Sur la question générale de la majuscule ou de la minuscule initiale à
monsieur ou
madame, voir aussi :
http://bdl.oqlf.gouv.qc.ca/bdl/gabarit_bdl.asp?id=3515
Sur le cas particulier de
monsieur ou de
madame employé dans les remerciements (au sens large) qui peuvent figurer dans un mémoire, une thèse, etc.
On peut écrire
monsieur ou
M.,
madame ou
Mme. si l'on applique la règle énoncée ci-dessous (cf. l'article de la BDL, dont le lien figure ci-dessus ; c'est moi qui ai graissé) :
Cependant, madame, mademoiselle et monsieur ne prennent pas de majuscule initiale dans les cas suivants : dans le corps d’un texte, et notamment si le titre est accompagné du nom de la personne, mais qu’on ne s’adresse pas à elle (notons toutefois que ces titres sont en fait le plus souvent abrégés dans ce cas); lorsqu'on reproduit des paroles prononcées (dans un roman, par exemple), même si on s'adresse directement à la personne; lorsqu'on parle de personnes sans employer leur nom; et lorsqu'on emploie ces mots précédés d'un article ou d'un démonstratif.
Ex. :
Ma sincère reconnaissance va à monsieur Jean Bidule.
Ma sincère reconnaissance va à M. Jean Bidule.
S'agissant d'exprimer ses remerciements, sa gratitude, etc., je n'emploierais pas personnellement l'abréviation, qui marque moins de respect, de déférence que la forme pleine.
Cela étant, l'usage de la majuscule ne me choquerait nullement.
Pour ma part, j'ai observé les trois écritures (
M. le Professeur Jean Dupont, Monsieur le Professeur Jean Dupont, monsieur le Professeur Jean Dupont).
C'est qu'en réalité, il s'agit plus d'une question de degré de déférence que l'on pense devoir marquer à quelqu'un que d'un problème d'orthographe.