Modèle stochastique et représentation par graphe pour le suivi spatio-temporel de pathogènes à la surface de feuilles par imagerie

Modèle stochastique et représentation par graphe pour le suivi spatio-temporel de pathogènes à la surface de feuilles par imagerie

un modèle sémantique spatio-temporel pour capturer la dynamique des environnements

National audienceLes Systèmes d'Information Géographique se sont peu à peu imposés comme des outils performants pour organiser, représenter, analyser et visualiser des données géographiques. Toutefois, l'intégration d'une dimension temporelle dans les SIG reste un défi de la recherche en sciences de l'information géographique. Dès lors, le développement de modèles spatio-temporels adaptés à l'étude de phénomènes géographiques réels devient un enjeu majeur dans la conception de systèmes d'informations dédiés à l'évolution d'entités spatiales. Dans ces travaux, nous proposons un nouveau modèle spatio-temporel basé sur une ontologie intégrant les connaissances des experts sur les données géographiques représentées. A terme, les capacités sémantiques proposées dans ce modèle permettent d'assister les experts dans la représentation et l'analyse d'un phénomène spatio-temporel en prenant en compte les informations contextuelles de l'environnement géographique

Premier Contrat de Territoire Corridors Biologiques (CTCB) - ETU 1.5 Diagnostic spatio-temporel

Le travail présenté ici fournit un diagnostic spatio-temporel temporel à l'échelle des périmètres de vigilance des quatre corridors biologiques du territoire de Saint-Étienne Métropole (Saint-Jean-Bonnefonds, Tartaras, La Fouillouse et Unieux) inclus dans le 1e Contrat de Territoire Corridors Biologiques (CTCB), initié par Saint-Étienne Métropole en 2011. L'étude s'appuie sur le concept d'utilisation du sol et sur des méthodologies qui ont permis :- De réaliser la cartographie et le bilan des changements d'utilisation du sol du passé à l'actuel,- D'analyser les indices de densité, connectivité et fragmentation de la mosaïque paysagère des espaces boisés,- D'anticiper les évolutions de l'utilisation du sol à horizon 2030

Traitement spatio-temporels pour la détection des cibles lentes par radars aéroportés

Détecter les cibles mobiles terrestres pour un radar aéroporté à antenne à visée latérale est une tache rendue difficile par l'étalement du spectre Doppler du fouillis, dû au mouvement du porteur. La solution consiste alors à effectuer un filtrage bidimensionnel spatio-temporel pour exploiter la relation de proportionnalité entre la fréquence Doppler d'une cible fixe et sa fréquence spatiale. Dans un premier temps, l'article présentera des résultats analytiques sur les performances théoriques du traitement spatio-temporel optimal. Dans un deuxième temps, l'article décrira un traitement spatio-temporel sous optimal sans référence fouillis seul

Contrôle spatio-temporel de la division cellulaire par les nœuds corticaux médians organisés par Cdr2 chez la levure S. pombe

The aim of this PhD work is to bring a better understanding of the regulatory mechanism controlling cell division in space and time at the molecular level. Cell division is composed of mitosis and cytokinesis. Both processes need to be perfectly coordinated in order to guarantee genome integrity. Cell division also needs to be properly balanced with cell growth to maintain cell size constant during successive cell cycles. Temporal and spatial regulatory mechanisms ensure the coordination of these events. The fission yeast Schizosaccharomyces pombe is a simple rod-shaped model organism well-known for cell cycle and cytokinesis studies. In this model, we focused the work of this thesis on the medial cortical nodes, complexe protein structures that have a dual role in mitotic commitment and in division plane positioning. Medial cortical nodes are organized by the SAD kinase Cdr2. Their localization and function is negatively regulated by the DYRK kinase Pom1 that forms a gradient emanating from the cell tips. Medial cortical nodes contain an inhibitory pathway for Wee1, promoting mitotic entry. This pathway involves the SAD kinase Cdr1, a direct inhibitor of Wee1 and has been proposed to couple mitotic entry to cell size by progressive alleviation of Pom1 inhibition when cells grow longer. Cdr2 also recruits to medial nodes the anillin Mid1 as well as a series of four additional components, Blt1, Gef2, Nod1 and Klp8, to form medial precursors for the cytokinetic contractile ring that compact into a tight ring during mitosis. Nodes medial localization, negatively controlled by Pom1 gradients, predefines thereby the division plane in the cell geometrical center. In a first part of my thesis, I studied the previously enigmatic cortical node protein Blt1. We showed that Blt1 promotes the robust association of Mid1 with cortical nodes. Blt1 interacts with Mid1 through the RhoGEF Gef2 to stabilize nodes at the cell cortex during the early stages of contractile ring assembly. The Blt1 N terminus is required for localization and function, while the Blt1 C terminus promotes cortical localization by interacting with phospholipids. In cells lacking membrane binding by both Mid1 and Blt1, nodes detach from the cell cortex and generate aberrant cytokinetic rings. We conclude that Blt1 acts as a scaffolding protein for precursors of the cytokinetic ring and that Blt1 and Mid1 provide overlapping membrane anchors for proper division plane positioning. In the second part of my thesis, I studied how Cdr2 scaffolds various nodes components to organize them in functional pathways promoting mitotic commitment and medial division. I showed that Cdr2 interaction with Wee1 and Mid1, depends on Cdr2 UBA domain in a kinase activity dependent manner. In contrast, Cdr1 associates with Cdr2 C-terminus composed of basic and KA-1 lipid-binding domains. Interestingly, Mid1 also interacts with Cdr2 C-terminus and may the bridge N- and C-terminal domains of Cdr2 while Blt1 associates with the central spacer region. We propose that the association of Cdr2 effectors with different Cdr2 domains may constrain Cdr1 and Wee1 spatially to promote Wee1 inhibition upon Cdr2 kinase activation.Le but de ces travaux de thèse est d’apporter une meilleure compréhension des mécanismes de régulation contrôlant la division cellulaire au niveau moléculaire. La division cellulaire est composée de la mitose et la cytocinèse. Les deux processus doivent être coordonnés étroitement afin de garantir la stabilité du génome. La division cellulaire doit aussi s’équilibrer avec la croissance cellulaire pour que les cellules conservent une taille constante au cours des cycles successifs. La levure S. pombe est un organisme modèle simple très utilisé pour des études de cycle cellulaire et de cytocinèse. Dans ce modèle, nous avons focalisé ce travail de thèse sur les nœuds corticaux médians, des structures protéiques complexes, qui ont une fonction double dans l’engagement en mitose et dans le positionnement du plan de division. Les nœuds médians corticaux sont organisés par la kinase SAD Cdr2. Leur localisation et leur fonction sont régulées négativement pour la DYRK kinase Pom1 qui forme des gradients émanant des extrémités de la cellule. Les nœuds corticaux médians contiennent une voie d’inhibition pour Wee1 qui promeut l’entrée en mitose. Cette voie implique la kinase SAD Cdr1, un inhibiteur direct de Wee1 et pourrait coupler l’entrée en mitose à la taille de la cellule par levée progressive de l’inhibition exercée par Pom1 quand les cellules s’allongent. Cdr2 recrute aussi l’anillin Mid1 sur les nœuds corticaux médians ainsi qu’une série de composants additionnels, Blt1, Gef2, Nod1 et Klp8, pour former des précurseurs médians de l’anneau contractile de cytocinèse qui se compactent en un anneau fin pendant la mitose. La localisation médiane des nœuds, contrôlée négativement par les gradients polaires de Pom1 prédéfinit ainsi le plan de division au centre géométrique de la cellule. Dans la première partie de ma thèse, j’ai étudié la protéine des nœuds corticaux médians Blt1 dont la fonction restait énigmatique. Nous avons montré que Blt1 promeut une association robuste de Mid1 avec les nœuds corticaux. Blt1 interagit avec Mid1 via le RhoGEF Gef2 pour stabiliser les nœuds au cortex cellulaire durant les premiers stades de l’assemblage de l’anneau contractile. L’extrémité N-terminale de Blt1 est nécessaire à sa localisation ainsi qu’à sa fonction, tandis que son extrémité C-terminale favorise sa localisation au cortex en interagissant avec des phospholipides. Dans des cellules dans lesquelles ni Mid1 ni Blt1 ne peuvent s’attacher à la membrane, les nœuds se détachent du cortex et génèrent des anneaux contractiles de cytocinèse aberrants. Nous en avons conclu que Blt1 agit comme une protéine d’échafaudage pour les précurseurs de l’anneau contractile, et que Blt1 et Mid1 constituent des ancres membranaires redondantes pour le positionnement du plan de division. Dans une deuxième partie de ma thèse, j’ai étudié comment Cdr2 organise les différents composants des nœuds en voies fonctionnelles qui favorisent l’entrée en mitose et la division médiane. J’ai montré que l’interaction de Cdr2 avec Wee1 et Mid1 dépend du domaine UBA de Cdr2 de manière dépendante de l’activité kinase. En revanche, Cdr1 s’associe avec l’extrémité C-terminale de Cdr2, composée des domaines basique et KA1 d’association aux lipides membranaires. De manière intéressante, Mid1 interagit également avec l’extrémité C-terminale de Cdr2 et pourrait ponter les parties N- et C-terminales de Cdr2, alors que Blt1 s’associe à la région centrale de Cdr2. Nous faisons l’hypothèse que l’association des effecteurs de Cdr2 avec différents domaines de Cdr2 pourraient contraindre Cdr1 et Wee1 spatialement pour promouvoir l'inhibition de Wee1 quand la kinase Cdr2 est active

Les parties du corps et l'expression de l'espace

In African lnaguages, some highly polysemic words with grammatical functions related to space and time happen to name body parts as well. Aiming at establishing their central semantic value, the author starts by questioning their status as body part names. Through a study of the paradigms they form in a few African languages, she establishes the conception of the body they represent. She concludes that the body does not give an orientation to space, but is situated in a space that has its own orientation. These polysemic words are apt to take on grammatical functions as a consequence of their general abstract meaning embodied in various conceptual domains and syntactic scales. While refuting the conception that has languages move from the concrete to the abstract, she insists tha each language creates its own conceptual universe.Cet article traite, dans quelques langues africaines, des noms très polysémiques dont il convient de rechercher la valeur et qui se grammaticalisent en produisant des fonctionnels spatio-temporels mais peuvent également se trouver utilisés pour désigner une partie du corps. L'auteur s'interroge d'abord sur leur véritable statut en tant que désignations de parties du corps, puis à partir de l'examen des paradigmes que constituent ces termes dans les langues présentées sur la conception du corps qui s'en dégage. Elle en conclut que le corps n'oriente pas l'espace mais qu'à l'inverse il s'inscrit dans un espace déjà orienté, et que ces termes polysémiques ont une aptitute à la grammaticalisation du fait même de leur sens abstait général qu'il concrétisent dans divers domaiens conceptuels et sur diverses échelles syntaxiques. Elle récuse la thèse qui voudrait que ces langues aillent du concret à l'abstrait et affirme que chaque langue structure différemment son univers conceptue

Suivi spatio-temporel du couvert nival du Québec à l’aide des données NOAA-AVHRR

L’imagerie satellitaire dans le visible et l’infrarouge permet de cartographier le couvert nival à grande échelle, ce qui n’est pas facilement réalisable à partir des observations locales conventionnelles. Cependant, en raison de leur résolution spatiale inadéquate ou de la faible durée de leurs séries d’observations, les produits satellitaires actuellement disponibles sont inutilisables pour l’étude à long terme du couvert nival. Par conséquent, l’objectif de la présente étude a été de développer un algorithme opérationnel de cartographie de la neige à l’aide des données du capteur AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer) embarqué à bord du satellite NOAA. Cette procédure doit permettre de suivre l’évolution spatio-temporelle de la neige au sol sur une longue période de temps et avec une bonne résolution spatiale. Les résultats de la cartographie ont été validés par rapport aux observations de l’occurrence et de l’épaisseur de la neige au sol. L’algorithme a été appliqué au territoire du Québec sur trois périodes spécifiques : 1998-1999, 1991-1992 et 1986-1987. L’algorithme a réussi à identifier la catégorie de surface (neige/non-neige) avec un taux de succès global moyen de 87 %. Les performances de l’algorithme ont été supérieures dans la détection de la neige (90 %) qu’elles l’ont été pour les surfaces sans neige (82 %). Également, l’algorithme a permis de situer le début des périodes de formation et de fonte de la neige, et ce tant au niveau local qu’à l’échelle du bassin versant.This work is part of a multidisciplinary study designed to validate the elements of the hydrological cycle of the Canadian regional climate model simulations (CRCM) over Quebec (Canada). These simulations, carried out over a 20-year period (1979-1999), aim at examining the annual and inter-annual hydrological budgets of a dozen catchments. Snow cover is a key factor in the modeling of the hydrological budget as well as the climatic changes. The remote sensing component of the project involves the use of satellite data in order to validate CRCM simulations of snow cover characteristics (i.e., snow cover extent), which are impossible to validate using conventional in situ snow observations.Satellite data in the visible and infrared spectra as well as passive microwaves represent an alternative source of information on snow cover. Various satellite snow products have been available since the middle of the 1960’s and a few are available in real time and online. However, their quality varies considerably with respect to sensor and platform characteristics, image processing procedures and snow classification techniques. Consequently, these operational products cannot be used for the validation of the CRCM simulations because of their limited spatial extent, or their coarse spatial resolution, or the lack of a continuous and homogeneous series of observations covering the targeted period (1979-1999). In addition, the coarse temporal resolution and the small areal coverage of high-resolution satellites limit their use for the temporal monitoring of snow cover on a regional scale. Consequently, it was decided to explore the potential of NOAA-AVHRR data for the space-time monitoring of snow on the ground and to produce snow cover maps. These maps would then be used to validate CRCM simulations. Among the 20 years concerned by the study (1979-1999), six winter seasons were targeted to be used in the validation process.The objective of this work was thus to develop a simple procedure of space-time monitoring of snow cover over the province of Quebec using AVHRR images. The algorithm was calibrated and validated over three winter seasons: 1998-1999, 1991-1992 and 1986-1987. In order to monitor snow cover, especially during snow setting and melt phases, the daily images from October 1st to December 15th and from April 1st to May 31st of each of the three periods were used. Images at the beginning of the afternoon were preferred since they are less sensitive to topographic effects and variation in illumination conditions. Only the images presenting a minimal cloud cover were retained (164 images out of the 411 initially identified). These selected images were used for the calibration and validation of the snow cover mapping algorithm. Selected AVHRR images were calibrated and corrected radiometrically and geometrically. A sub-region (82°30’ W, 58°N; 60° W, 46° N) covering the territory being studied was therefore extracted from each image.The classification algorithm used herein was developed from published classification techniques. This algorithm is based on sequential hierarchical thresholds in order to classify the AVHRR images into three surface categories: snow, no-snow and clouds. It consists of a combination of six sequential thresholds. The thresholds go from least restrictive to most severe. A pixel that successfully passes through all the thresholds is classified as snow; if the pixel does not pass through all the thresholds, it is categorized either as clouds or no-snow. The thresholds were established empirically and are consequently specific to Quebec conditions. The classification results were validated at the temporal and spatial levels using ground observations, specifically snow occurrence at Environment Canada’s meteorological stations.The algorithm was calibrated using pixel samples extracted from each selected image, above areas representing the three surface categories present within the scene. These areas were identified visually and delimited manually. Thereafter, radiometric data samples from all selected images were put together and their percentiles were calculated. The percentiles were used to build the values of the algorithm thresholds.For each of the three studied periods, two dates were chosen for the spatial validation of the snow maps produced using AVHRR images: one during the snow cover setting period (at the end of October) and the other for the snow melt period in spring (at the end of April). For these six dates, ground snow occurrence at meteorological stations was compared to the classification results. For temporal validation, snow occurrence observations at 15 meteorological stations during each of the three winter seasons were used for the classification algorithm. Corresponding ground observations were compared to the occurrence of snow class within 3 x 3-pixel windows centered on each station and the total accuracy statistics were therefore calculated. When 50% or more of the 3 x 3-pixel windows were classified as cloudy, the results for the corresponding station were excluded from the comparison.The classification results were quite accurate, with 87% of the pixels around validation meteorological stations being correctly identified. The algorithm successfully detected the presence of snow with a precision of 90% and 82% for no-snow surfaces. The algorithm performances in spring and autumn were similar. Also, the algorithm detected the presence of snow more accurately in open lands than in forested areas. We demonstrated that the algorithm allowed the location of the beginning of snow formation and melting periods at the local level as well as at the watershed scale, especially under clear sky conditions. The algorithm also captured interannual dynamics and spatial variations in the establishment and disappearance of snow cover. The use of high spatial resolution imagery (LANDSAT or SPOT) would improve the accuracy assessment of the algorithm results according to soil occupation types and pixel fractional snow coverage. The main limitation of the algorithm application is the presence of persistent clouds

Traitement d'image utilisant la POD et la DMD pour l'étude du développement de la cavitation sur un NACA0015

Le travail présenté ici concerne l’étude des instabilités de poche de cavitation se développant sur un profil bidimensionnel de type NACA0015 à haut nombre de Reynolds (Re=5 105). Les conditions expérimentales sont relatives à des poches quasistatique, périodique, transitoire et apériodique correspondant à des valeurs de s/2a de 5.75, 5, 4.3 et 3.58. Le comportement dynamique de la cavité est étudié à l’aide d’outils mathématiques de type décomposition orthogonale en modes propres (POD) et décomposition en mode dynamique (DMD) appliqués à des images issus de visualisations rapides. L’originalité de ce travail est l’application de ces méthodes pour décrire le comportement dynamique (2D et 3D) spatio-temporel de la poche en fonction des conditions de cavitation dans le but de mettre en évidence les effets 3D inhérents à l’instabilité soit de jet rentrant soit de propagation d’une onde à l’interface de la poche à l’origine du caractère pulsant de celle-ci

Extraction de motifs spatio-temporels à différentes échelles avec gestion de relations spatiales qualitatives

ISBN : 978-163266234-7National audienceGeoreferenced databases contain a huge volume of temporal and spatial data. They are notably used in environmental analysis. Several works address the problem of mining those data, but none are able to take into account the richness of the data and especially their spatial and temporal dimensions. In this paper, we focus on the extraction of a new kind of spatiotemporal patterns which consider the relationship between spatial objects and also various geographical scales. We propose an algorithm, STR_PrefixGrowth, which can be applied on a huge amont of data. The proposed method is evaluated on hydrological data collected on the Saône basin during the last 19 years. Our experiments emphasize the contribution of our approach toward the existing methods.Les bases de données géoréférencées contiennent un important volume de données temporelles et spatiales. Elles sont par exemple particulièrement utilisées dans le cadre d'analyses environnementales. Plusieurs méthodes ont été proposées pour l'exploration de telles bases de données, mais aucune ne permet d'exploiter toute la richesse des données, en particulier leurs dimensions spatiales et temporelles. Dans cet article, nous introduisons un nouveau type de motifs spatio-temporels considérant les relations entre objets spatiaux mais aussi les différentes échelles géographiques. Nous proposons un algorithme d'extraction de motifs STR_PrefixGrowth applicable sur un important volume de données. Nous traitons un exemple de données hydrobiologiques collectées sur le bassin de la Saône durant les 19 dernières années. Les expérimentations menées soulignent l'intérêt de notre méthode par rapport aux méthodes existantes