Adaptively weighted maximum likelihood estimation of discrete distributions

SummaryDiscrete data arise in various research fields, typically when the observations are count data.I propose a robust and efficient parametric procedure for estimation of discrete distributions. The estimation is done in two phases. First, a very robust, but possibly inefficient, estimate of the model parameters is computed and used to indentify outliers. Then the outliers are either removed from the sample or given low weights, and a weighted maximum likelihood estimate (WML) is computed.The weights are determined via an adaptive process such that if the data follow the model, then asymptotically no observation is downweighted.I prove that the final estimator inherits the breakdown point of the initial one, and that its influence function at the model is the same as the influence function of the maximum likelihood estimator, which strongly suggests that it is asymptotically fully efficient.The initial estimator is a minimum disparity estimator (MDE). MDEs can be shown to have full asymptotic efficiency, and some MDEs have very high breakdown points and very low bias under contamination. Several initial estimators are considered, and the performances of the WMLs based on each of them are studied.It results that in a great variety of situations the WML substantially improves the initial estimator, both in terms of finite sample mean square error and in terms of bias under contamination. Besides, the performances of the WML are rather stable under a change of the MDE even if the MDEs have very different behaviors.Two examples of application of the WML to real data are considered. In both of them, the necessity for a robust estimator is clear: the maximum likelihood estimator is badly corrupted by the presence of a few outliers.This procedure is particularly natural in the discrete distribution setting, but could be extended to the continuous case, for which a possible procedure is sketched.RésuméLes données discrètes sont présentes dans différents domaines de recherche, en particulier lorsque les observations sont des comptages.Je propose une méthode paramétrique robuste et efficace pour l'estimation de distributions discrètes. L'estimation est faite en deux phases. Tout d'abord, un estimateur très robuste des paramètres du modèle est calculé, et utilisé pour la détection des données aberrantes (outliers). Cet estimateur n'est pas nécessairement efficace. Ensuite, soit les outliers sont retirés de l'échantillon, soit des faibles poids leur sont attribués, et un estimateur du maximum de vraisemblance pondéré (WML) est calculé.Les poids sont déterminés via un processus adaptif, tel qu'asymptotiquement, si les données suivent le modèle, aucune observation n'est dépondérée.Je prouve que le point de rupture de l'estimateur final est au moins aussi élevé que celui de l'estimateur initial, et que sa fonction d'influence au modèle est la même que celle du maximum de vraisemblance, ce qui suggère que cet estimateur est pleinement efficace asymptotiquement.L'estimateur initial est un estimateur de disparité minimale (MDE). Les MDE sont asymptotiquement pleinement efficaces, et certains d'entre eux ont un point de rupture très élevé et un très faible biais sous contamination. J'étudie les performances du WML basé sur différents MDEs.Le résultat est que dans une grande variété de situations le WML améliore largement les performances de l'estimateur initial, autant en terme du carré moyen de l'erreur que du biais sous contamination. De plus, les performances du WML restent assez stables lorsqu'on change l'estimateur initial, même si les différents MDEs ont des comportements très différents.Je considère deux exemples d'application du WML à des données réelles, où la nécessité d'un estimateur robuste est manifeste : l'estimateur du maximum de vraisemblance est fortement corrompu par la présence de quelques outliers.La méthode proposée est particulièrement naturelle dans le cadre des distributions discrètes, mais pourrait être étendue au cas continu.

Source wavelet estimation for waveform inversion of crosshole georadar data

AbstractFor a wide range of environmental, hydrological, and engineering applications there is a fast growing need for high-resolution imaging. In this context, waveform tomographic imaging of crosshole georadar data is a powerful method able to provide images of pertinent electrical properties in near-surface environments with unprecedented spatial resolution. In contrast, conventional ray-based tomographic methods, which consider only a very limited part of the recorded signal (first-arrival traveltimes and maximum first-cycle amplitudes), suffer from inherent limitations in resolution and may prove to be inadequate in complex environments. For a typical crosshole georadar survey the potential improvement in resolution when using waveform-based approaches instead of ray-based approaches is in the range of one order-of- magnitude. Moreover, the spatial resolution of waveform-based inversions is comparable to that of common logging methods. While in exploration seismology waveform tomographic imaging has become well established over the past two decades, it is comparably still underdeveloped in the georadar domain despite corresponding needs. Recently, different groups have presented finite-difference time-domain waveform inversion schemes for crosshole georadar data, which are adaptations and extensions of Tarantola's seminal nonlinear generalized least-squares approach developed for the seismic case. First applications of these new crosshole georadar waveform inversion schemes on synthetic and field data have shown promising results. However, there is little known about the limits and performance of such schemes in complex environments. To this end, the general motivation of my thesis is the evaluation of the robustness and limitations of waveform inversion algorithms for crosshole georadar data in order to apply such schemes to a wide range of real world problems.One crucial issue to making applicable and effective any waveform scheme to real-world crosshole georadar problems is the accurate estimation of the source wavelet, which is unknown in reality. Waveform inversion schemes for crosshole georadar data require forward simulations of the wavefield in order to iteratively solve the inverse problem. Therefore, accurate knowledge of the source wavelet is critically important for successful application of such schemes. Relatively small differences in the estimated source wavelet shape can lead to large differences in the resulting tomograms. In the first part of my thesis, I explore the viability and robustness of a relatively simple iterative deconvolution technique that incorporates the estimation of the source wavelet into the waveform inversion procedure rather than adding additional model parameters into the inversion problem. Extensive tests indicate that this source wavelet estimation technique is simple yet effective, and is able to provide remarkably accurate and robust estimates of the source wavelet in the presence of strong heterogeneity in both the dielectric permittivity and electrical conductivity as well as significant ambient noise in the recorded data. Furthermore, our tests also indicate that the approach is insensitive to the phase characteristics of the starting wavelet, which is not the case when directly incorporating the wavelet estimation into the inverse problem.Another critical issue with crosshole georadar waveform inversion schemes which clearly needs to be investigated is the consequence of the common assumption of frequency- independent electromagnetic constitutive parameters. This is crucial since in reality, these parameters are known to be frequency-dependent and complex and thus recorded georadar data may show significant dispersive behaviour. In particular, in the presence of water, there is a wide body of evidence showing that the dielectric permittivity can be significantly frequency dependent over the GPR frequency range, due to a variety of relaxation processes. The second part of my thesis is therefore dedicated to the evaluation of the reconstruction limits of a non-dispersive crosshole georadar waveform inversion scheme in the presence of varying degrees of dielectric dispersion. I show that the inversion algorithm, combined with the iterative deconvolution-based source wavelet estimation procedure that is partially able to account for the frequency-dependent effects through an "effective" wavelet, performs remarkably well in weakly to moderately dispersive environments and has the ability to provide adequate tomographic reconstructions.

Evaluation des campagnes de prévention contre le SIDA en Suisse : Les personnels hospitaliers : rapport final 1988

Cette étude est destinée à: 1) évaluer l'impact des messages de prévention chez le personnel hospitalier sous les deux aspects de la vie professionnelle et de la vie privée (connaissance sur les modes de transmission du VIH, représentation et attitudes, comportements, estimation du risque couru de contamination par le VIH dans l'exercice de la profession, attitudes face au dépistage / face à l'information / face au secret médical, etc); 2) décrire les diverses problématiques en relation avec le SIDA chez le personnel hospitalier; 3) évaluer le rôle possible de multiplicateur de messages de prévention de cette population: si ce rôle existe, va-t-il dans le sens d'un renforcement de l'action préventive ou au contraire d'un affaiblissement de cette action par la diffusion de contre-messages ?

Influence de l'administration des preuves sur l'activité mentale menant à la formation du verdict au cours d'un procès pénal

Abstract : The role of order effects has been widely shown and discussed in areas such as memory and social impression formation. This work focuses in a first half on order effects influencing the verdict chosen at the end of a criminal trial. Contrary to impression formation but according to trial's characteristics, it has been hypothesised that a recency effect would influence the verdict's choice. Three groups of students (N = 576) received a mock trial resume with a specific order stemming from the combination of three witnesses, one expert and two ocular witnesses. Results show a recency effect, the last testimony provoking significantly more acquittals if discriminating, and more condemnations if incriminating. The second half of this work starts from Gestalt and sociopsychological researches presenting numerous insights into cognitive organization of perceptions and opinions. It has been postulated that a witness probative value will change according to the emitted verdict, an incriminating witness or expert possessing a higher probative value in a condemning verdict than in an innocenting one, on the other hand a discriminating witness or expert having a higher probative value in an acquittal than in a condemnation. Results using a seven points scale measuring witnesses' probative value confirm this hypothesis. Argumentations written by the subjects to explain their verdict and refering to the accusing expert also show a congruency effect as categories of arguments are identical in case of condemnation or acquittal, the only difference between both types of verdicts residing in the frequency of these categories following the judgement, higher use of incriminating arguments in case of guiltiness and higher use of discriminating ones if the accused is found innocent. Résumé : L'intervention des effets sériels a fait l'objet de nombreuses recherches dans le domaine de la mémoire et de la formation d'impression en psychologie sociale. Ce travail s'intéresse dans une première partie aux effets d'ordre pouvant influencer le choix du verdict à la fin d'un procès pénal. Contrairement aux résultats obtenus en matière de formation d'impression, mais conformément aux caractéristiques d'un procès, l'hypothèse de l'intervention d'un effet de récence a été formulée, affirmant que les derniers témoins influencent le plus le choix du verdict. Trois groupes d'étudiants (N = 576) ont lu le résumé d'un procès fictif présentant trois témoignages, deux témoins visuels à décharge et un expert à charge. Chaque groupe recevait un ordre spécifique de présentation des témoins de sorte que l'expert se trouvait en première, deuxième ou troisième position. Les résultats montrent un effet de récence, le dernier témoin provoquant davantage d'acquittements s'il est disculpant et davantage de condamnations s'il est inculpant. La seconde partie de ce travail émane des recherches effectuées dans le domaine de la théorie de la forme et de la psychologie sociale ayant un intérêt marqué pour l'organisation cognitive de nos perceptions et de nos opinions. L'hypothèse que nous avons posée souligne le lien entretenu entre l'évaluation de la force probante d'un témoin et le verdict émis : un témoignage discriminant possédera plus de poids en cas d'acquittement qu'en cas de condamnation, inversement un témoignage incriminant aura plus de poids en cas de condamnation qu'en cas d'acquittement. L'utilisation d'une échelle en sept points mesurant la force probante des deux types de témoins confirme cette hypothèse, l'estimation de la valeur accordée à un même témoin variant selon le type de verdict choisi. Les argumentations de chaque verdict ont également montré que les catégories d'arguments se référant à l'expert étaient identiques en cas de condamnation ou d'acquittement de l'inculpé, par contre les fréquences de ces catégories entretiennent un lien congruent avec le verdict, celles inculpantes étant majoritairement utilisées pour asseoir la culpabilité mais peu représentées en cas d'acquittement, inversement celles disculpantes apparaissant bien plus lorsqu'il s'agit d'innocenter l'inculpé que pour le condamner.

Analyse de l'activité de match chez l'arbitre de football par accéléromètre et critique des tests de sélection FIFA

Introduction : Depuis 2005, le « Test FIFA » est utilisé chez les arbitres de football, comme critère de sélection pour monter dans les échelons de l'arbitrage et chaque arbitre base son entraînement dans cet objectif. Ce test a été développé grâce aux nombreux travaux scientifiques, ayant utilisé l'analyse vidéo, afin de quantifier les activités de match des arbitres et analyser leur performance en cours de match. Objectifs : Le but de ce travail a été d'évaluer la performance de l'arbitre, lors d'un match de football, au moyen d'un accéléromètre en raison de sa facilité d'utilisation et en particulier d'évaluer si au cours du match, il existe une éventuelle diminution de la capacité de performance engendrée par la fatigue. Enfin, à la lumière des résultats, nous avons pu discuter du bien fondé du «test par intervalle proposé par la FIFA» comme moyen d'estimation de la capacité physique d'un arbitre. Méthode : Il s'agit d'une étude prospective basée sur une analyse descriptive. Les données ont été récoltées dans des stades de football suisses ≥1ère Ligue, du 01.12.2011 au 01.12.2012. Le groupe étudié était composé de 5 arbitres de football de sexe masculin, dont deux officiant en 1ère Ligue et faisant partie des talents de l'Association Cantonale Vaudoise de Football (ACVF) et trois en Super League et Challenge League. Les 5 arbitres ont été équipés d'un iPhone 3GS®, muni d'une application, capable d'enregistrer les déplacements sur le terrain (arrêt, marche et course). Le traitement des données a été effectué par un programme Matlab®, élaboré par le Laboratoire des Mesures d'Analyse du Mouvement (LMAM) de l'EPFL, tout comme l'application en question. Pour ce travail ont été considérées les phases et les fréquences d'arrêt, de marche et de course tout au long de l'évolution de la partie. Résultats : Durant les 90 minutes du match, la répartition se fait de la manière suivante : 13,74% du temps total où l'accéléromètre ne mesure aucune activité, 33,70% concernent une activité de course alors que le reste, 52,48% est de la marche. Avec l'avancement dans le match, il est constaté une augmentation des phases d'arrêt et une diminution du temps de course. Une intensité d'effort plus importante est observée lors des 15 premières minutes du match (environ  41,7% de course), alors qu'en fin de la partie, il y a une alternance de marche et de course avec des efforts de plus en plus brefs. La détermination de la médiane de durée des différents efforts a montré qu'un épisode de marche ou de course étaient de 5-6 secondes. De plus, les épisodes de marche ou de course étaient rarement >20 secondes. Discussion : Les résultats montrent que l'accéléromètre est un système de mesure facile d'utilisation, permettant un gain de temps dans l'analyse des données pour évaluer la performance sportive. Les principaux résultats de cette étude, ont mis en évidence une diminution de l'intensité des activités physiques de l'arbitre avec l'avancement du match, résultant soit de sa propre fatigue, soit de celle des joueurs dictant le rythme du jeu. Cette diminution se traduit par des déplacements de plus en plus brefs au fil du temps. La mesure de médiane du temps de course et de marche (5-6 sec) correspond à une activité aérobie pour la marche et anaérobie alactique pour la course. Par conséquent, le « test par intervalle » de la FIFA actuel ne nous semble pas adéquat en raison de sa filière énergétique de type anaérobique lactique. Conclusion : Cette étude pilote apporte un nouveau type d'instrumentation efficace et simple, jamais employé auparavant dans l'analyse des activités de match des arbitres de football. Il permet d'explorer des mouvements avec précision au fil du match et apporte un nouvel aspect sur la quantification de performance des arbitres non exploré jusqu'ici. Après analyse de l'ensemble des paramètres, il semble que le test FIFA ne soit pas adapté à la performance exigée par l'arbitrage.

Estimation of jump-diffusion processes via empirical characteristic functions

Preface The starting point for this work and eventually the subject of the whole thesis was the question: how to estimate parameters of the affine stochastic volatility jump-diffusion models. These models are very important for contingent claim pricing. Their major advantage, availability T of analytical solutions for characteristic functions, made them the models of choice for many theoretical constructions and practical applications. At the same time, estimation of parameters of stochastic volatility jump-diffusion models is not a straightforward task. The problem is coming from the variance process, which is non-observable. There are several estimation methodologies that deal with estimation problems of latent variables. One appeared to be particularly interesting. It proposes the estimator that in contrast to the other methods requires neither discretization nor simulation of the process: the Continuous Empirical Characteristic function estimator (EGF) based on the unconditional characteristic function. However, the procedure was derived only for the stochastic volatility models without jumps. Thus, it has become the subject of my research. This thesis consists of three parts. Each one is written as independent and self contained article. At the same time, questions that are answered by the second and third parts of this Work arise naturally from the issues investigated and results obtained in the first one. The first chapter is the theoretical foundation of the thesis. It proposes an estimation procedure for the stochastic volatility models with jumps both in the asset price and variance processes. The estimation procedure is based on the joint unconditional characteristic function for the stochastic process. The major analytical result of this part as well as of the whole thesis is the closed form expression for the joint unconditional characteristic function for the stochastic volatility jump-diffusion models. The empirical part of the chapter suggests that besides a stochastic volatility, jumps both in the mean and the volatility equation are relevant for modelling returns of the S&P500 index, which has been chosen as a general representative of the stock asset class. Hence, the next question is: what jump process to use to model returns of the S&P500. The decision about the jump process in the framework of the affine jump- diffusion models boils down to defining the intensity of the compound Poisson process, a constant or some function of state variables, and to choosing the distribution of the jump size. While the jump in the variance process is usually assumed to be exponential, there are at least three distributions of the jump size which are currently used for the asset log-prices: normal, exponential and double exponential. The second part of this thesis shows that normal jumps in the asset log-returns should be used if we are to model S&P500 index by a stochastic volatility jump-diffusion model. This is a surprising result. Exponential distribution has fatter tails and for this reason either exponential or double exponential jump size was expected to provide the best it of the stochastic volatility jump-diffusion models to the data. The idea of testing the efficiency of the Continuous ECF estimator on the simulated data has already appeared when the first estimation results of the first chapter were obtained. In the absence of a benchmark or any ground for comparison it is unreasonable to be sure that our parameter estimates and the true parameters of the models coincide. The conclusion of the second chapter provides one more reason to do that kind of test. Thus, the third part of this thesis concentrates on the estimation of parameters of stochastic volatility jump- diffusion models on the basis of the asset price time-series simulated from various "true" parameter sets. The goal is to show that the Continuous ECF estimator based on the joint unconditional characteristic function is capable of finding the true parameters. And, the third chapter proves that our estimator indeed has the ability to do so. Once it is clear that the Continuous ECF estimator based on the unconditional characteristic function is working, the next question does not wait to appear. The question is whether the computation effort can be reduced without affecting the efficiency of the estimator, or whether the efficiency of the estimator can be improved without dramatically increasing the computational burden. The efficiency of the Continuous ECF estimator depends on the number of dimensions of the joint unconditional characteristic function which is used for its construction. Theoretically, the more dimensions there are, the more efficient is the estimation procedure. In practice, however, this relationship is not so straightforward due to the increasing computational difficulties. The second chapter, for example, in addition to the choice of the jump process, discusses the possibility of using the marginal, i.e. one-dimensional, unconditional characteristic function in the estimation instead of the joint, bi-dimensional, unconditional characteristic function. As result, the preference for one or the other depends on the model to be estimated. Thus, the computational effort can be reduced in some cases without affecting the efficiency of the estimator. The improvement of the estimator s efficiency by increasing its dimensionality faces more difficulties. The third chapter of this thesis, in addition to what was discussed above, compares the performance of the estimators with bi- and three-dimensional unconditional characteristic functions on the simulated data. It shows that the theoretical efficiency of the Continuous ECF estimator based on the three-dimensional unconditional characteristic function is not attainable in practice, at least for the moment, due to the limitations on the computer power and optimization toolboxes available to the general public. Thus, the Continuous ECF estimator based on the joint, bi-dimensional, unconditional characteristic function has all the reasons to exist and to be used for the estimation of parameters of the stochastic volatility jump-diffusion models.

Etude des modèles de Whittle markoviens probabilisés

Etude des modèles de Whittle markoviens probabilisés Résumé Le modèle de Whittle markovien probabilisé est un modèle de champ spatial autorégressif simultané d'ordre 1 qui exprime simultanément chaque variable du champ comme une moyenne pondérée aléatoire des variables adjacentes du champ, amortie d'un coefficient multiplicatif ρ, et additionnée d'un terme d'erreur (qui est une variable gaussienne homoscédastique spatialement indépendante, non mesurable directement). Dans notre cas, la moyenne pondérée est une moyenne arithmétique qui est aléatoire du fait de deux conditions : (a) deux variables sont adjacentes (au sens d'un graphe) avec une probabilité 1 − p si la distance qui les sépare est inférieure à un certain seuil, (b) il n'y a pas d'adjacence pour des distances au-dessus de ce seuil. Ces conditions déterminent un modèle d'adjacence (ou modèle de connexité) du champ spatial. Un modèle de Whittle markovien probabilisé aux conditions où p = 0 donne un modèle de Whittle classique qui est plus familier en géographie, économétrie spatiale, écologie, sociologie, etc. et dont ρ est le coefficient d'autorégression. Notre modèle est donc une forme probabilisée au niveau de la connexité du champ de la forme des modèles de Whittle classiques, amenant une description innovante de l'autocorrélation spatiale. Nous commençons par décrire notre modèle spatial en montrant les effets de la complexité introduite par le modèle de connexité sur le pattern de variances et la corrélation spatiale du champ. Nous étudions ensuite la problématique de l'estimation du coefficent d'autorégression ρ pour lequel au préalable nous effectuons une analyse approfondie de son information au sens de Fisher et de Kullback-Leibler. Nous montrons qu'un estimateur non biaisé efficace de ρ possède une efficacité qui varie en fonction du paramètre p, généralement de manière non monotone, et de la structure du réseau d'adjacences. Dans le cas où la connexité du champ est non observée, nous montrons qu'une mauvaise spécification de l'estimateur de maximum de vraisemblance de ρ peut biaiser celui-ci en fonction de p. Nous proposons dans ce contexte d'autres voies pour estimer ρ. Pour finir, nous étudions la puissance des tests de significativité de ρ pour lesquels les statistiques de test sont des variantes classiques du I de Moran (test de Cliff-Ord) et du I de Moran maximal (en s'inspirant de la méthode de Kooijman). Nous observons la variation de puissance en fonction du paramètre p et du coefficient ρ, montrant par cette voie la dualité de l'autocorrélation spatiale entre intensité et connectivité dans le contexte des modèles autorégressifs

Modélisation hydrologique des précipitations et des crues extrêmes dans les bassins versants alpin

Les crues et les risques de débordement des barrages, notamment des digues en terre, en cas de fortes précipitations, préoccupent depuis longtemps les autorités et la population. Les études réalisées dans les dernières années ont montré que le réchauffement global du climat s'est accompagné d'une augmentation de la fréquence des fortes précipitations et des crues en Suisse et dans de nombreuses régions du globe durant le 20ème siècle. Les modèles climatiques globaux et régionaux prévoient que la fréquence des fortes précipitations devrait continuer à croître durant le 21éme siècle en Suisse et dans le monde. Cela rend les recherches actuelles sur la modélisation des pluies et des crues à une échelle fine encore plus importantes. En Suisse, pour assurer une bonne protection sur le plan humain et économique, des cartes de précipitations maximales probables (PMP) ont été réalisées. Les PMP ont été confrontées avec les précipitations extrêmes mesurées dans les différentes régions du pays. Ces PMP sont ensuite utilisées par les modèles hydrologiques pour calculer des crues maximales probables (PMF). Cette la méthode PMP-PMF nécessite toutefois un certain nombre de précautions. Si elle est appliquée d'une manière incorrecte ou sur la base de données insuffisantes, elle peut entraîner une surestimation des débits de crue, notamment pour les grands bassins et pour les régions montagneuses entraînant des surcoûts importants. Ces problèmes résultent notamment du fait que la plupart des modèles hydrologiques répartissent les précipitations extrêmes (PMP) de manière uniforme dans le temps sur l'ensemble du bassin versant. Pour remédier ce problème, cette thèse a comme objectif principal de développer un modèle hydrologique distribué appelé MPF (Modeling Precipitation Flood) capable d'estimer la PMF de manière réaliste à partir de la PMP distribuée de manière spatio-temporelle à l'aide des nuages. Le modèle développé MPF comprend trois parties importantes. Dans la première partie, les précipitations extrêmes calculées par un modèle météorologique à une méso-échelle avec une résolution horizontale de 2 km, sont réparties à une échelle locale (25 ou 50 m) de manière non-uniforme dans l'espace et dans le temps. La deuxième partie concerne la modélisation de l'écoulement de l'eau en surface et en subsurface en incluant l'infiltration et l'exfiltration. Et la troisième partie inclut la modélisation de la fonte des neiges, basée sur un calcul de transfert de chaleur. Le modèle MPF a été calibré sur des bassins versants alpins où les données de précipitations et du débit sont disponibles pour une période considérablement longue, qui inclut plusieurs épisodes de fortes pluies avec des débits élevés. À partir de ces épisodes, les paramètres d'entrée du modèle tel que la rugosité du sol et la largeur moyenne des cours d'eau dans le cas d'écoulement de surface ont pu être estimés. Suivant la même procédure, les paramètres utilisés dans la simulation des écoulements en subsurface sont également estimés indirectement, puisque des mesures directes de l'écoulement en subsurface et de l'exfiltration sont difficiles à obtenir. Le modèle de distribution spatio-temporelle de la pluie a aussi été validé en utilisant les images radar avec la structure de la pluie provoquée par un nuage supercellulaire. Les hyétogrammes obtenus sur plusieurs points du terrain sont très proches de ceux enregistrées avec les images radar. Les résultats de la validation du modèle sur les épisodes de fortes crues présentent une bonne synchronisation entre le débit simulé et le débit observé. Cette corrélation a été mesurée avec trois critères d'efficacité, qui ont tous donné des valeurs satisfaisantes. Cela montre que le modèle développé est valide et il peut être utilisé pour des épisodes extrêmes tels que la PMP. Des simulations ont été faites sur plusieurs bassins ayant comme données d'entrée la pluie de type PMP. Des conditions variées ont été utilisées, comme la situation du sol saturé, ou non-saturé, ou la présence d'une couche de neige sur le terrain au moment de la PMP, ce qui conduit à une estimation de PMF pour des scénarios catastrophiques. Enfin, les résultats obtenus montrent comment mieux estimer la valeur de la crue de sécurité des barrages, à partir d'une pluie extrême dix-millennale avec une période de retour de 10'000 ans.

Estimation of glomerular filtration rate in hospitalized patients : are we overestimating renal function?

Estimer la filtration glomérulaire chez les personnes âgées, tout en tenant compte de la difficulté supplémentaire d'évaluer leur masse musculaire, est difficile et particulièrement important pour la prescription de médicaments. Le taux plasmatique de la creatinine dépend à la fois de la fraction d'élimination rénale et extra-rénale et de la masse musculaire. Actuellement, pour estimer là filtration glomérulaire différentes formules sont utilisées, qui se fondent principalement sur la valeur de la créatinine. Néanmoins, en raison de la fraction éliminée par les voies tubulaires et intestinales la clairance de la créatinine surestime généralement le taux de filtration glomérulaire (GFR). Le but de cette étude est de vérifier la fiabilité de certains marqueurs et algorithmes de la fonction rénale actuellement utilisés et d'évaluer l'avantage additionnel de prendre en considération la masse musculaire mesurée par la bio-impédance dans une population âgée (> 70 ans) et avec une fonction rénale chronique compromise basée sur MDRD eGFR (CKD stades lll-IV). Dans cette étude, nous comparons 5 équations développées pour estimer la fonction rénale et basées respectivement sur la créatinine sérique (Cockcroft et MDRD), la cystatine C (Larsson), la créatinine combinée à la bêta-trace protéine (White), et la créatinine ajustée à la masse musculaire obtenue par analyse de la bio-impédance (MacDonald). La bio-impédance est une méthode couramment utilisée pour estimer la composition corporelle basée sur l'étude des propriétés électriques passives et de la géométrie des tissus biologiques. Cela permet d'estimer les volumes relatifs des différents tissus ou des fluides dans le corps, comme par exemple l'eau corporelle totale, la masse musculaire (=masse maigre) et la masse grasse corporelle. Nous avons évalué, dans une population âgée d'un service interne, et en utilisant la clairance de l'inuline (single shot) comme le « gold standard », les algorithmes de Cockcroft (GFR CKC), MDRD, Larsson (cystatine C, GFR CYS), White (beta trace protein, GFR BTP) et Macdonald (GFR = ALM, la masse musculaire par bio-impédance. Les résultats ont montré que le GFR (mean ± SD) mesurée avec l'inuline et calculée avec les algorithmes étaient respectivement de : 34.9±20 ml/min pour l'inuline, 46.7±18.5 ml/min pour CKC, 47.2±23 ml/min pour CYS, 54.4±18.2ml/min pour BTP, 49±15.9 ml/min pour MDRD et 32.9±27.2ml/min pour ALM. Les courbes ROC comparant la sensibilité et la spécificité, l'aire sous la courbe (AUC) et l'intervalle de confiance 95% étaient respectivement de : CKC 0 68 (055-0 81) MDRD 0.76 (0.64-0.87), Cystatin C 0.82 (0.72-0.92), BTP 0.75 (0.63-0.87), ALM 0.65 (0.52-0.78). ' En conclusion, les algorithmes comparés dans cette étude surestiment la GFR dans la population agee et hospitalisée, avec des polymorbidités et une classe CKD lll-IV. L'utilisation de l'impédance bioelectrique pour réduire l'erreur de l'estimation du GFR basé sur la créatinine n'a fourni aucune contribution significative, au contraire, elle a montré de moins bons résultats en comparaison aux autres equations. En fait dans cette étude 75% des patients ont changé leur classification CKD avec MacDonald (créatinine et masse musculaire), contre 49% avec CYS (cystatine C), 56% avec MDRD,52% avec Cockcroft et 65% avec BTP. Les meilleurs résultats ont été obtenus avec Larsson (CYS C) et la formule de Cockcroft.

The micro-architecture estimation by TBS discriminate women with and without osteoporotic fracture independently of age, BMI and BMD: The Osteo-Mobile Vaud cohort study.

Introduction: « Osteo-Mobile Vaud » is a mobile osteoporosis (OP) screening program. The women > 60 years living in the region Vaud will be offered OP screening with new equipment installed in a bus. The main goal is to evaluate the fracture risk with the combination of clinical risk factors (CRF) and informations extracted by a single DXA: bone mineral density (BMD), vertebral fracture assessment (VFA), and micro-architecture (MA) evaluation. MA is yet evaluable in daily practice by the Trabecular Bone Score (TBS) measure. TBS is a novel grey-level texture measurement reflecting bone MA based on the use of experimental variograms of 2D projection images. TBS is very simple to obtain, by reanalyzing a lumbar DXA-scan. TBS has proven to have diagnosis and prognosis value, partially independent of CRF and BMD. A 55-years follow- up is planned. Method: The Osteo-Mobile Vaud cohort (1500 women, > 60 years, living in the region Vaud) started in July 2010. CRF for OP, lumbar spine and hip BMD, VFA by DXA and MA evaluation by TBS are recorded. Preliminary results are reported. Results: In July 31th, we evaluated 510 women: mean age 67 years, BMI 26 kg/m². 72 women had one or more fragility fractures, 39 had vertebral fracture (VFx) grade 2/3. TBS decreases with age (-0.005 / year, p<0.001), and with BMI (-0.011 per kg/m², p<0.001). Correlation between BMD and site matched TBS is low (r=0.4, p<0.001). For the lowest T-score BMD, odds ratio (OR, 95% CI) for VFx grade 2/3 and clinical OP Fx are 1.8 (1.1-2.9) and 2.3 (1.5-3.4). For TBS, age-, BMI- and BMD adjusted ORs (per SD decrease) for VFx grade 2/3 and clinical OP Fx are 1.9 (1.2-3.0) and 1.8 (1.2-2.7). The TBS added value was independent of lumbar spine BMD or the lowest T-score (femoral neck, total hip or lumbar spine). Conclusion: As in the already published studies, these preliminary results confirm the partial independence between BMD and TBS. More importantly, a combination of TBS and BMD may increase significantly the identification of women with prevalent OP Fx. For the first time we are able to have complementary information about fracture (VFA), density (BMD), and micro-architecture (TBS) from a simple, low ionizing radiation and cheap device: DXA. The value of such informations in a screening program will be evaluated.

Application des méthodes géophysiques à l'étude de deux sites (Kappelen et Grenchen) de l'aquifère poreux complexe du Seeland

L'aquifère du Seeland représente une richesse en ressources hydriques qu'il est impératif de préserver contre tout risque de détérioration. Cet aquifère prolifique est constitué principalement de sédiments alluviaux post-glaciaires (graviers, sables et limons). Il est soumis aux contraintes environnementales des pratiques d'agriculture intensive, du réseau routier, des villes et de leurs activités industrielles. La connaissance optimale de ces ressources est donc primordiale pour leur protection. Dans cette optique, deux sites Kappelen et Grenchen représentatifs de l'aquifère du Seeland ont été étudiés. L'objectif de ce travail est de caractériser d'un point de vue hydrogéophysique l'aquifère au niveau de ces deux sites, c'est-à-dire, comprendre la dynamique des écoulements souterrains par l'application des méthodes électriques de surface associées aux diagraphies en intégrant des méthodes hydrogéologiques. Pour le site de Kappelen, les méthodes électriques de surface ont permis d'identifier les différents faciès géoélectriques en présence et de mettre en évidence leur disposition en une structure tabulaire et horizontale. Il s'agit d'un aquifère libre constitué d'une série de graviers allant jusqu'à 15 m de profondeur reposant sur de la moraine argileuse. Les diagraphies électriques, nucléaires et du fluide ont servis à la détermination des caractéristiques pétrophysiques et hydrauliques de l'aquifère qui contrôlent son comportement hydrodynamique. Les graviers aquifères de Kappelen présentent deux minéraux dominants: quartz et calcite. Les analyses minéralogiques indiquent que ces deux éléments constituent 65 à 75% de la matrice. La porosité totale obtenue par les diagraphies nucléaires varie de 20 à 30 %, et de 22 à 29 % par diagraphies électrique. Avec les faibles valeurs de Gamma Ray ces résultats indiquent que l'aquifère des graviers de Kappelen est dépourvu d'argile minéralogique. La perméabilité obtenue par diagraphies du fluide varie de 3.10-4 à 5.10-2 m/s, et par essais de pompage de 10-4 à 10-2 m/s. Les résultats des analyses granulométriques indiquent une hétérogénéité granulométrique au niveau des graviers aquifères. La fraction de sables, sables très fins, silts et limons constitue de 10 à 40 %. Ces éléments jouent un rôle important dans le comportement hydraulique de l'aquifère. La porosité efficace de 11 à 25% estimée à partir des résultats des analyses granulométriques suppose que les zones les plus perméables correspondent aux zones les plus graveleuses du site. Etablie sur le site de Kappelen, cette méthodologie a été utilisée sur le site de Grenchen. Les méthodes électriques de surface indiquent que l'aquifère captif de Grenchen est constitué des sables silteux comprenant des passages sableux, encadrés par des silts argileux imperméables. L'aquifère de Grenchen est disposé dans une structure relativement tabulaire et horizontale. Son épaisseur totale peut atteindre les 25 m vers le sud et le sud ouest ou les passages sableux sont les plus importants. La détermination des caractéristiques pétrophysiques et hydrauliques s'est faite à l'aide des diagraphies. Les intensités Gamma Ray varient de 30 à 100 cps, les plus fortes valeurs n'indiquent qu'une présence d'éléments argileux mais pas de bancs d'argile. Les porosités totales de 15 à 25% et les densités globales de 2.25 à 2.45 g/cm3 indiquent que la phase minérale (matrice) est composée essentiellement de quartz et de calcaire. Les densités de matrice varient entre 2.65 et 2.75 g/cm3. La perméabilité varie de 2 10-6 à 5 10-4 m/s. La surestimation des porosités totales à partir des diagraphies électriques de 25 à 42% est due à la présence d'argiles. -- The vast alluvial Seeland aquifer system in northwestern Switzerland is subjected to environmental challenges due to intensive agriculture, roads, cities and industrial activities. Optimal knowledge of the hydrological resources of this aquifer system is therefore important for their protection. Two representative sites, Kappelen and Grenchen, of the Seeland aquifer were investigated using surface-based geoelectric methods and geophysical borehole logging methods. By integrating of hydrogeological and hydrogeophysical methods, a reliable characterization of the aquifer system at these two sites can be performed in order to better understand the governing flow and transport process. At the Kappelen site, surface-based geoelectric methods allowed to identify various geoelectric facies and highlighted their tabular and horizontal structure. It is an unconfined aquifer made up of 15 m thick gravels with an important sandy fraction and bounded by a shaly glacial aquitard. Electrical and nuclear logging measurements allow for constraining the petrophysical and hydrological parameters of saturated gravels. Results indicate that in agreement with mineralogical analyses, matrix of the probed formations is dominated by quartz and calcite with densities of 2.65 and 2.71 g/cc, respectively. These two minerals constitute approximately 65 to 75 % of the mineral matrix. Matrix density values vary from 2.60 to 2.75 g/cc. Total porosity values obtained from nuclear logs range from 20 to 30 % and are consistent with those obtained from electrical logs ranging from 22 to 29 %. Together with the inherently low natural gamma radiation and the matrix density values obtained from other nuclear logging measurements, this indicates that at Kappelen site the aquifer is essentially devoid of clay. Hydraulic conductivity values obtained by the Dilution Technique vary between 3.10-4 and 5.10-2 m/s, while pumping tests give values ranging from 10-4 to 10-2 m/s. Grain size analysis of gravel samples collected from boreholes cores reveal significant granulometric heterogeneity of these deposits. Calculations based on these granulometric data have shown that the sand-, silt- and shale-sized fractions constitute between 10 and 40 % of the sample mass. The presence of these fine elements in general and their spatial distribution in particular are important as they largely control the distribution of the total and effective porosity as well as the hydraulic conductivity. Effective porosity values ranging from 11 to 25% estimated from grain size analyses indicate that the zones of higher hydraulic conductivity values correspond to the zones dominated by gravels. The methodology established at the Kappelen site was then applied to the Grenchen site. Results from surface-based geoelectric measurements indicate that it is a confined aquifer made up predominantly of shaly sands with intercalated sand lenses confined impermeable shally clay. The Grenchen confined aquifer has a relatively tabular and horizontal structure with a maximum thickness of 25 m in the south and the southwest with important sand passages. Petrophysical and hydrological characteristics were performed using electrical and nuclear logging. Natural gamma radiation values ranging from 30 to 100 cps indicate presence of a clay fraction but not of pure clay layers. Total porosity values obtained from electrical logs vary form 25 to 42%, whereas those obtained from nuclear logs values vary from 15 to 25%. This over-estimation confirms presences of clays. Density values obtained from nuclear logs varying from 2.25 to 2.45 g/cc in conjunction with the total porosity values indicate that the dominating matrix minerals are quartz and calcite. Matrix density values vary between 2.65 and 2.75 g/cc. Hydraulic conductivity values obtained by the Dilution Technique vary from 2 10-6 to 5 10-4 m/s.

Cartographie et analyse des données disponibles pour estimer le nombre de préservatifs écoulés sur le marché suisse en une année

L'Office fédéral de la santé publique (OFSP) a mandaté la Fédération romande des consommateurs (FRC) et l'Institut universitaire de médecine sociale et préventive (IUMSP) pour réaliser une cartographie du marché des préservatifs et analyser les données disponibles pour estimer le nombre de préservatifs écoulés sur le marché suisse en une année. Les données disponibles identifiées sont les suivantes : 1. Données Verein : l'Association pour le label de qualité des préservatifs possède des données sur le nombre de préservatifs testés chaque année pour l'obtention du label OK. Ces données constituent une estimation du nombre de préservatifs ayant suivi la procédure de certification du label OK. Ces dernières années, des entreprises auraient renoncé à leur collaboration avec l'association pour le label de qualité, ce qui réduit la fiabilité de cette méthode pour suivre l'évolution du marché des préservatifs en Suisse. 2. Données douanes : l'Administration fédérale des douanes établit une statistique du commerce extérieur et met à disposition une base de données qui donne accès aux données statistiques d'importation et d'exportation de préservatifs. Etant donné que cette statistique se base sur les données indiquées par les importateurs et les exportateurs, des erreurs de déclaration peuvent être commises. 3. Données IUMSP : entre 1986 et 2011, l'IUMSP a reçu des producteurs/importateurs des données de mises sur le marché de préservatifs. Ces données, fiables car provenant directement des producteurs/importateurs, ne sont malheureusement plus complètes depuis 2012, en raison d'une difficulté croissante à obtenir de telles informations. 4. Données Nielsen et IMS Health : Nielsen et IMS HEalth sont des entreprises privées qui recensent les données de vente des préservatifs en Suisse réalisées dans les commerces de détail, ainsi que dans les drogueries et pharmacies. Ces données constituent des données de vente réelles obtenues grâce à l'enregistrement des mouvements de la marchandise lors du passage en caisse dans les magasins. La couverture des points de vente est élevée (près de 80% pour les données Nielsen) et stable dans le temps.

Quelle prise en charge pour une suspicion de thrombose veineuse profonde des membres inférieurs [Suspicion of lower limb deep vein thrombosis: update on diagnosis and treatment].

Si l'examen clinique revêt une importance essentielle en lymphologie et exige des praticiens expérimentés, la lymphoscintigraphie et plus récemment la lympho-fluoroscopie au vert d'indocyanine constituent des moyens d'investigation précieux dans la prévention, le diagnostic et le traitement des pathologies vasculaires lymphatiques. L'intérêt de la lymphoscintigraphie réside dans l'analyse qualitative et quantitative de la migration des macromolécules par les vaisseaux lymphatiques et l'évaluation du secteur lymphatique profond. La lympho-fluoroscopie se distingue de la lymphoscintigraphie par l'obtention d'une cartographie détaillée des vaisseaux lymphatiques superficiels et d'images dynamiques en temps réel. Elle apporte à l'angiologue et au physiothérapeute des informations irremplaçables sur leur contractilité et la présence de dérivations compensatoires à privilégier lors du drainage lymphatique manuel. Venous thromboembolism is a frequent disease with an annual incidence of 0.75-2.69/1000 reaching 2-7/1000 > 70 years. Deep vein thrombosis (DVT) and pulmonary embolism are two manifestations of the same underlying disease. Most frequent localization of DVT is at lower limbs. The diagnostic workup begins with an estimation of DVT risk, a judicious use of D-Dimers, and compression venous ultrasound depending on DVT probability. The development of direct oral anticoagulants and recent data on interventional DVT treatment, in selected cases, have widened the therapeutic spectrum of DVT. The present article aims at informing the primary care physician of the optimized workup of patients with lower limb suspicion of DVT.