Добірка наукової літератури з теми "Filtres à ADN – Modèles mathématiques"

A. Fumigatus a été exposé à 91 mélanges d’amphothericine B, micafungine et nykkomycine Z. Le meilleur modèle est un modèle global de surface de réponse avec des équations polynomièles pour m et CI50. On voit une large région de synergie, sur le bord micafungine et nykkomycine Z (proportions normalisées équivalentes), et vers le milieu de la figure. On a simulé différents profiles de m et CI50 en variant systématiquement les paramètres des polynomes. Pour CI50, on a pu simuler des isoboles assymétriques et irrégulières, mais passant au maximum 2 fois la ligne d’additivité. Enfin, l’évolution dans le temps et la relation concentration-effet pour des données de microarrays ont ete fittés simultanément, avec comme sous-modèles respectifs un modèle de croissance / décroissance exponentiel et un modèle de Hill. Les données étaient une base de résultats Affymetrix HG-U95Av2 de 51 arrays, aprés exposition au cisplatine ou à l’oxaliplatine de cellules de carcinome ovarien humain A2780. 18 gènes ont été sélectionés. Une comparaison des paramètres permet de voir les gènes présentant des profiles différents
A. Fumigatus was exposed to 91 fixed ratio combinations of amphotericin B, micafungin, and nikkomycin Z. Effect was assessed with an XTT assay. The best model was an overall response surface including polynomial equations for m and CI50. There was a large zone of synergy, mostly at the nikkomycin Z / micafungin edge and into the center of the ternary plots. The effect of changing the values of the different polynomial parameters for m and CI50 was systematically simulated. For CI50, asymmetrical and irregular isobols could be simulated, and the additivity line could be crossed twice at maximum. Finally, time-course and concentration-effect of gene expressions from microarray studies were fitted simultaneously, the respective submodels being the exponential increase / decrease model and the Hill model. The dataset was an Affymetrix HG-U95Av2 51 arrays dataset, after exposure of A2780 human ovarian carcinoma cells to cisplatin and oxaliplatin, focusing on 18 selected genes. Comparisons of model parameters helped distinguish genes with various expression patterns and could also help in understanding the molecular mechanisms of the agents, and their timing

Les puces tiling arrays sont des puces à haute densité permettant l'exploration des génomes à grande échelle. Elles sont impliquées dans l'étude de l'expression des gènes et de la détection de nouveaux transcrits grâce aux expériences de transcriptome, ainsi que dans l'étude des mécanismes de régulation de l'expression des gènes grâce aux expériences de ChIP-chip. Dans l'objectif d'analyser des données de ChIP-chip et de transcriptome, nous proposons une modélisation fondée sur les modèles à variables latentes, en particulier les modèles de Markov cachés, qui sont des méthodes usuelles de classification non-supervisée. Les caractéristiques biologiques du signal issu des puces tiling arrays telles que la dépendance spatiale des observations le long du génome et l'annotation structurale sont intégrées dans la modélisation. D'autre part, les modèles sont adaptés en fonction de la question biologique et une modélisation est proposée pour chaque type d'expériences. Nous proposons un mélange de régressions pour la comparaison de deux échantillons dont l'un peut être considéré comme un échantillon de référence (ChIP-chip), ainsi qu'un modèle gaussien bidimensionnel avec des contraintes sur la matrice de variance lorsque les deux échantillons jouent des rôles symétriques (transcriptome). Enfin, une modélisation semi-paramétrique autorisant des distributions plus flexibles pour la loi d'émission est envisagée. Dans un objectif de classification, nous proposons un contrôle de faux-positifs dans le cas d'une classification à deux groupes et pour des observations indépendantes. Puis, nous nous intéressons à la classification d'un ensemble d'observations constituant une région d'intérêt, telle que les gènes. Les différents modèles sont illustrés sur des jeux de données réelles de ChIP-chip et de transcriptome issus d'une puce NimbleGen couvrant le génome entier d'Arabidopsis thaliana
Tiling arrays make possible a large scale exploration of the genome with high resolution. Biological questions usually addressed are either the gene expression or the detection of transcribed regions which can be investigated via transcriptomic experiments, and also the regulation of gene expression thanks to ChIP-chip experiments. In order to analyse ChIP-chip and transcriptomic data, we propose latent variable models, especially Hidden Markov Models, which are part of unsupervised classification methods. The biological features of the tiling arrays signal, such as the spatial dependence between observations along the genome and structural annotation are integrated in the model. Moreover, the models are adapted to the biological question at hand and a model is proposed for each type of experiment. We propose a mixture of regressions for the comparison of two samples, when one sample can be considered as a reference sample (ChIP-chip), and a two-dimensional Gaussian model with constraints on the variance parameter when the two samples play symmetrical roles (transcriptome). Finally, a semi-parametric modeling is considered, allowing more flexible emission distributions. With the objective of classification, we propose a false-positive control in the case of a two-cluster classification and for independent observations. Then, we focus on the classification of a set of observations forming a region of interest such as a gene. The different models are illustrated on real ChIP-chip and transcriptomic datasets coming from a NimbleGen tiling array covering the entire genome of Arabidopsis thaliana

La présente thèse traite de la commande à structure variable de l'onduleur de tension utilisé comme filtre actif de puissance. La commande à structure variable et ses modes glissants associés s'intéresse au suivi de trajectoire des courants côté alternatif. Le filtrage actif quant à lui est rendu nécessaire par la prolifération des sources de pollution harmonique ainsi que par multiplicité des charges sensibles et/ou critiques. La thèse débute par une introduction au filtrage actif ; la commande à structure variable avec son approche non linéaire est abordée au second chapitre pour y être appliquée à un cas multivariable fortement découplé. L'approche multivariable est illustrée au chapitre quatre par un filtre actif triphasé. Une commande basée sur la commande dite équivalente est décrite et améliorée afin de faire face à des problèmes de perte de commande et de spectre de découpage dispersé. La partie expérimentale développée montre la possibilité de réalisation des commandes mises au point. Les essais comparatifs effectués ont mis en avant les qualités et les améliorations possibles de ces commandes

L'épuration par adsorption offre des possibilités intéressantes qui n'ont pas été optimisées, exploitées, voire même simplement explorées. Les systèmes des filtres en charbon actif modélises prennent en compte des mélanges des polluants en faible concentration et composition variable dans le temps, température et humidité fluctuantes, spécificités qui remettent pourtant en cause le principe de fonctionnement comme les règles de dimensionnement ou de maintenance afférentes a ces systèmes. La première partie de la thèse constitue une synthèse bibliographique des phénomènes physico-chimique qui interviennent dans le processus de filtration par adsorption. La deuxième partie présente les modèles développés dans l'environnement Matlab/Simulink sur la base de cette analyse phénoménologique et des hypothèses simplificatrices qui peuvent être faites dans le contexte particulier du traitement de l'air intérieur. Premièrement ont été considères des conditions d'air sec et isotherme et âpres ont a intègre les effets sur la dynamique d'adsorption des variations de température et d'humidité. Enfin la dernière partie présente les simulations qui ont été réalisés avec les modèles développés. Les modèles mono et multi-composes considérant des conditions isothermes et sèches ont été compares avec les donnes expérimentales pour les 6 polluants mesures a Ecole des Mines d'Ales. Le cas d'humidité a été traite séparément en faisant une comparaison des deux modèles développés. Pour terminer, les dernières simulations ont été axées sur la caractérisation du potentiel d'amélioration de la qualité de l'air par l'utilisation des filtres en charbon actif
Indoor air cleaning by adsorption offers interesting solutions which haven’t been optimized, exploited and not even explored. The models of activated carbon filter systems take into consideration the mixture of several pollutants characterized by low concentrations, variable composition in time, temperature and humidity. All these properties are determining the operating criteria like the designing or endurance of those systems. The first part of the paper presents a synthesized biographical study upon the chemical and physical phenomenon which are typical for the filtration processes by adsorption. The second part presents the models developed in Matlab/Simulink software by taking into account the simplified hypothesis applied for the particularities of indoor air cleaning. First isothermal and dry conditions were modeled and then the effects of humidity and temperature influence. Finally the last part describes the simulations realized with the developed models. Mono and multi compound models for dry and isothermal conditions were compared with the experimental data for 6 pollutants measured at Ecole des Mines d’Ales. The influence of humidity was studied separately making a comparison between two models proposed in the present paper. In the end the last simulations show the potential of activated carbon filters to improve the indoor air quality

La modélisation, aspect fondamental de toutes les sciences appliquées, vise à établir des relations mathématiques entre les différentes variables caractéristiques d'un système. Les travaux développés dans ce mémoire entrent dans le cadre de la modélisation par fonctions orthogonales de systèmes dynamiques discrets LTI et stables. Plus particulièrement, les fonctions Dirac delta, Laguerre, Kautz, type Meixner et celles issues de la base orthogonale généralisée y sont présentées. Elles différent entre elles par le nombre de pôles qu'elles admettent et par leur convenance à l'identification de systèmes, à partir de conditions initiales mal connues. De plus, une nouvelle base orthogonale est proposée. Elle généralise la définition de la base de type Meixner à un nombre quelconque de pôles réels et est, de ce fait, plus adaptée à la modélisation de systèmes ayant plusieurs dynamiques, a partir de conditions initiales mal connues. Pour chaque base, la convergence des coefficients de Fourier et des séries fonctionnelles a été étudiée. Elle a pour but de justifier la troncature de la représentation, initialement infinie, a un ordre fini. La décomposition d'une fonction de transfert d'un modèle surparamétrise, sur des bases orthogonales, permet, dans certains cas, d'obtenir un modèle d'ordre réduit. En effet, un choix optimal de pôles minimise le nombre de filtres nécessaires à l'approximation de la fonction de transfert originelle. Dans ce cadre, le calcul des pôles optima passe obligatoirement par la résolution d'équations algébriques connues sous le nom de conditions d'optimalité. A partir d'une étude bibliographique détaillée, un des points forts, développés dans ce mémoire, concerne la synthèse des conditions d'optimalité de la base orthogonale généralisée pour un choix de pôles réels. Ces résultats ont été utilisés, d'une part, pour la réduction d'ordre de modèles et, d'autre part, pour l'identification de systèmes linéaires par des filtres issus de la base orthogonale généralisée. Une extension aux systèmes non linéaires a également été proposée par une technique de multimodèle.

Les puces à ADN permettent d’étudier simultanément l’expression de plusieurs milliers de gènes à partir de peu d’individus biologiques. Trois approches sont considérées dans cette thèse pour résoudre les problèmes de sensibilité dans la recherche de gènes différentiellement exprimés: la modélisation des variances-covariances, l’analyse séquentielle et la méta-analyse. La première et la troisième partie reposent principalement sur des approches dites de ’shrinkage’ qui estiment les valeurs de chaque gène à partir de l’information provenant de l’ensemble des gènes. En diminuant le nombre de paramètres à estimer, elles permettent d’augmenter la sensibilité. La modélisation des variances se révèle particulièrement utile dans le cas d’expériences avec de petits échantillons. La modélisation des covariances est quant à elle particulièrement pertinente pour les études de suivi longitudinal où les mesures sont répétées sur les mêmes individus au cours du temps. Côté analyse séquentielle, la sensibilité est étudiée en tant que règle d’arrêt. On cherche alors à arrêter une expérience en cours dès que ce critère dépasse un certain seuil, afin d’en diminuer les coûts. La méta-analyse est ensuite étudiée dans un contexte beaucoup plus général que celui de l’analyse séquentielle où on combinait les analyses intermédiaires. Elle permet de gagner de la sensibilité en regroupant des résultats d’études individuelles qui ne sont pas comparables directement mais qui répondent à une même question biologique. La méta-analyse est abordée à la fois sous l’angle fréquentiste (combinaison de grandeurs des effets ou combinaison de p-values) et sous l’angle bayésien.

Cette thèse porte sur l’estimation des paramètres et/ou de l’état de modèles à espace d’états. Les motivations de ce travail sont financières : il s’agit d’estimer la volatilité stochastique d’une action ainsi que les paramètres qui régissent sa dynamique. Deux modèles sont étudiés : le modèle de Taylor et celui d’Heston. Après avoir rappelé et exposé les méthodes de filtrage, on présente une nouvelle méthode de M-Estimation par déconvolution pour des modèles linéaires. L’estimateur ainsi obtenu est consistant, asymptotiquement normal et admet une forme explicite pour la matrice de variance, permettant ainsi le calcul d’intervalle de confiance. Pour l’estimation dans le modèle de Taylor, ces deux approches sont mises en compétition. Les calculs sont explicités, une étude comparative est menée sur données simulées et réelles et illustre les performances de notre estimateur. Le modèle d’Heston est un exemple typique de modèle complexe et, l’espace d’états étant non linéaire on peut appliquer notre M-Estimateur. On montre comment les méthodes de filtrage permettent l’estimation de la volatilité et de ses paramètres par le biais des prix d’options. Ceci illustre la performance et la grande flexibilité de ces méthodes. Finalement, on s’intéresse au risque de modèle et à ses impacts sur l’estimation par filtrage en regardant comment se propage une erreur d’initialisation des paramètres de la dynamique de la volatilité dans le filtre. L’étude est menée dans un modèle à espace d’états linéaire ou faiblement non linéaire estimé par le filtre de Kalman ou de Kalman Etendu. Ceci est illustré dans le cas du modèle d’Heston
This thesis deals with the estimation of the state and/or the parameters of state-space models. The motivations come from financial applications, namely, from the estimation of the stochastic volatility and the parameters of its dynamics. Here, we consider two models : the Taylor SV model and the Heston model. After presenting the filtering methods, we propose a new approach of M-estimation based on a déconvolution strategy for linear state space models. We show that this method leads to a consistent and asymptotically normal estimator with an explicit variance, allowing constructing asymptotic confidence interval in practice. For the SV model, a thorough comparison with filtering methods and other classical methods is given on simulated and real data. This study shows the performance of our new approach. The Heston model is an example of complex state space models and, due to the nonlinearity, we cannot apply our approach. Nevertheless, filtering methods can be used for this model and we show how the filters update the estimation of the volatility and the parameters thanks to the observation of option prices. This illustrates the flexibility of these methods. Finally, we analyze the model risk induces by an error in the estimation of the parameters. Our objective consists in understanding the behavior of the filtering methods when the model is not well parameterized. A theoretical analysis consists in isolating the model risk due to the uncertainty of the parameters from the error of estimation for linear (and weakly nonlinear) models. An application of this result is given for the Heston model

Ce mémoire s'attache à établir une méthode de recherche de nouvelles structures de filtrage hyperfréquence en guide d'ondes. Une technique d'analyse électromagnétique est exposée. Celle-ci permet de caractériser toute structure composée de portions rectilignes de guide d'ondes rectangulaire dont les surfaces ouvertes aux extrémités se recouvrent partiellement. Les surfaces non partagées sont supposées parfaitement conductrices. Chaque portion de guide d'ondes est considérée emplie de diélectrique homogène isotrope. La technique de synthèse s'appuie sur un algorithme d'optimisation privilégiant la souplesse, la rapidité et la fiabilité. L'algorithme génétique est employé. II permet, de par son formalisme fortement basé sur l'abstraction, de ne pas imposer de contraintes sur la topologie de la structure optimisée ni sur le type de réponse escompté. La méthode d'analyse et la technique de synthèse sont implémentées dans un logiciel: SOFRIM (Simulation et Optimisation de Filtres Rectangulaires à Iris Multi-sections). Une interface graphique y est adjointe, conduisant par la même a un outil logiciel dédié parfaitement adapté à la synthèse par optimisation de filtres hyperfréquences en guide d'ondes rectangulaire. Le logiciel est exploité et conduit tout d'abord à la découverte d'un nouveau schéma de couplage où tous les pôles sont fournis par des modes au voisinage de leur fréquence de coupure. Ce principe conduit à des dimensions faibles pour le filtre. De plus, cette structure permet d'introduire de multiples zéros de transmission. Trois exemples de ce type de filtre sont présentés. Les résultats de la réalisation de deux d'entre eux sont décrits. Le logiciel est également employé pour introduire un zéro de transmission dans un filtre à modes évanescents à inserts diélectriques. Les filtres synthétisés valident les méthodes employées et justifient la démarche.

Le contexte réglementaire européen et français actuel impose des contraintes importantes sur la politique d’assainissement des petites collectivités. Les zones humides artificielles dédiées au traitement des eaux usées urbaines, et notamment les massifs filtrants verticaux, sont un outil efficace pour mener à bien cette politique. Ainsi, l’intérêt de la recherche sur ces techniques prometteuses s’est accentué ces dernières années. La modélisation mécaniste est une discipline en plein essor dans ce domaine. Le présent travail détaille le développement d’un modèle de transport réactif diphasique adapté aux massifs filtrants verticaux. L’oxygène est un facteur déterminant pour le fonctionnement de ces systèmes. Une étude permettant d’évaluer l’influence de leur conception et de leur exploitation sur les transferts d’oxygène est proposée. Les capacités de ré-oxygénation des filtres verticaux non colonisés sont évaluées à l’aide du modèle numérique. Dans la continuité de ces premiers résultats, l’interdépendance entre renouvellement d’oxygène et consommation bactérienne est abordée. Pour cela, un modèle de biodégradation aérobie adapté aux massifs filtrants verticaux est couplé au modèle de transport. Parallèlement à une meilleure compréhension des transferts d’oxygène, les résultats ouvrent la discussion sur les limites du modèle biologique adopté. De manière complémentaire à la modélisation, un dispositif expérimental visant à étudier le transport réactif des filtres verticaux non colonisés a été mis en place. Il ouvre la voie au calage du modèle numérique qui a été développé
Oxygen renewal, as a prominent phenomenon for aerobic bacterial activity, deeply impacts Vertical Flow Constructed Wetland (VFCW) treatment efficiency. We introduce a multiphase model able to simulate multi-component transfer in VFCWs. It is based on a two-phase flow module, and a transport module. The flow module can quantify both water and air velocities throughout the filter during operation. The reactive transport module follows dissolved and gaseous oxygen concentrations, and the transport of solutes such as ammonium and readily biodegradable COD (Chemical Oxygen Demand). The consumption of components is governed by Monod-type kinetics. Heterotrophic and autotrophic bacteria, which are responsible for COD and ammonium degradation respectively, are part of the model components. The kinetics are based on the Constructed Wetlands Model 1. The results from the simulation tool were compared with existing experimental data, and two kinds of operation with VFCWs were investigated. The authors show strong interplay between oxygen renewal and bacterial consumption in case of sequential batch feeding with transient flooding of surface. Oxygen renewal is essentially convection mediated in such operation, while convection is not significant in non-flooding operation. Simulated bacterial patterns are impacted by the operation, both quantitatively and spatially. From a modelling point of view, the authors highlight some limitations of the biological model : the description of bacterial lysis processes needs to be enhanced, as well as ammonium adsorption to organic matter

L'objectif est de développer un modèle global d'instrument à vent à anche simple qui inclut les actions de l'instrumentiste, en vue de simulations dans le domaine temporel. L'élaboration de ces modèles à temps continu et à temps discret nécessite la mise en oeuvre de méthodes liées à l'acoustique, au traitement du signal et aux mathématiques appliquées. Le premier chapitre donne une description des postulats et principes de modélisation utilisés, compatibles avec une démarche informatique "orientée objet". L'instrument est vu comme un assemblage d'éléments localisés reliés entre eux par des portions de tube. Sont détaillés les modèles d'embouchures à anche simple et d'obturateur de trou latéral. Des exemples sonores illustrent le potentiel de ce type de modélisation de l'instrument en situation de jeu. Au cours de la discussion, il apparaît que certains points néscessitent un développement plus poussé. Les trois points jugés les plus importants donnent les chapitres suivants. Dans le deuxième chapitre, est décrit un modèle à temps continu de tube acoustique de forme quelconque, en supposant une propagation unidimensionnelle et une section continûment et lentement variable. Une portion de tube est représentée par un bi-porte dont les ondes entrantes et sortantes sont localement progressives. Ce modèle se distingue du modèle usuel en ondes progressives, lequel présente l'inconvénient d'engendrer artificiellement des instabilités pour certaines configurations de tube. Le troisième chapitre tente de faire le point sur la modélisation mécanique de l'anche simple et de mettre au point la conception d'un modèle à constantes localisées et à paramètres variables. Sont discutés en outre l'enroulement de l'anche sur la table et la validation d'un modèle de poutre. Le quatrième chapitre essaie d'établir des principes de passage du temps continu au temps discret au travers de méthodes de conception de filtres numériques. Il propose des pistes de solutions notamment pour la traduction en temps discret du modèle de tube acoustique exposé dans le deuxième chapitre
The purpose is to conceive a physical model of a woodwind instrument including actions of the player for time-domain simulations. Both continuous and discrete time contexts need the design of methods linked to acoustics, signal processing and applied mathematics. The first chapter describes postulates and principles chosen for object-oriented modeling. The instrument is seen as lumped elements linked by pieces of tube. Some details are given on the modeling of a single reed mouthpiece and a key-pad system. Sound examples illustrate the potential of this kind of modeling in playing situation. In this introducing chapter, three important points are highlighted and developed in the three following chapters. The second chapter describes a two-port model of bore appropriate to cylinders, cones, and any other shapes without discontinuities in cross-section. This two-port uses locally-travelling waves as input, output, and state variables in preference to the usual travelling waves which can sometimes generate instabilities. The third chapter is about the mechanical modeling of a single reed. A lumped model with varying parameters is discussed, including questions about the rolling up of the reed on the lay of the mouthpiece and validity of a beam model. The fourth chapter attempts to establish principles of digital filter design for looped acoustic systems, especially for two-port descriptions of acoustic bores in discrete time domain