102) / SudocSudocFranceF

An interdisciplinary study of the 1832 Boehm flute: history, geometry and acoustics

In 1832, flute-maker Theobald Boehm launches a brand new flute after conducting a series of acoustical experiments. The result was a flute with a conical bore, larger holes and a revolutionary key-system borrowing the best elements from different contemporary flute-makers. Despite its short life-span – by 1848 Boehm had already invented the modern flute with a cylindrical bore – and much rivalry from other manufacturers, this transition flute was built by many renowned makers until the first decades of the 20th century. This article studies several transition flutes from France, where the instrument gained significant popularity. Geometry profiles and impedance measurements unveil part of the identity of the instrument along with the challenges they impose on a skilled flautist. We will place the tuning and inharmonicity profiles of the instruments in their historical context, highlighting how the changes in manufacture initiated a revival of the instrument