Essays on numerically efficient inference in nonlinear and non-Gaussian state space models, and commodity market analysis.

The first two articles build procedures to simulate vector of univariate states and estimate parameters in nonlinear and non Gaussian state space models. We propose state space speci fications that offer more flexibility in modeling dynamic relationship with latent variables. Our procedures are extension of the HESSIAN method of McCausland[2012]. Thus, they use approximation of the posterior density of the vector of states that allow to : simulate directly from the state vector posterior distribution, to simulate the states vector in one bloc and jointly with the vector of parameters, and to not allow data augmentation. These properties allow to build posterior simulators with very high relative numerical efficiency. Generic, they open a new path in nonlinear and non Gaussian state space analysis with limited contribution of the modeler. The third article is an essay in commodity market analysis. Private firms coexist with farmers' cooperatives in commodity markets in subsaharan african countries. The private firms have the biggest market share while some theoretical models predict they disappearance once confronted to farmers cooperatives. Elsewhere, some empirical studies and observations link cooperative incidence in a region with interpersonal trust, and thus to farmers trust toward cooperatives. We propose a model that sustain these empirical facts. A model where the cooperative reputation is a leading factor determining the market equilibrium of a price competition between a cooperative and a private firm

Estimation of State Space Models and Stochastic Volatility

Ma thèse est composée de trois chapitres reliés à l'estimation des modèles espace-état et volatilité stochastique. Dans le première article, nous développons une procédure de lissage de l'état, avec efficacité computationnelle, dans un modèle espace-état linéaire et gaussien. Nous montrons comment exploiter la structure particulière des modèles espace-état pour tirer les états latents efficacement. Nous analysons l'efficacité computationnelle des méthodes basées sur le filtre de Kalman, l'algorithme facteur de Cholesky et notre nouvelle méthode utilisant le compte d'opérations et d'expériences de calcul. Nous montrons que pour de nombreux cas importants, notre méthode est plus efficace. Les gains sont particulièrement grands pour les cas où la dimension des variables observées est grande ou dans les cas où il faut faire des tirages répétés des états pour les mêmes valeurs de paramètres. Comme application, on considère un modèle multivarié de Poisson avec le temps des intensités variables, lequel est utilisé pour analyser le compte de données des transactions sur les marchés financières. Dans le deuxième chapitre, nous proposons une nouvelle technique pour analyser des modèles multivariés à volatilité stochastique. La méthode proposée est basée sur le tirage efficace de la volatilité de son densité conditionnelle sachant les paramètres et les données. Notre méthodologie s'applique aux modèles avec plusieurs types de dépendance dans la coupe transversale. Nous pouvons modeler des matrices de corrélation conditionnelles variant dans le temps en incorporant des facteurs dans l'équation de rendements, où les facteurs sont des processus de volatilité stochastique indépendants. Nous pouvons incorporer des copules pour permettre la dépendance conditionnelle des rendements sachant la volatilité, permettant avoir différent lois marginaux de Student avec des degrés de liberté spécifiques pour capturer l'hétérogénéité des rendements. On tire la volatilité comme un bloc dans la dimension du temps et un à la fois dans la dimension de la coupe transversale. Nous appliquons la méthode introduite par McCausland (2012) pour obtenir une bonne approximation de la distribution conditionnelle à posteriori de la volatilité d'un rendement sachant les volatilités d'autres rendements, les paramètres et les corrélations dynamiques. Le modèle est évalué en utilisant des données réelles pour dix taux de change. Nous rapportons des résultats pour des modèles univariés de volatilité stochastique et deux modèles multivariés. Dans le troisième chapitre, nous évaluons l'information contribuée par des variations de volatilite réalisée à l'évaluation et prévision de la volatilité quand des prix sont mesurés avec et sans erreur. Nous utilisons de modèles de volatilité stochastique. Nous considérons le point de vue d'un investisseur pour qui la volatilité est une variable latent inconnu et la volatilité réalisée est une quantité d'échantillon qui contient des informations sur lui. Nous employons des méthodes bayésiennes de Monte Carlo par chaîne de Markov pour estimer les modèles, qui permettent la formulation, non seulement des densités a posteriori de la volatilité, mais aussi les densités prédictives de la volatilité future. Nous comparons les prévisions de volatilité et les taux de succès des prévisions qui emploient et n'emploient pas l'information contenue dans la volatilité réalisée. Cette approche se distingue de celles existantes dans la littérature empirique en ce sens que ces dernières se limitent le plus souvent à documenter la capacité de la volatilité réalisée à se prévoir à elle-même. Nous présentons des applications empiriques en utilisant les rendements journaliers des indices et de taux de change. Les différents modèles concurrents sont appliqués à la seconde moitié de 2008, une période marquante dans la récente crise financière.

Latent Variable Models for Stochastic Discount Factors.

Latent variable models in finance originate both from asset pricing theory and time series analysis. These two strands of literature appeal to two different concepts of latent structures, which are both useful to reduce the dimension of a statistical model specified for a multivariate time series of asset prices. In the CAPM or APT beta pricing models, the dimension reduction is cross-sectional in nature, while in time-series state-space models, dimension is reduced longitudinally by assuming conditional independence between consecutive returns, given a small number of state variables. In this paper, we use the concept of Stochastic Discount Factor (SDF) or pricing kernel as a unifying principle to integrate these two concepts of latent variables. Beta pricing relations amount to characterize the factors as a basis of a vectorial space for the SDF. The coefficients of the SDF with respect to the factors are specified as deterministic functions of some state variables which summarize their dynamics. In beta pricing models, it is often said that only the factorial risk is compensated since the remaining idiosyncratic risk is diversifiable. Implicitly, this argument can be interpreted as a conditional cross-sectional factor structure, that is, a conditional independence between contemporaneous returns of a large number of assets, given a small number of factors, like in standard Factor Analysis. We provide this unifying analysis in the context of conditional equilibrium beta pricing as well as asset pricing with stochastic volatility, stochastic interest rates and other state variables. We address the general issue of econometric specifications of dynamic asset pricing models, which cover the modern literature on conditionally heteroskedastic factor models as well as equilibrium-based asset pricing models with an intertemporal specification of preferences and market fundamentals. We interpret various instantaneous causality relationships between state variables and market fundamentals as leverage effects and discuss their central role relative to the validity of standard CAPM-like stock pricing and preference-free option pricing.

Aggregations and Marginalization of GARCH and Stochastic Volatility Models

The GARCH and Stochastic Volatility paradigms are often brought into conflict as two competitive views of the appropriate conditional variance concept : conditional variance given past values of the same series or conditional variance given a larger past information (including possibly unobservable state variables). The main thesis of this paper is that, since in general the econometrician has no idea about something like a structural level of disaggregation, a well-written volatility model should be specified in such a way that one is always allowed to reduce the information set without invalidating the model. To this respect, the debate between observable past information (in the GARCH spirit) versus unobservable conditioning information (in the state-space spirit) is irrelevant. In this paper, we stress a square-root autoregressive stochastic volatility (SR-SARV) model which remains true to the GARCH paradigm of ARMA dynamics for squared innovations but weakens the GARCH structure in order to obtain required robustness properties with respect to various kinds of aggregation. It is shown that the lack of robustness of the usual GARCH setting is due to two very restrictive assumptions : perfect linear correlation between squared innovations and conditional variance on the one hand and linear relationship between the conditional variance of the future conditional variance and the squared conditional variance on the other hand. By relaxing these assumptions, thanks to a state-space setting, we obtain aggregation results without renouncing to the conditional variance concept (and related leverage effects), as it is the case for the recently suggested weak GARCH model which gets aggregation results by replacing conditional expectations by linear projections on symmetric past innovations. Moreover, unlike the weak GARCH literature, we are able to define multivariate models, including higher order dynamics and risk premiums (in the spirit of GARCH (p,p) and GARCH in mean) and to derive conditional moment restrictions well suited for statistical inference. Finally, we are able to characterize the exact relationships between our SR-SARV models (including higher order dynamics, leverage effect and in-mean effect), usual GARCH models and continuous time stochastic volatility models, so that previous results about aggregation of weak GARCH and continuous time GARCH modeling can be recovered in our framework.

La transmission des normes internationales en droits de la personne et le développement démocratique au Mexique

Quel est le pouvoir des normes internationales de droits humains ? Ces normes ont-elles un pouvoir politique? En s’appuyant sur le cas mexicain (entre 1988 et 2006), la thèse tente de répondre à trois questionnements. Le premier est lié à la trajectoire des normes: les défenseurs mexicains des droits humains cherchent-ils l’appui d’acteurs internationaux pour promouvoir les droits humains vis-à-vis leur gouvernement, tel que le suggère le modèle du boomerang ? Deuxièmement, il s’agit de comprendre l’impact du processus de diffusion des normes sur le respect des droits humains : les acteurs internationaux et nationaux qui défendent les droits humains parviennent-ils à influencer les décisions politiques gouvernementales, en matière de protection des droits humains ? Et finalement: ces groupes contribuent-ils à changer le cours du processus de démocratisation d’un État ? Les résultats de la recherche permettent de tirer quelques conclusions. La thèse confirme dans un premier temps la théorie du boomerang de Keck et Sikkink (1998), puisque les pressions domestiques en matière de droits humains deviennent efficaces au moment où les acteurs domestiques gagnent l’appui des acteurs internationaux. En ce qui concerne l’impact de la diffusion des normes internationales des droits humains sur leur protection gouvernementale, il semble que le gouvernement mexicain entre 1988 et 2006 réagisse aux pressions des acteurs qui diffusent les normes de droits humains par la mise en place d’institutions et de lois et non par une protection effective de ces droits. Un deuxième type d’impact, lié à la diffusion des normes en droits humains, est observé sur le processus de démocratisation. La thèse montre que les acteurs qui diffusent les normes en droits humains jouent un rôle dans la mise en place de réformes électorales, tout en contribuant à une redéfinition plus démocratique des rapports de pouvoir entre la société civile et l’État.

Polymères de coordination et éponge cristalline : de nouveaux matériaux pour la conversion de l’énergie solaire et la résolution de la structure cristalline de composés huileux.

Le premier volet de ce travail portera sur l’expérience acquise lors d’un stage d’étude à Tokyo, au Japon, dans le groupe de recherche du Pr. Makoto Fujita, une sommité d’envergure internationale dans le domaine de l’auto-assemblage. En continuité avec les plus récents travaux du Pr. Fujita, des systèmes poreux auto-assemblés présentant des cavités fonctionnalisées ont été développés dans le but d’encapsuler des acides gras afin d’en déterminer la structure cristalline. Ces éponges ont été caractérisées par des techniques courantes telles que la spectroscopie à résonance magnétique nucléaire 1H, 13C{1H} et Cosy, la spectrométrie de masse, l’analyse élémentaire, la microscopie optique infrarouge ainsi que la diffraction des rayons X. Une autre approche employée pour obtenir de meilleures propriétés spectroscopiques fut la synthèse de dendrimères métalliques de génération 0. Un nouveau ligand de type 1,3,5-triazine a été synthétisé par une réaction typique de cyclisation de nitrile en présence catalytique d’hydrure de sodium. Des espèces mono-, bis- et trinucléaire de Ru(II) furent synthétisés ainsi que deux espèces hétérométalliques de Ru(II)/Pt(II) et de Ru(II)/Os(II). Tous les complexes obtenus furent caractérisés par spectroscopie à résonance magnétique nucléaire (1H, 13C{1H} et Cosy) à l’état liquide, par spectroscopie de masse à haute résolution et par analyse élémentaire. La génération de dihydrogène à partir de l’espèce hétérométallique a été étudiée. Les propriétés optiques et électroniques ont été analysées par spectroscopie UV-Vis, par analyse de la luminescence, du temps de vie de luminescence, par des analyses de rendement quantique ainsi que par des analyses de voltampérométrie cyclique à balayage. Finalement, dans le but d’améliorer les propriétés spectroscopiques d’absorption de complexes métalliques, nous avons synthétisé une série de polymères homo- et hétérométalliques, intégrant des ligands de type bis(2,2’:6,2’’-terpyridine). Les complexes générés furent caractérisés par diverses techniques tel que la spectroscopie à résonance magnétique nucléaire (1H, 13C{1H} et Cosy) à l’état liquide, par spectroscopie de masse à haute résolution ainsi que par analyse élémentaire. Les propriétés optiques et électroniques ont été analysées par spectroscopie UV-Vis, par analyse de la luminescence, du temps de vie de luminescence, par des analyses de rendement quantique ainsi que par des analyses de voltampérométrie cyclique à balayage.

Étude descriptive des perceptions de soutien, d’habilitation et de reconnaissance favorisant la mobilisation organisationnelle au Ministère de l’éducation nationale et de l’alphabétisation du Burkina Faso

Cette thèse de doctorat se situe dans le contexte des préoccupations des autorités nationales et des organisations internationales relatives à l’efficacité des organisations publiques dans les pays en développement, dans le cadre des Objectifs du Millénaire pour le développement (OMD) et du programme Éducation pour tous (ÉPT). L’argument du manque de ressources est de plus en plus remis en cause par le constat que certaines organisations disposant de ressources moindres que d’autres de même nature, obtiennent de meilleurs résultats (Barney, 1991; Durand, 1996; Isckia, 2008). Autrement dit, la quantité de ressources n’explique pas tout; il faut considérer d’autres éléments, dont la mobilisation organisationnelle, c’est-à-dire le mouvement obtenu d’une masse critique d’employés qui adoptent des actions positives dans le sens de l’atteinte des objectifs de leur organisation. Cette mobilisation suppose un climat positif auquel contribue la présence de certains états psychologiques ressentis par les employés, notamment les perceptions de soutien et de reconnaissance de la part de l’organisation de même qu’un sentiment d’habilitation psychologique (Tremblay et Simard, 2005). Ces perceptions et ce sentiment constituent les points focaux de la recherche que nous avons menée au sein du Ministère de l’éducation nationale et de l’alphabétisation (MÉNA) du Burkina Faso. L’objectif principal de notre recherche est de décrire ces trois états psychologiques. Le soutien organisationnel perçu (SOP), l’habilitation psychologique (HP) et la reconnaissance perçue ont été explorés à partir des travaux de Eisenberger et al. (1986), de Spreitzer (1995) et de Brun et Dugas (2005) respectivement. Nous avons délibérément choisi la perspective des employés plutôt que celle des pratiques de gestion observées ou déclarées de leurs supérieurs et avons entrepris de connaître leurs perceptions. Ces dernières méritent que l’on s’en préoccupe car aucune politique, mesure ou pratique visant à instaurer un climat organisationnel mobilisant ne peut être efficace si elle n’est pas perçue comme telle par les employés. Utilisant une méthodologie mixte, nous avons recueilli auprès de cadres et de directions d’école, des données sur les trois états psychologiques retenus, à l’aide d’un questionnaire comportant 37 énoncés (65 répondants); d’entrevues individuelles visant à enrichir, compléter, expliciter ou illustrer les informations obtenues par le questionnaire (18 participants); et de deux groupes de discussion autour des résultats de l’analyse préliminaire des réponses au questionnaire (7 participants). Au total, les données ont été recueillies auprès de 73 personnes, certaines d’entre elles ayant à la fois répondu au questionnaire et participé à une entrevue individuelle. Les données ont été traitées par état psychologique à l’aide des logiciels SPSS Statistics 20 (pour les questionnaires) et QDA Miner 4.0.11 (pour les entretiens individuels). Pour chaque énoncé, chaque variable créée et chacune des caractéristiques (fonction, genre et milieu de travail), nous avons d’abord obtenu des mesures de tendances centrales; nous avons poursuivi en ajoutant un second niveau de traitement en combinant les caractéristiques, par exemple : la fonction (cadre ou direction d’école) et le genre (femme ou homme). Nous avons ensuite procédé au codage des verbatims des entretiens en vue d’en extraire des éléments qui corroborent, précisent ou nuancent les résultats de l’analyse des données obtenues par le questionnaire pour chaque état psychologique. L’exploitation des données d’entretiens visait également à identifier des éléments portant sur le thème de la mobilisation au MÉNA. Les résultats des analyses des données issues des questionnaires indiquent globalement que le soutien organisationnel est perçu de façon négative au sein du MÉNA, seule la valorisation du travail réalisé recueillant un sentiment un peu moins négatif. Les répondants se perçoivent habilités psychologiquement; des quatre composantes de l’habilitation psychologique, c’est l’autonomie qui recueille la perception la plus négative. En ce qui concerne la reconnaissance, on observe une perception positive des éléments reliés à la communication et négative lorsqu’il s’agit de l’appréciation du système d’attribution des récompenses. En complément à ces résultats obtenus de l’analyse des données issues du questionnaire, les entretiens ont permis de mettre en lumière le fait que des pratiques efficaces de gestion (par exemple la rapidité des réponses aux demandes, l’application des normes de ponctualité et d’assiduité, la réception régulière du salaire) sont considérées comme des marques de soutien organisationnel. Ces entretiens ont également permis de découvrir un fort potentiel d’implication personnelle et professionnelle des participants rencontrés qui affichaient une disposition favorable à l’augmentation de leur contribution tout en souhaitant une plus grande reconnaissance de leur potentiel. La prise en compte de la fonction, du genre et du milieu de travail a permis de raffiner les analyses. À titre d’exemple: le soutien organisationnel est perçu plus positivement en milieu urbain qu’en milieu rural; les cadres perçoivent positivement la valorisation que le ministère accorde à leur contribution; alors que les directrices d’école ont une appréciation négative de cette valorisation. Le sentiment de compétence est éprouvé de façon plus positive chez les cadres alors que le sentiment d’autonomie est plus positif chez les directions d’école. En milieu urbain, la transmission de l’information, les rencontres avec les supérieurs et les témoignages d’appréciation sont plus présents qu’en milieu rural. Dans cette recherche, qui s’est déroulée dans un contexte subsaharien, nous avons affiché un parti pris pour une approche universaliste plutôt que culturaliste. Tout en reconnaissant que les traditions et la culture font partie de l’environnement organisationnel, nous pensons qu’elles ne sont pas les principaux facteurs explicatifs des comportements des employés dans une organisation. Les propos tenus par certains des participants que nous avons rencontrés renforcent notre conviction que les pratiques de gestion généralement perçues positivement par les employés le sont également dans ce contexte.

Space and time characterization of laser-induced plasmas for applications in chemical analysis and thin film deposition

Après des décennies de développement, l'ablation laser est devenue une technique importante pour un grand nombre d'applications telles que le dépôt de couches minces, la synthèse de nanoparticules, le micro-usinage, l’analyse chimique, etc. Des études expérimentales ainsi que théoriques ont été menées pour comprendre les mécanismes physiques fondamentaux mis en jeu pendant l'ablation et pour déterminer l’effet de la longueur d'onde, de la durée d'impulsion, de la nature de gaz ambiant et du matériau de la cible. La présente thèse décrit et examine l'importance relative des mécanismes physiques qui influencent les caractéristiques des plasmas d’aluminium induits par laser. Le cadre général de cette recherche forme une étude approfondie de l'interaction entre la dynamique de la plume-plasma et l’atmosphère gazeuse dans laquelle elle se développe. Ceci a été réalisé par imagerie résolue temporellement et spatialement de la plume du plasma en termes d'intensité spectrale, de densité électronique et de température d'excitation dans différentes atmosphères de gaz inertes tel que l’Ar et l’He et réactifs tel que le N2 et ce à des pressions s’étendant de 10‾7 Torr (vide) jusqu’à 760 Torr (pression atmosphérique). Nos résultats montrent que l'intensité d'émission de plasma dépend généralement de la nature de gaz et qu’elle est fortement affectée par sa pression. En outre, pour un délai temporel donné par rapport à l'impulsion laser, la densité électronique ainsi que la température augmentent avec la pression de gaz, ce qui peut être attribué au confinement inertiel du plasma. De plus, on observe que la densité électronique est maximale à proximité de la surface de la cible où le laser est focalisé et qu’elle diminue en s’éloignant (axialement et radialement) de cette position. Malgré la variation axiale importante de la température le long du plasma, on trouve que sa variation radiale est négligeable. La densité électronique et la température ont été trouvées maximales lorsque le gaz est de l’argon et minimales pour l’hélium, tandis que les valeurs sont intermédiaires dans le cas de l’azote. Ceci tient surtout aux propriétés physiques et chimiques du gaz telles que la masse des espèces, leur énergie d'excitation et d'ionisation, la conductivité thermique et la réactivité chimique. L'expansion de la plume du plasma a été étudiée par imagerie résolue spatio-temporellement. Les résultats montrent que la nature de gaz n’affecte pas la dynamique de la plume pour des pressions inférieures à 20 Torr et pour un délai temporel inférieur à 200 ns. Cependant, pour des pressions supérieures à 20 Torr, l'effet de la nature du gaz devient important et la plume la plus courte est obtenue lorsque la masse des espèces du gaz est élevée et lorsque sa conductivité thermique est relativement faible. Ces résultats sont confirmés par la mesure de temps de vol de l’ion Al+ émettant à 281,6 nm. D’autre part, on trouve que la vitesse de propagation des ions d’aluminium est bien définie juste après l’ablation et près de la surface de la cible. Toutefois, pour un délai temporel important, les ions, en traversant la plume, se thermalisent grâce aux collisions avec les espèces du plasma et du gaz.

The Gandarela Mountain Range and the “resistance space” against iron ore mining threat: a focus on the contrapositions

Full Text / Article complet