Modélisation de séries chronologiques non linéaires et modèles ARMA faibles

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Inférence sur les autocorrélations de processus ARMA faibles

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Dynamic Programming Approaches for Estimating and Applying Large-scale Discrete Choice Models

People go through their life making all kinds of decisions, and some of these decisions affect their demand for transportation, for example, their choices of where to live and where to work, how and when to travel and which route to take. Transport related choices are typically time dependent and characterized by large number of alternatives that can be spatially correlated. This thesis deals with models that can be used to analyze and predict discrete choices in large-scale networks. The proposed models and methods are highly relevant for, but not limited to, transport applications. We model decisions as sequences of choices within the dynamic discrete choice framework, also known as parametric Markov decision processes. Such models are known to be difficult to estimate and to apply to make predictions because dynamic programming problems need to be solved in order to compute choice probabilities. In this thesis we show that it is possible to explore the network structure and the flexibility of dynamic programming so that the dynamic discrete choice modeling approach is not only useful to model time dependent choices, but also makes it easier to model large-scale static choices. The thesis consists of seven articles containing a number of models and methods for estimating, applying and testing large-scale discrete choice models. In the following we group the contributions under three themes: route choice modeling, large-scale multivariate extreme value (MEV) model estimation and nonlinear optimization algorithms. Five articles are related to route choice modeling. We propose different dynamic discrete choice models that allow paths to be correlated based on the MEV and mixed logit models. The resulting route choice models become expensive to estimate and we deal with this challenge by proposing innovative methods that allow to reduce the estimation cost. For example, we propose a decomposition method that not only opens up for possibility of mixing, but also speeds up the estimation for simple logit models, which has implications also for traffic simulation. Moreover, we compare the utility maximization and regret minimization decision rules, and we propose a misspecification test for logit-based route choice models. The second theme is related to the estimation of static discrete choice models with large choice sets. We establish that a class of MEV models can be reformulated as dynamic discrete choice models on the networks of correlation structures. These dynamic models can then be estimated quickly using dynamic programming techniques and an efficient nonlinear optimization algorithm. Finally, the third theme focuses on structured quasi-Newton techniques for estimating discrete choice models by maximum likelihood. We examine and adapt switching methods that can be easily integrated into usual optimization algorithms (line search and trust region) to accelerate the estimation process. The proposed dynamic discrete choice models and estimation methods can be used in various discrete choice applications. In the area of big data analytics, models that can deal with large choice sets and sequential choices are important. Our research can therefore be of interest in various demand analysis applications (predictive analytics) or can be integrated with optimization models (prescriptive analytics). Furthermore, our studies indicate the potential of dynamic programming techniques in this context, even for static models, which opens up a variety of future research directions.

Stabilité de la réentrée anatomique dans le muscle cardiaque et annihilation par un protocole à deux stimulations : études de modélisation et aspects expérimentaux

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

An adaptive neighborhood search algorithm for optimizing stochastic mining complexes

Les métaheuristiques sont très utilisées dans le domaine de l'optimisation discrète. Elles permettent d’obtenir une solution de bonne qualité en un temps raisonnable, pour des problèmes qui sont de grande taille, complexes, et difficiles à résoudre. Souvent, les métaheuristiques ont beaucoup de paramètres que l’utilisateur doit ajuster manuellement pour un problème donné. L'objectif d'une métaheuristique adaptative est de permettre l'ajustement automatique de certains paramètres par la méthode, en se basant sur l’instance à résoudre. La métaheuristique adaptative, en utilisant les connaissances préalables dans la compréhension du problème, des notions de l'apprentissage machine et des domaines associés, crée une méthode plus générale et automatique pour résoudre des problèmes. L’optimisation globale des complexes miniers vise à établir les mouvements des matériaux dans les mines et les flux de traitement afin de maximiser la valeur économique du système. Souvent, en raison du grand nombre de variables entières dans le modèle, de la présence de contraintes complexes et de contraintes non-linéaires, il devient prohibitif de résoudre ces modèles en utilisant les optimiseurs disponibles dans l’industrie. Par conséquent, les métaheuristiques sont souvent utilisées pour l’optimisation de complexes miniers. Ce mémoire améliore un procédé de recuit simulé développé par Goodfellow & Dimitrakopoulos (2016) pour l’optimisation stochastique des complexes miniers stochastiques. La méthode développée par les auteurs nécessite beaucoup de paramètres pour fonctionner. Un de ceux-ci est de savoir comment la méthode de recuit simulé cherche dans le voisinage local de solutions. Ce mémoire implémente une méthode adaptative de recherche dans le voisinage pour améliorer la qualité d'une solution. Les résultats numériques montrent une augmentation jusqu'à 10% de la valeur de la fonction économique.

L'implication de la Cycline B dans le processus de cytocinèse

Un dérèglement du cycle cellulaire peut causer le cancer. Lors de la cytocinèse un anneau contractile d’actine et de myosine se forme, se contracte, et donne un anneau du midbody qui mène à l’abscision. Le processus de cytocinèse est sous le contrôle de protéines telles que la GTPase Rho qui active la cytocinèse et les cyclines-Cdks qui l'inhibent. La Drosophile possède 3 cyclines mitotiques CycA/ CycB/ CycB3 qui sont successivement dégradées en fin de mitose et permettent l'initiation de la cytocinèse. La dernière étape d’abscission est un phénomène qui reste encore peu connu. Les protéines Vps4 et CHMP4C liées à ANCHR vont, sous la dépendance de la kinase Aurora B, promouvoir l’abscision mais, suite à quelques études récentes, il semble y avoir une implication de la cycline B. Ici, le but était de tester l’implication de cette cycline dans les processus de cytocinèse et d’abscision, elle a été menée par microscopie à haute résolution en temps réel avec des cellules S2 de l’organisme Drosophila melanogaster par le suivi de protéines recombinantes fluorescentes. L’étude a été divisée en deux axes : gain et perte de fonction par l’intermédiaire respectivement de la protéine Cycline B recombinante stable, non dégradable (CycBstable-GFP) et l’inhibition par l’utilisation d’ARN double brin (ARNdb) sur l’endogène. La CycBstable-GFP a perturbé la cytocinèse en induisant plusieurs anneaux contractiles et midbodies. En revanche la réduction de l’expression de CycB n'a pas eu d’effet observable, et elle ne semble pas avoir d’action sur l’abscission malgré le recrutement de CycB-GFP au midbody tardif. En revanche la protéine Cdk1 semble avoir un rôle dans l'abscision puisque sa réduction d’expression a induit un délai. Elle a donc une implication potentielle sur la cytocinèse.

Evaluation use within a humanitarian non-governmental organization’s health care user-fee exemption program in West Africa

L’évaluation de l’action humanitaire (ÉAH) est un outil valorisé pour soutenir l’imputabilité, la transparence et l’efficience de programmes humanitaires contribuant à diminuer les inéquités et à promouvoir la santé mondiale. L’EAH est incontournable pour les parties prenantes de programme, les bailleurs de fonds, décideurs et intervenants souhaitant intégrer les données probantes aux pratiques et à la prise de décisions. Cependant, l’utilisation de l’évaluation (UÉ) reste incertaine, l’ÉAH étant fréquemment menée, mais inutilisé. Aussi, les conditions influençant l’UÉ varient selon les contextes et leur présence et applicabilité au sein d’organisations non-gouvernementales (ONG) humanitaires restent peu documentées. Les évaluateurs, parties prenantes et décideurs en contexte humanitaire souhaitant assurer l’UÉ pérenne détiennent peu de repères puisque rares sont les études examinant l’UÉ et ses conditions à long terme. La présente thèse tend à clarifier ces enjeux en documentant sur une période de deux ans l’UÉ et les conditions qui la détermine, au sein d’une stratégie d’évaluation intégrée au programme d’exemption de paiement des soins de santé d’une ONG humanitaire. L’objectif de ce programme est de faciliter l’accès à la santé aux mères, aux enfants de moins de cinq ans et aux indigents de districts sanitaires au Niger et au Burkina Faso, régions du Sahel où des crises alimentaires et économiques ont engendré des taux élevés de malnutrition, de morbidité et de mortalité. Une première évaluation du programme d’exemption au Niger a mené au développement de la stratégie d’évaluation intégrée à ce même programme au Burkina Faso. La thèse se compose de trois articles. Le premier présente une étude d’évaluabilité, étape préliminaire à la thèse et permettant de juger de sa faisabilité. Les résultats démontrent une logique cohérente et plausible de la stratégie d’évaluation, l’accessibilité de données et l’utilité d’étudier l’UÉ par l’ONG. Le second article documente l’UÉ des parties prenantes de la stratégie et comment celle-ci servit le programme d’exemption. L’utilisation des résultats fut instrumentale, conceptuelle et persuasive, alors que l’utilisation des processus ne fut qu’instrumentale et conceptuelle. Le troisième article documente les conditions qui, selon les parties prenantes, ont progressivement influencé l’UÉ. L’attitude des utilisateurs, les relations et communications interpersonnelles et l’habileté des évaluateurs à mener et à partager les connaissances adaptées aux besoins des utilisateurs furent les conditions clés liées à l’UÉ. La thèse contribue à l’avancement des connaissances sur l’UÉ en milieu humanitaire et apporte des recommandations aux parties prenantes de l’ONG.

Étude d’évaluabilité et évaluation des processus et des effets d’un programme de prévention de l’usage de substances psychoactives lors de la transition primaire-secondaire

La mise en œuvre d’activités de prévention de la consommation de substances psychoactives (SPA) (tabac, alcool et cannabis) en milieu scolaire est une stratégie couramment utilisée pour rejoindre un grand nombre de jeunes. Ces activités s’inspirent, soit de programmes existant, soit d’innovations dictées par le contexte d’implantation ou l’existence de données de recherche. Dans un cas comme dans l’autre, l’évaluation de ces programmes représente la meilleure voie pour mesurer leur efficacité et/ou connaître comment ceux-ci sont implantés. C’est cet impératif qui a motivé une commission scolaire du Québec a recommandé l’évaluation de l’Intervention en Réseau (IR), un programme développé en vue de retarder l’âge d’initiation et de réduire la consommation problématique de SPA chez les élèves. Ce programme adopte une approche novatrice avec pour principal animateur un intervenant pivot (IP) qui assure le suivi des élèves de la 5e année du primaire jusqu’en 3e secondaire. Inspiré des modèles en prévention de la santé et de l’Approche École en santé (AES), le rôle de l’IP ici se démarque de ceux-ci. Certes, il est l’interface entre les différents acteurs impliqués et les élèves mais dans le cadre du programme IR, l’IP est intégré dans les écoles primaires et secondaires qu’il dessert. C’est cet intervenant qui assure la mobilisation des autres acteurs pour la mise en œuvre des activités. Cette thèse vise à rendre compte de ce processus d’évaluation ainsi que des résultats obtenus. L’approche d’évaluation en est une de type participatif et collaboratif avec des données quantitatives et qualitatives recueillies par le biais de questionnaires, d’entrevues, de groupes de discussion, d’un journal de bord et de notes de réunions. Les données ont été analysées dans le cadre de trois articles dont le premier concerne l’étude d’évaluabilité (ÉÉ) du programme. Les participants de cette ÉÉ sont des acteurs-clés du programme (N=13) rencontrés en entrevues. Une analyse documentaire (rapports et journal de bord) a également été effectuée. Cette ÉÉ a permis de clarifier les intentions des initiateurs du programme et les objectifs poursuivis par ces derniers. Elle a également permis de rendre la théorie du programme plus explicite et de développer le modèle logique, deux éléments qui ont facilité les opérations d’évaluation qui ont suivi. Le deuxième article porte sur l’évaluation des processus en utilisant la théorie de l’acteur-réseau (TAR) à travers ses quatre moments du processus de traduction des innovations (la problématisation, l’intéressement, l’enrôlement et la mobilisation des alliés), l’analyse des controverses et du rôle des acteurs humains et non-humains. Après l’analyse des données obtenues par entrevues auprès de 19 informateurs-clés, les résultats montrent que les phases d’implantation du programme passent effectivement par les quatre moments de la TAR, que la gestion des controverses par la négociation et le soutien était nécessaire pour la mobilisation de certains acteurs humains. Cette évaluation des processus a également permis de mettre en évidence le rôle des acteurs non-humains dans le processus d’implantation du programme. Le dernier article concerne une évaluation combinée des effets (volet quantitatif) et des processus (volet qualitatif) du programme. Pour le volet quantitatif, un devis quasi-expérimental a été adopté et les données ont été colligées de façon longitudinale par questionnaires auprès de 901 élèves de 5e et 6e année du primaire et leurs enseignants de 2010 à 2014. L’analyse des données ont montré que le programme n’a pas eu d’effets sur l’accessibilité et les risques perçus, l’usage problématique d’alcool et la polyconsommation (alcool et cannabis) chez les participants. Par contre, les résultats suggèrent que le programme pourrait favoriser la réduction du niveau de consommation et retarder l’âge d’initiation à l’alcool et au cannabis. Ils suggèrent également un effet potentiellement positif du programme sur l’intoxication à l’alcool chez les élèves. Quant au volet qualitatif, il a été réalisé à l’aide d’entrevues avec les intervenants (N=17), de groupes de discussion avec des élèves du secondaire (N=10) et d’une analyse documentaire. Les résultats montrent que le programme bénéficie d’un préjugé favorable de la part des différents acteurs ayant participé à l’évaluation et est bien acceptée par ces derniers. Cependant, le roulement fréquent de personnel et le grand nombre d’écoles à suivre peuvent constituer des obstacles à la bonne marche du programme. En revanche, le leadership et le soutien des directions d’écoles, la collaboration des enseignants, les qualités de l’IP et la flexibilité de la mise en œuvre sont identifiés comme des éléments ayant contribué au succès du programme. Les résultats et leur implication pour les programmes et l’évaluation sont discutés. Enfin, un plan de transfert des connaissances issues de la recherche évaluative est proposé.