Imaging an acoustic waveguide from surface data in the time domain

International audienceThis paper deals with an inverse scattering problem in an acoustic waveguide. The data consist of time domain signals given by sources and receivers located on the boundary of the waveguide. After transforming the data to the frequency domain, the obstacle is then recovered by using a modal formulation of the Linear Sampling Method. The impact of many parameters are analyzed, such as the numbers of sources/receivers and the distance between them, the time shape of the incident wave and the number and the values of the frequencies that are used. Some numerical experiments illustrate such analysis

Linear Sampling Method applied to Non Destructive Testing of an elastic waveguide: theory, numerics and experiments

International audienceThis paper presents an application of the Linear Sampling Method to ultrasonic Non Destructive Testing of an elastic waveguide. In particular, the NDT context implies that both the solicitations and the measurements are located on the surface of the waveguide and are given in the time domain. Our strategy consists in using a modal formulation of the Linear Sampling Method at multiple frequencies, such modal formulation being justified theoretically in [1] for rigid obstacles and in [2] for cracks. Our strategy requires the inversion of some emission and reception matrices which deserve some special attention due to potential ill-conditioning. The feasibility of our method is proved with the help of artificial data as well as real data

Scattering in a partially open waveguide: the forward problem

This paper is dedicated to an acoustic scattering problem in a two-dimensional partially open waveguide, in the sense that the left part of the waveguide is closed, that is with a bounded crosssection, while the right part is bounded in the transverse direction by some Perfectly Matched Layers that mimic the situation of an open waveguide, that is with an unbounded cross-section. We prove well-posedness of such scattering problem and exhibit the asymptotic behaviour of the solution in the longitudinal direction with the help of the Kondratiev approach. Having in mind the numerical computation of the solution, we also propose some transparent boundary conditions in such longitudinal direction, based on Dirichlet-to-Neumann operators. After proving that such artificial conditions actually enable us to approximate the exact solution, some numerical experiments illustrate the quality of such approximation

Etude du déséquilibre de liaison dans des lignées de poules de types génétiques "ponte" et "chair"

International audienceLa structure du déséquilibre de liaison (DL) au sein des populations en sélection impacte fortement la précision obtenue lors des études de cartographie de QTL ou lors de l'évaluation génomique des reproducteurs. Chez les oiseaux, la structure hétérogène du génome nécessite de décrire précisément le DL pour optimiser la sélection. L'utilisation des puces SNP haute densité pour le génotypage des populations de volailles est une opportunité pour approfondir notre connaissance de la structure du DL de ces populations. L'objectif de cette étude est d'acquérir une connaissance haute résolution de la structure du DL au sein de populations de poules de types ponte et chair. Nous avons analysé les génotypes (puce 600 K Affymetrix® Axiom® HD SNP) de 1541 animaux issus de 3 populations. L'étendue et le niveau du DL ont été estimés par le r 2 moyen à distance physique donnée entre SNP. Cette étude met en évidence des différences importantes de structure du DL entre lignées et entre chromosomes. L'étendue et le niveau du DL sont plus importants dans les lignées de type ponte ou pour les macro-chromosomes et le chromosome Z. Ce niveau important de DL peut faciliter la détection de QTL sur ces chromosomes, mais peut également compliquer la localisation fine de polymorphismes causaux. A l'inverse, le faible niveau de DL observé sur les micro-chromosomes nécessite l'utilisation d'une forte densité de SNP pour détecter une association avec un phénotype, mais devrait permettre la cartographie fine d'un polymorphisme causal. Ces différences sont à prendre en considération pour définir une stratégie de génotypage économique et efficace pour la cartographie fine de QTL ou l'évaluation génomique. ABSTRACT A Linkage disequilibrium study in layers and broiler commercial chicken populations. Knowledge of the linkage disequilibrium (LD) pattern is useful in animal genetic studies as it underlies mapping studies and genomic selection. This is all the more important in birds given the heterogeneous structure of the avian karyotype. Recently, the availability of the high density 600 K Affymetrix® Axiom® HD SNP genotyping array allowed to assess an in-depth knowledge of the LD pattern in chicken genome. The aim of the present study was to assess a higher resolution of the LD pattern in chicken genome in layer and broiler lines. In this study, we analyzed genotypes of 1541 animals from layers and broiler commercial populations to characterize their LD pattern. LD was measured by the average r 2 value at a given physical distance between SNP. LD extended over a larger region for layer lines than for broiler line. Most differences between lines appeared at small interval distances (< 0.5Mb). LD extent and decay differed considerably between chromosomes categories. Average r 2 values were higher for Z chromosome than for macro, intermediates and micro-chromosomes. The extent of useful LD observed for autosomal chromosomes was at least tenfold longer for layer lines than for broiler. Finally, this study shed light on high LD for Z chromosome. The differences in LD pattern observed between chromosomes and chicken lines should be taken into account to define an economically efficient genotyping strategy

A medium density genetic map and QTL for behavioral and production traits in Japanese quail

BACKGROUND: Behavioral traits such as sociability, emotional reactivity and aggressiveness are major factors in animal adaptation to breeding conditions. In order to investigate the genetic control of these traits as well as their relationships with production traits, a study was undertaken on a large second generation cross (F2) between two lines of Japanese Quail divergently selected on their social reinstatement behavior. All the birds were measured for several social behaviors (social reinstatement, response to social isolation, sexual motivation, aggression), behaviors measuring the emotional reactivity of the birds (reaction to an unknown object, tonic immobility reaction), and production traits (body weight and egg production). RESULTS: We report the results of the first genome-wide QTL detection based on a medium density SNP panel obtained from whole genome sequencing of a pool of individuals from each divergent line. A genetic map was constructed using 2145 markers among which 1479 could be positioned on 28 different linkage groups. The sex-averaged linkage map spanned a total of 3057 cM with an average marker spacing of 2.1 cM. With the exception of a few regions, the marker order was the same in Japanese Quail and the chicken, which confirmed a well conserved synteny between the two species. The linkage analyses performed using QTLMAP software revealed a total of 45 QTLs related either to behavioral (23) or production (22) traits. The most numerous QTLs (15) concerned social motivation traits. Interestingly, our results pinpointed putative pleiotropic regions which controlled emotional reactivity and body-weight of birds (on CJA5 and CJA8) or their social motivation and the onset of egg laying (on CJA19). CONCLUSION: This study identified several QTL regions for social and emotional behaviors in the Quail. Further research will be needed to refine the QTL and confirm or refute the role of candidate genes, which were suggested by bioinformatics analysis. It can be hoped that the identification of genes and polymorphisms related to behavioral traits in the quail will have further applications for other poultry species (especially the chicken) and will contribute to solving animal welfare issues in poultry production. ELECTRONIC SUPPLEMENTARY MATERIAL: The online version of this article (doi:10.1186/s12864-014-1210-9) contains supplementary material, which is available to authorized users

Population genomic data reveal genes related to important traits of quail

Background: Japanese quail (Coturnix japonica), a recently domesticated poultry species, is important not only as an agricultural product, but also as a model bird species for genetic research. However, most of the biological questions concerning genomics, phylogenetics, and genetics of some important economic traits have not been answered. It is thus necessary to complete a high-quality genome sequence as well as a series of comparative genomics, evolution, and functional studies. Results: Here, we present a quail genome assembly spanning 1.04 Gb with 86.63% of sequences anchored to 30 chromosomes (28 autosomes and 2 sex chromosomes Z/W). Our genomic data have resolved the long-term debate of phylogeny among Perdicinae (Japanese quail), Meleagridinae (turkey), and Phasianinae (chicken). Comparative genomics and functional genomic data found that four candidate genes involved in early maturation had experienced positive selection, and one of them encodes follicle stimulating hormone beta (FSHβ), which is correlated with different FSHβ levels in quail and chicken. We re-sequenced 31 quails (10 wild, 11 egg-type, and 10 meat-type) and identified 18 and 26 candidate selective sweep regions in the egg-type and meat-type lines, respectively. That only one of them is shared between egg-type and meat-type lines suggests that they were subject to an independent selection. We also detected a haplotype on chromosome Z, which was closely linked with maroon/yellow plumage in quail using population resequencing and a genome-wide association study. This haplotype block will be useful for quail breeding programs. Conclusions: This study provided a high-quality quail reference genome, identified quail-specific genes, and resolved quail phylogeny. We have identified genes related to quail early maturation and a marker for plumage color, which is significant for quail breeding. These results will facilitate biological discovery in quails and help us elucidate the evolutionary processes within the Phasianidae family

Sampling methods applied to Non Destructive Testing for elastic waveguides

De nombreuses structures utilisées industriellement peuvent être considérées comme des guides d'ondes, comme les plaques, les tuyaux ou encore le rails. La maintenance de ces structures nécessite de pouvoir détecter efficacement des défauts internes par le Contrôle Non Destructif. Nous nous intéressons dans ce manuscrit à l'application d'une méthode d'échantillonnage, la Linear Sampling Method, au CND des guides d'ondes élastiques, qui en particulier impose des sollicitations et des mesures à la surface du guide en régime temporel. La stratégie choisie repose sur une formulation modale et multi-fréquentielle de la LSM, spécifique aux guides d'ondes, qui permet une régularisation efficace et de nature physique du problème inverse, qui est par nature mal posé. Cette stratégie permet par ailleurs une optimisation du nombre et de la position des émetteurs et des récepteurs. Nous nous limitons dans un premier temps au cas scalaire du guide d'ondes acoustiques, pour ensuite s'attaquer au cas vectoriel, et par conséquent plus complexe, du guide d'ondes élastiques.L'efficacité de la méthode inverse est dans un premier temps démontrée sur des données artificielles (obtenues numériquement), puis sur des données réelles obtenues à l'aide d'expériences réalisées sur des plaques métalliques. Ces expériences confirment la faisabilité du CND par méthode d'échantillonnage dans un cadre industriel. Dans le cas où une seule sollicitation est réalisée, l'utilisation de la LSM est exclu. Nous utilisons une approche tout à fait différente et dite "extérieure", couplant une formulation mixte de quasi-réversibilité et une méthode de lignes de niveau, pour reconstruire le défaut.Widely used structures in an industrial context, such as plates, pipes or rails, can be considered as waveguides. Hence efficient Non Destructive Testing techniques are needed in order to detect defects in these structure during their maintenance. This work is about adapting a sampling method, the Linear Sampling Method, to the context of NDT for elastic waveguides. This context implies that the sollicitations and measurements must be on the surface of the waveguide in a time-dependent regime. A modal and multi-frequency formulation of the LSM, specific to waveguides, has been chosen to solve the problem. This formulation allows an efficient and physical regularization of the inverse problem, which is naturally ill-posed. An optimization of the number of sources and measurements and of their positioning is possible thanks to the methodology used to solve the problem. The scalar case of an acoustic waveguide is considered as a first step, while the vectorial case of an elastic waveguide, more complex by nature, is addressed in a second time.The efficiency of the method is at first tested on artificial data (numerically made), and then on real data obtained from experiments on metallic plates. These experiments show the feasibility of using sampling methods for Non Destructive Testing in an industrial context. In the case when only one sollicitation is available, the LSM can not be applied. A completely different approach is then used, which is called the ``exterior'' approach, coupling a mixed formulation of quasi-reversibility and a level-set method in order to recover the shape of the defect

État des lieux des connaissances et des pratiques des médecins généralistes concernant l’utilisation des opioïdes forts dans les douleurs non cancéreuses des patients majeurs en Haute Normandie en 2016

Contexte : Depuis une trentaine d’années, au travers de circulaires et de 3 plans de lutte nationaux, la prise en charge de la douleur a connu des avancées majeures. L’utilisation des morphiniques pour les douleurs non cancéreuses a trouvé sa place dans l’arsenal thérapeutique médical. Néanmoins, plusieurs études récentes montrent que des progrès restent à faire en médecine générale. Objectifs : L’objectif de cette étude est de faire un état des lieux des connaissances théoriques et des pratiques des médecins généralistes en Haute Normandie concernant la prescription des morphiniques dans les douleurs chroniques non cancéreuses de l’adulte en 2016. Une analyse de l’évolutivité des prises en charge au court du temps sera faite ainsi qu’une comparaison avec les prises en charge de la douleur dans d’autres régions de France. Matériel et méthodes : Cette étude est un état des lieux réalisé à partir d’un questionnaire créé sur un site internet spécialisé et envoyé par mail aux médecins généralistes travaillant en cabinet en haute Normandie. Les adresses mails ont été récupérées via les internes passés en stage chez le praticien. Le recueil de données s’est déroulé de janvier à juin 2016. Des mails de relance ont été envoyés deux fois. Les données ont été analysées via le site internet mentionné ci-dessus. Résultats : 59 réponses ont été obtenues sur les 184 mails envoyés. L’étude intrinsèque des résultats montre une large diffusion des « bonnes pratiques » concernant le maniement des opioïdes : l’évaluation initiale, l’utilisation des échelles de mesure (82%), l’adaptation des doses, le suivi et les mesures associées sont mis en oeuvre par la plupart des médecins interrogés. Des points restent encore à améliorer : 20% des médecins interrogés ne recherchent pas de contre indications aux morphiniques, 45% d’entre eux pensent que la toxicomanie active ou substituée est une contre indication aux opioïdes et seuls 26.3% d’entre eux possèdent de la Naloxone dans leur trousse de secours. L’analyse de l’évolutivité des pratiques (en comparant avec des études antérieures) montre une amélioration des pratiques sur : l’utilisation des échelles d’évaluation de la douleur, l’éducation thérapeutique, l’utilisation des laxatifs en systématique et la recherche des contre indications. La rotation des opioïdes reste encore à améliorer. La comparaison entre les prises en charge dans les autres régions de France ne montre pas de grande différence dans les résultats obtenus, sauf entre la thèse la plus ancienne et celle-ci où on remarque une amélioration des pratiques. L’étude montre également que la peur de « l’addiction » est le frein principal des médecins interrogés concernant la prescription des opioïdes. 58.7% d’entre eux sont satisfaits de leur formation mais les jeunes médecins sont ceux qui ont le plus de besoin de formation. Conclusion : On note une nette amélioration des connaissances et des pratiques des médecins généralistes, même si des progrès restent à faire et les besoins en formation se font sentir, particulièrement chez les jeunes médecins. Un quatrième plan de lutte contre la douleur

Genetic architecture of the Japanese quail's behavior and relationships with production traits

Notre étude a porté sur le contrôle génétique des comportements sociaux ou de peur et leur relation avec les caractères de production au sein d’un croisement entre deux lignées de cailles sélectionnées de façon divergente sur la motivation sociale. Les résultats alertent sur un possible effet délétère de la sélection pour une plus forte productivité sur la sociabilité et la réactivité émotionnelle des animaux. Dans le même temps, ils indiquent des synergies possibles entre une plus forte motivation sociale et la précocité de la ponte, ou une plus faible réactivité émotionnelle et une production d’œufs plus importante. L’étude a permis la construction de la première carte génétique de moyenne densité à l’aide de marqueurs SNP chez la caille. Les analyses de liaison ont révélé un total de 45 QTLs dont 23 pour les caractères comportementaux et 22 pour ceux de production. Ce sont pour les critères de motivation sociale que les QTLs sont les plus nombreux (15). Certaines régions contrôlent à la fois la réactivité émotionnelle et le poids ou la sociabilité et l’âge au premier œuf. Plusieurs gènes candidats en lien avec la sociabilité ont été suggérés.Our study focused on the genetic control of social and fear behaviors and their relationships with production traits in a second generation crossing between two lines of quail divergently selected for their social reinstatement behavior. The results warn us about a possible deleterious effect of the selection for higher productivity on the animal’s sociability and emotional reactivity. At the same time, they also indicate possible synergies between a stronger social motivation and a precocious laying onset, or a lower emotional reactivity toward a novel object and a higher egg production. The study allowed us to construct the first genetic map of medium density using SNP markers in the quail. Linkage analyses reveal a total of 45 QTLs with 23 linked to behavioral traits and 22 to the production traits. Most of the behavioral QTLs were linked to the social motivation (15). Also, some regions control both emotional reactivity and weight or sociability and the age at first egg. At this stage of the study, several candidate genes related to sociability were suggested

Méthodes d'échantillonnage appliquées à l'imagerie de défauts dans un guide d'ondes élastiques

Widely used structures in an industrial context, such as plates, pipes or rails, can be considered as waveguides. Hence efficient Non Destructive Testing techniques are needed in order to detect defects in these structure during their maintenance. This work is about adapting a sampling method, the Linear Sampling Method, to the context of NDT for elastic waveguides. This context implies that the sollicitations and measurements must be on the surface of the waveguide in a time-dependent regime. A modal and multi-frequency formulation of the LSM, specific to waveguides, has been chosen to solve the problem. This formulation allows an efficient and physical regularization of the inverse problem, which is naturally ill-posed. An optimization of the number of sources and measurements and of their positioning is possible thanks to the methodology used to solve the problem. The scalar case of an acoustic waveguide is considered as a first step, while the vectorial case of an elastic waveguide, more complex by nature, is addressed in a second time.The efficiency of the method is at first tested on artificial data (numerically made), and then on real data obtained from experiments on metallic plates. These experiments show the feasibility of using sampling methods for Non Destructive Testing in an industrial context. In the case when only one sollicitation is available, the LSM can not be applied. A completely different approach is then used, which is called the ``exterior'' approach, coupling a mixed formulation of quasi-reversibility and a level-set method in order to recover the shape of the defect.De nombreuses structures utilisées industriellement peuvent être considérées comme des guides d'ondes, comme les plaques, les tuyaux ou encore le rails. La maintenance de ces structures nécessite de pouvoir détecter efficacement des défauts internes par le Contrôle Non Destructif. Nous nous intéressons dans ce manuscrit à l'application d'une méthode d'échantillonnage, la Linear Sampling Method, au CND des guides d'ondes élastiques, qui en particulier impose des sollicitations et des mesures à la surface du guide en régime temporel. La stratégie choisie repose sur une formulation modale et multi-fréquentielle de la LSM, spécifique aux guides d'ondes, qui permet une régularisation efficace et de nature physique du problème inverse, qui est par nature mal posé. Cette stratégie permet par ailleurs une optimisation du nombre et de la position des émetteurs et des récepteurs. Nous nous limitons dans un premier temps au cas scalaire du guide d'ondes acoustiques, pour ensuite s'attaquer au cas vectoriel, et par conséquent plus complexe, du guide d'ondes élastiques.L'efficacité de la méthode inverse est dans un premier temps démontrée sur des données artificielles (obtenues numériquement), puis sur des données réelles obtenues à l'aide d'expériences réalisées sur des plaques métalliques. Ces expériences confirment la faisabilité du CND par méthode d'échantillonnage dans un cadre industriel. Dans le cas où une seule sollicitation est réalisée, l'utilisation de la LSM est exclu. Nous utilisons une approche tout à fait différente et dite "extérieure", couplant une formulation mixte de quasi-réversibilité et une méthode de lignes de niveau, pour reconstruire le défaut