Dynamic Analysis Model of Spherical Roller Bearings with Defects

Rolling element bearings are essential components of rotating machinery. The spherical roller bearing (SRB) is one variant seeing increasing use, because it is self-aligning and can support high loads. It is becoming increasingly important to understand how the SRB responds dynamically under a variety of conditions. This doctoral dissertation introduces a computationally efficient, three-degree-of-freedom, SRB model that was developed to predict the transient dynamic behaviors of a rotor-SRB system. In the model, bearing forces and deflections were calculated as a function of contact deformation and bearing geometry parameters according to nonlinear Hertzian contact theory. The results reveal how some of the more important parameters; such as diametral clearance, the number of rollers, and osculation number; influence ultimate bearing performance. Distributed defects, such as the waviness of the inner and outer ring, and localized defects, such as inner and outer ring defects, are taken into consideration in the proposed model. Simulation results were verified with results obtained by applying the formula for the spherical roller bearing radial deflection and the commercial bearing analysis software. Following model verification, a numerical simulation was carried out successfully for a full rotor-bearing system to demonstrate the application of this newly developed SRB model in a typical real world analysis. Accuracy of the model was verified by comparing measured to predicted behaviors for equivalent systems.

Experimental model of heterotopic ossification in Wistar rats

Heterotopic ossification (HO) is a metaplastic biological process in which there is newly formed bone in soft tissues adjacent to large joints, resulting in joint mobility deficit. In order to determine which treatment techniques are more appropriate for such condition, experimental models of induced heterotopic bone formation have been proposed using heterologous demineralized bone matrix implants and bone morphogenetic protein and other tissues. The objective of the present experimental study was to identify a reliable protocol to induce HO in Wistar rats, based on autologous bone marrow (BM) implantation, comparing 3 different BM volumes and based on literature evidence of this HO induction model in larger laboratory animals. Twelve male Wistar albino rats weighing 350/390 g were used. The animals were anesthetized for blood sampling before HO induction in order to quantify serum alkaline phosphatase (ALP). HO was induced by BM implantation in both quadriceps muscles of these animals, experimental group (EG). Thirty-five days after the induction, another blood sample was collected for ALP determination. The results showed a weight gain in the EG and no significant difference in ALP levels when comparing the periods before and after induction. Qualitative histological analysis confirmed the occurrence of heterotopic ossification in all 12 EG rats. In conclusion, the HO induction model was effective when 0.35 mL autologous BM was applied to the quadriceps of Wistar rats.

Use of the Wasserman equation in optimization of the duration of the power ramp in a cardiopulmonary exercise test: a study of Brazilian men

This study aimed to analyze the agreement between measurements of unloaded oxygen uptake and peak oxygen uptake based on equations proposed by Wasserman and on real measurements directly obtained with the ergospirometry system. We performed an incremental cardiopulmonary exercise test (CPET), which was applied to two groups of sedentary male subjects: one apparently healthy group (HG, n=12) and the other had stable coronary artery disease (n=16). The mean age in the HG was 47±4 years and that in the coronary artery disease group (CG) was 57±8 years. Both groups performed CPET on a cycle ergometer with a ramp-type protocol at an intensity that was calculated according to the Wasserman equation. In the HG, there was no significant difference between measurements predicted by the formula and real measurements obtained in CPET in the unloaded condition. However, at peak effort, a significant difference was observed between oxygen uptake (V˙O2)peak(predicted)and V˙O2peak(real)(nonparametric Wilcoxon test). In the CG, there was a significant difference of 116.26 mL/min between the predicted values by the formula and the real values obtained in the unloaded condition. A significant difference in peak effort was found, where V˙O2peak(real)was 40% lower than V˙O2peak(predicted)(nonparametric Wilcoxon test). There was no agreement between the real and predicted measurements as analyzed by Lin’s coefficient or the Bland and Altman model. The Wasserman formula does not appear to be appropriate for prediction of functional capacity of volunteers. Therefore, this formula cannot precisely predict the increase in power in incremental CPET on a cycle ergometer.

The Forecast Performance of Model-Free Implied Volatility: Evidence from DAX Index Options

Volatility has a central role in various theoretical and practical applications in financial markets. These include the applications related to portfolio theory, derivatives pricing and financial risk management. Both theoretical and practical applications require good estimates and forecasts for the asset return volatility. The goal of this study is to examine the forecast performance of one of the more recent volatility measures, model-free implied volatility. Model-free implied volatility is extracted from the prices in the option markets, and it aims to provide an unbiased estimate for the market’s expectation on the future level of volatility. Since it is extracted from the option prices, model-free implied volatility should contain all the relevant information that the market participants have. Moreover, model-free implied volatility requires less restrictive assumptions than the commonly used Black-Scholes implied volatility, which means that it should be less biased estimate for the market’s expectations. Therefore, it should also be a better forecast for the future volatility. The forecast performance of model-free implied volatility is evaluated by comparing it to the forecast performance of Black-Scholes implied volatility and GARCH(1,1) forecast. Weekly forecasts for six years period were calculated for the forecasted variable, German stock market index DAX. The data consisted of price observations for DAX index options. The forecast performance was measured using econometric methods, which aimed to capture the biasedness, accuracy and the information content of the forecasts. The results of the study suggest that the forecast performance of model-free implied volatility is superior to forecast performance of GARCH(1,1) forecast. However, the results also suggest that the forecast performance of model-free implied volatility is not as good as the forecast performance of Black-Scholes implied volatility, which is against the hypotheses based on theory. The results of this study are consistent with the majority of prior research on the subject.

Intelligence acquisition methods in cyber domain : examining the circumstantial applicability of cyber intelligence acquisition methods using a hierarchical model

Phenomena in cyber domain, especially threats to security and privacy, have proven an increasingly heated topic addressed by different writers and scholars at an increasing pace – both nationally and internationally. However little public research has been done on the subject of cyber intelligence. The main research question of the thesis was: To what extent is the applicability of cyber intelligence acquisition methods circumstantial? The study was conducted in sequential a manner, starting with defining the concept of intelligence in cyber domain and identifying its key attributes, followed by identifying the range of intelligence methods in cyber domain, criteria influencing their applicability, and types of operatives utilizing cyber intelligence. The methods and criteria were refined into a hierarchical model. The existing conceptions of cyber intelligence were mapped through an extensive literature study on a wide variety of sources. The established understanding was further developed through 15 semi-structured interviews with experts of different backgrounds, whose wide range of points of view proved to substantially enhance the perspective on the subject. Four of the interviewed experts participated in a relatively extensive survey based on the constructed hierarchical model on cyber intelligence that was formulated in to an AHP hierarchy and executed in the Expert Choice Comparion online application. It was concluded that Intelligence in cyber domain is an endorsing, cross-cutting intelligence discipline that adds value to all aspects of conventional intelligence and furthermore that it bears a substantial amount of characteristic traits – both advantageous and disadvantageous – and furthermore that the applicability of cyber intelligence methods is partly circumstantially limited.

Behavioural, mensural, and ecological correlates of polygyny in the eastern meadowlark (Sturnella magna)

During 1982 and 1983 I studied male attributes and attributes of the territory of male Eastern Meadowlarks (Sturnella magna) in order to determine whether there was a correlation between any of the attributes investigated and the number of females attracted by a male. Seventeen males, nine of which were polygynous and eight monogamous, were studied in 1982 and sixteen males.of which .. seven were polygynous and nine ~onogamous, were studied in 1983. The study was conducted in Short Hills Park, 10 km southwest of St. Catharines, Ontario and was designed to compare two hypotheses: the "sexy son" hypothesis (Weatherhead and Robertson,1977) and the polygyny threshold model (Verner and Willson,1966, Orians, 1969). Male attributes investigated were male size and song behaviour. Six measures of male size were taken: weight, flattened and natural wing chord length, culmen length, bill depth and length of the tarsometatarsus. In 1983 song repertoire size and song versatility measures were investigated. Attributes of the territory studied were: territory size, density of plant stems, percentage plant cover and measures of vegetation structure. In 1983 Arthropods were collected from each territory and sorted according to taxonomic group and size. During 1983, territory attributes were sampled twice, once early and once later in the nesting season. Analysis of data involved univariate comparisons between monogamous and polygynous males using T-tests and multivariate comparisons were made using discriminant function analysis (DFA) and principle components analysis (PCA).No correlations were found between the number of females attracted with, .ny measure of male size or with me, .sures of song versatili or size of song repertoire. Also no correlation was found between terri size and the number of females nesting on a terri . Some attributes of the male's terri id distinguish between monog,mous and po s males of thistudy. Analysis of Arthropod numbers showed that e~ .eran counts were significantly great~r on polygynous territories, a1 the total numb~rs of Arthropods collected showed no s fico .nt differences between territories of monogamous and po males. DFA chose ear teran and Hymenopteran counts as multivariate discriminators; both variables we' e more vegetation revealed that there were no univariate differences between the two groups of males fOT 1982 stem densities, but ~ spp. and Solidago spp. were chosen DFA as multivariate discriminators. The total number of plant stems and of Vicia spp. stems were s ficantly the early 1983 ing on monogamous territories for however DFA found no multivariate discriminators" Variables concerned with the overall aspects of vegetation structure showed significant differences between territories of monogamous and polygynous males. DFA of the 1982 sampling of vegetation structure showed significantly greater mat depth and vegetation height on polygynous territories, a finding which was not supported, however, by peA. For the early 1983 sampling period, plant height was greater on polygynous territories. Multivariate analysis identified greater green cover on polygynous territories, greater ground cover on monogamous territories, and greater depth of mat material on monogamous territories as discriminators between territories of monogamous and polygynous males. A DFA on the major variables of the study showed no significant difference between the territories of monogamous and polygynous male Meadowlarks. Of the correlations found, some were for non-prey Arthr~ods, for cover plants with very small samples sizes, or for variables which were greater for monogamous males during one sampling period and polygynous males during the next. While multivariate discriminators were found, peA showed no grouping of monogamous or polygynous males according to any of the variables investigated. On the basis of the univariate and multivariate analysis of major variables, I concluded that there were no correlations between the number of females attracted with male attributes and no unambiguous correlation with attributes of the territory. My study does not unequivocally support either the "sexy son" or the polygyny threshold hypothesis.

The effectiveness of a goal-setting model on behavioural change

To evaluate the effectiveness of a goal-setting model on behavioural change, thirty nine adults between the ages of23 and 73 years who were in a weight loss program were assigned to one oftwo groups. One group was taught to change eating behaviour using a weight-reducing diet. The other group was taught to use a goal-setting model to change behaviour. Pretest and posttest surveys were completed by all participants, and a callback survey by theexperimentals. The PET Type Check and Kolb's Learning Style Inventory were administered to all participants. As well, five ofthe experimentals were interviewed. Results of qualitative analyses showed no significant difference between the two groups, but qualitative research suggested that experimentals were more likely to use the goal-setting model to make behavioural changes, and that being successful increased their self-efficacy.

Using a Bayesian model for bankruptcy prediction : a comparative approach

The purpose of this study is to examine the impact of the choice of cut-off points, sampling procedures, and the business cycle on the accuracy of bankruptcy prediction models. Misclassification can result in erroneous predictions leading to prohibitive costs to firms, investors and the economy. To test the impact of the choice of cut-off points and sampling procedures, three bankruptcy prediction models are assessed- Bayesian, Hazard and Mixed Logit. A salient feature of the study is that the analysis includes both parametric and nonparametric bankruptcy prediction models. A sample of firms from Lynn M. LoPucki Bankruptcy Research Database in the U. S. was used to evaluate the relative performance of the three models. The choice of a cut-off point and sampling procedures were found to affect the rankings of the various models. In general, the results indicate that the empirical cut-off point estimated from the training sample resulted in the lowest misclassification costs for all three models. Although the Hazard and Mixed Logit models resulted in lower costs of misclassification in the randomly selected samples, the Mixed Logit model did not perform as well across varying business-cycles. In general, the Hazard model has the highest predictive power. However, the higher predictive power of the Bayesian model, when the ratio of the cost of Type I errors to the cost of Type II errors is high, is relatively consistent across all sampling methods. Such an advantage of the Bayesian model may make it more attractive in the current economic environment. This study extends recent research comparing the performance of bankruptcy prediction models by identifying under what conditions a model performs better. It also allays a range of user groups, including auditors, shareholders, employees, suppliers, rating agencies, and creditors' concerns with respect to assessing failure risk.

The Respect Circle: Ten Teachers, One Classroom Management Model

In this qualitative investigation, the researcher examined the experiences of 10 teachers as they implemented a classroom management model called the Respect Circle. Through interviews and journal entries, the writer sought to understand how the participating teachers developed their classroom management practice, using the Respect Circle as a reference point. Data collection occurred over a 10-week period from October to December. The findings of this study demonstrate the multifaceted and complex nature of classroom management. Participants identified relationships with their students as the premier factor in establishing classroom management. Additionally, pro action, professional reflection, adaptability, and consistency figured prominently in the classroom management approaches taken by the participating teachers. Utilizing the experiences and suggestions of the participants as a springboard, the Respect Circle model was revised. The findings underline areas of concern regarding classroom management and suggest that teachers want a respectful, structured yet flexible model upon which to base their classroom management. Suggestions for teachers, new and experienced; school administrators; and developers of classroom management courses are provided.

The Conceptualization and Exploration of Place Allegiance: Towards a Unified Model of Person-Place Relationships within Outdoor Recreation

The academic study of place has been generally defined by two distinct and highly refined discourses within outdoor recreation research: place attachment and sense of place. Place attachment generally describes the intensity of the place relationship, whereas sense of place approaches place from a more holistic and intimate orientation. This study bridges these two methodological and theoretical separate areas of place research together by re-conceptualizing the way in which place relationships are viewed within outdoor recreation research. The Psychological Continuum Model is used to extend the language of place attachment to incorporate more of the philosophy of sense of place while attending to the empirical strength and utility of place attachment. This extension results in the term place allegiance being coined to depict the strong and profound relationships outdoor recreationists build with their places of outdoor recreation. Using a concurrent mixed methods research design, this study explored place allegiance via an online survey (n = 437) and thirteen in-depth qualitative interviews with outdoor recreationists. Results indicate that place allegiance can be measured through a multi-dimensional model of place allegiance that incorporates behaviours, importance, resistance, knowledge and symbolic value. In addition, place allegiance was found to be related to an individual's influence on life course and his/her willingness to exhibit preservation and protection tendencies. Place allegiance plays an important role in acknowledging the importance of authentic place relationships in an effort to confront placelessness. Wilderness recreation is an important avenue for outdoor recreationists to build strong place relationships.

Exact Multivariate Tests of Asset Pricing Models with Stable Asymmetric Distributions

In this paper, we propose exact inference procedures for asset pricing models that can be formulated in the framework of a multivariate linear regression (CAPM), allowing for stable error distributions. The normality assumption on the distribution of stock returns is usually rejected in empirical studies, due to excess kurtosis and asymmetry. To model such data, we propose a comprehensive statistical approach which allows for alternative - possibly asymmetric - heavy tailed distributions without the use of large-sample approximations. The methods suggested are based on Monte Carlo test techniques. Goodness-of-fit tests are formally incorporated to ensure that the error distributions considered are empirically sustainable, from which exact confidence sets for the unknown tail area and asymmetry parameters of the stable error distribution are derived. Tests for the efficiency of the market portfolio (zero intercepts) which explicitly allow for the presence of (unknown) nuisance parameter in the stable error distribution are derived. The methods proposed are applied to monthly returns on 12 portfolios of the New York Stock Exchange over the period 1926-1995 (5 year subperiods). We find that stable possibly skewed distributions provide statistically significant improvement in goodness-of-fit and lead to fewer rejections of the efficiency hypothesis.

New statistical methods to assess the effect of time-dependent exposures in case-control studies

Contexte. Les études cas-témoins sont très fréquemment utilisées par les épidémiologistes pour évaluer l’impact de certaines expositions sur une maladie particulière. Ces expositions peuvent être représentées par plusieurs variables dépendant du temps, et de nouvelles méthodes sont nécessaires pour estimer de manière précise leurs effets. En effet, la régression logistique qui est la méthode conventionnelle pour analyser les données cas-témoins ne tient pas directement compte des changements de valeurs des covariables au cours du temps. Par opposition, les méthodes d’analyse des données de survie telles que le modèle de Cox à risques instantanés proportionnels peuvent directement incorporer des covariables dépendant du temps représentant les histoires individuelles d’exposition. Cependant, cela nécessite de manipuler les ensembles de sujets à risque avec précaution à cause du sur-échantillonnage des cas, en comparaison avec les témoins, dans les études cas-témoins. Comme montré dans une étude de simulation précédente, la définition optimale des ensembles de sujets à risque pour l’analyse des données cas-témoins reste encore à être élucidée, et à être étudiée dans le cas des variables dépendant du temps. Objectif: L’objectif général est de proposer et d’étudier de nouvelles versions du modèle de Cox pour estimer l’impact d’expositions variant dans le temps dans les études cas-témoins, et de les appliquer à des données réelles cas-témoins sur le cancer du poumon et le tabac. Méthodes. J’ai identifié de nouvelles définitions d’ensemble de sujets à risque, potentiellement optimales (le Weighted Cox model and le Simple weighted Cox model), dans lesquelles différentes pondérations ont été affectées aux cas et aux témoins, afin de refléter les proportions de cas et de non cas dans la population source. Les propriétés des estimateurs des effets d’exposition ont été étudiées par simulation. Différents aspects d’exposition ont été générés (intensité, durée, valeur cumulée d’exposition). Les données cas-témoins générées ont été ensuite analysées avec différentes versions du modèle de Cox, incluant les définitions anciennes et nouvelles des ensembles de sujets à risque, ainsi qu’avec la régression logistique conventionnelle, à des fins de comparaison. Les différents modèles de régression ont ensuite été appliqués sur des données réelles cas-témoins sur le cancer du poumon. Les estimations des effets de différentes variables de tabac, obtenues avec les différentes méthodes, ont été comparées entre elles, et comparées aux résultats des simulations. Résultats. Les résultats des simulations montrent que les estimations des nouveaux modèles de Cox pondérés proposés, surtout celles du Weighted Cox model, sont bien moins biaisées que les estimations des modèles de Cox existants qui incluent ou excluent simplement les futurs cas de chaque ensemble de sujets à risque. De plus, les estimations du Weighted Cox model étaient légèrement, mais systématiquement, moins biaisées que celles de la régression logistique. L’application aux données réelles montre de plus grandes différences entre les estimations de la régression logistique et des modèles de Cox pondérés, pour quelques variables de tabac dépendant du temps. Conclusions. Les résultats suggèrent que le nouveau modèle de Cox pondéré propose pourrait être une alternative intéressante au modèle de régression logistique, pour estimer les effets d’expositions dépendant du temps dans les études cas-témoins

The proprotein convertase PC5/6 is protective against intestinal tumorigenesis: in vivo mouse model

BACKGROUND: The secretory basic amino acid-specific proprotein convertases (PCs) have often been associated with cancer/metastasis. By controlling the cleavage of cancer-associated proteins, PCs play key roles in multiple steps of cancer development. Most analyses of the implication of PCs in cancer/metastasis relied on the use of in vitro overexpression systems or inhibitors that can affect more than one PC. Aside from the role of furin in salivary gland tumorigenesis, no other in vivo genetic model of PC-knockout was reported in relation to cancer development. RESULTS: Since PC5/6 is highly expressed in the small intestine, the present study examined its in vivo role in intestinal tumorigenesis. Analysis of human intestinal tumors at various stages showed a systematic down-regulation of PC5/6 expression. Since gene inactivation of PC5/6 leads to lethality at birth, we generated mice lacking PC5/6 in enterocytes and analyzed the impact of the presence or absence of this PC in the mouse ApcMin/+ model that develops numerous adenocarcinomas along the intestinal tract. This resulted in viable mice with almost no expression of PC5/6 in small intestine, but with no overt phenotype. The data showed that by themselves ApcMin/+ tumors express lower levels of PC5/6 mRNA, and that the lack of PC5/6 in enterocytes results in a significantly higher tumor number in the duodenum, with a similar trend in other intestinal segments. Finally, the absence of PC5/6 is also associated with a premature mortality of ApcMin/+ mice. CONCLUSION: Overall, these data suggest that intestinal PC5/6 is protective towards tumorigenesis, especially in mouse duodenum, and possibly in human colon.

Exogeneity, weak identification and instrument selection in econometrics

La dernière décennie a connu un intérêt croissant pour les problèmes posés par les variables instrumentales faibles dans la littérature économétrique, c’est-à-dire les situations où les variables instrumentales sont faiblement corrélées avec la variable à instrumenter. En effet, il est bien connu que lorsque les instruments sont faibles, les distributions des statistiques de Student, de Wald, du ratio de vraisemblance et du multiplicateur de Lagrange ne sont plus standard et dépendent souvent de paramètres de nuisance. Plusieurs études empiriques portant notamment sur les modèles de rendements à l’éducation [Angrist et Krueger (1991, 1995), Angrist et al. (1999), Bound et al. (1995), Dufour et Taamouti (2007)] et d’évaluation des actifs financiers (C-CAPM) [Hansen et Singleton (1982,1983), Stock et Wright (2000)], où les variables instrumentales sont faiblement corrélées avec la variable à instrumenter, ont montré que l’utilisation de ces statistiques conduit souvent à des résultats peu fiables. Un remède à ce problème est l’utilisation de tests robustes à l’identification [Anderson et Rubin (1949), Moreira (2002), Kleibergen (2003), Dufour et Taamouti (2007)]. Cependant, il n’existe aucune littérature économétrique sur la qualité des procédures robustes à l’identification lorsque les instruments disponibles sont endogènes ou à la fois endogènes et faibles. Cela soulève la question de savoir ce qui arrive aux procédures d’inférence robustes à l’identification lorsque certaines variables instrumentales supposées exogènes ne le sont pas effectivement. Plus précisément, qu’arrive-t-il si une variable instrumentale invalide est ajoutée à un ensemble d’instruments valides? Ces procédures se comportent-elles différemment? Et si l’endogénéité des variables instrumentales pose des difficultés majeures à l’inférence statistique, peut-on proposer des procédures de tests qui sélectionnent les instruments lorsqu’ils sont à la fois forts et valides? Est-il possible de proposer les proédures de sélection d’instruments qui demeurent valides même en présence d’identification faible? Cette thèse se focalise sur les modèles structurels (modèles à équations simultanées) et apporte des réponses à ces questions à travers quatre essais. Le premier essai est publié dans Journal of Statistical Planning and Inference 138 (2008) 2649 – 2661. Dans cet essai, nous analysons les effets de l’endogénéité des instruments sur deux statistiques de test robustes à l’identification: la statistique d’Anderson et Rubin (AR, 1949) et la statistique de Kleibergen (K, 2003), avec ou sans instruments faibles. D’abord, lorsque le paramètre qui contrôle l’endogénéité des instruments est fixe (ne dépend pas de la taille de l’échantillon), nous montrons que toutes ces procédures sont en général convergentes contre la présence d’instruments invalides (c’est-à-dire détectent la présence d’instruments invalides) indépendamment de leur qualité (forts ou faibles). Nous décrivons aussi des cas où cette convergence peut ne pas tenir, mais la distribution asymptotique est modifiée d’une manière qui pourrait conduire à des distorsions de niveau même pour de grands échantillons. Ceci inclut, en particulier, les cas où l’estimateur des double moindres carrés demeure convergent, mais les tests sont asymptotiquement invalides. Ensuite, lorsque les instruments sont localement exogènes (c’est-à-dire le paramètre d’endogénéité converge vers zéro lorsque la taille de l’échantillon augmente), nous montrons que ces tests convergent vers des distributions chi-carré non centrées, que les instruments soient forts ou faibles. Nous caractérisons aussi les situations où le paramètre de non centralité est nul et la distribution asymptotique des statistiques demeure la même que dans le cas des instruments valides (malgré la présence des instruments invalides). Le deuxième essai étudie l’impact des instruments faibles sur les tests de spécification du type Durbin-Wu-Hausman (DWH) ainsi que le test de Revankar et Hartley (1973). Nous proposons une analyse en petit et grand échantillon de la distribution de ces tests sous l’hypothèse nulle (niveau) et l’alternative (puissance), incluant les cas où l’identification est déficiente ou faible (instruments faibles). Notre analyse en petit échantillon founit plusieurs perspectives ainsi que des extensions des précédentes procédures. En effet, la caractérisation de la distribution de ces statistiques en petit échantillon permet la construction des tests de Monte Carlo exacts pour l’exogénéité même avec les erreurs non Gaussiens. Nous montrons que ces tests sont typiquement robustes aux intruments faibles (le niveau est contrôlé). De plus, nous fournissons une caractérisation de la puissance des tests, qui exhibe clairement les facteurs qui déterminent la puissance. Nous montrons que les tests n’ont pas de puissance lorsque tous les instruments sont faibles [similaire à Guggenberger(2008)]. Cependant, la puissance existe tant qu’au moins un seul instruments est fort. La conclusion de Guggenberger (2008) concerne le cas où tous les instruments sont faibles (un cas d’intérêt mineur en pratique). Notre théorie asymptotique sous les hypothèses affaiblies confirme la théorie en échantillon fini. Par ailleurs, nous présentons une analyse de Monte Carlo indiquant que: (1) l’estimateur des moindres carrés ordinaires est plus efficace que celui des doubles moindres carrés lorsque les instruments sont faibles et l’endogenéité modérée [conclusion similaire à celle de Kiviet and Niemczyk (2007)]; (2) les estimateurs pré-test basés sur les tests d’exogenété ont une excellente performance par rapport aux doubles moindres carrés. Ceci suggère que la méthode des variables instrumentales ne devrait être appliquée que si l’on a la certitude d’avoir des instruments forts. Donc, les conclusions de Guggenberger (2008) sont mitigées et pourraient être trompeuses. Nous illustrons nos résultats théoriques à travers des expériences de simulation et deux applications empiriques: la relation entre le taux d’ouverture et la croissance économique et le problème bien connu du rendement à l’éducation. Le troisième essai étend le test d’exogénéité du type Wald proposé par Dufour (1987) aux cas où les erreurs de la régression ont une distribution non-normale. Nous proposons une nouvelle version du précédent test qui est valide même en présence d’erreurs non-Gaussiens. Contrairement aux procédures de test d’exogénéité usuelles (tests de Durbin-Wu-Hausman et de Rvankar- Hartley), le test de Wald permet de résoudre un problème courant dans les travaux empiriques qui consiste à tester l’exogénéité partielle d’un sous ensemble de variables. Nous proposons deux nouveaux estimateurs pré-test basés sur le test de Wald qui performent mieux (en terme d’erreur quadratique moyenne) que l’estimateur IV usuel lorsque les variables instrumentales sont faibles et l’endogénéité modérée. Nous montrons également que ce test peut servir de procédure de sélection de variables instrumentales. Nous illustrons les résultats théoriques par deux applications empiriques: le modèle bien connu d’équation du salaire [Angist et Krueger (1991, 1999)] et les rendements d’échelle [Nerlove (1963)]. Nos résultats suggèrent que l’éducation de la mère expliquerait le décrochage de son fils, que l’output est une variable endogène dans l’estimation du coût de la firme et que le prix du fuel en est un instrument valide pour l’output. Le quatrième essai résout deux problèmes très importants dans la littérature économétrique. D’abord, bien que le test de Wald initial ou étendu permette de construire les régions de confiance et de tester les restrictions linéaires sur les covariances, il suppose que les paramètres du modèle sont identifiés. Lorsque l’identification est faible (instruments faiblement corrélés avec la variable à instrumenter), ce test n’est en général plus valide. Cet essai développe une procédure d’inférence robuste à l’identification (instruments faibles) qui permet de construire des régions de confiance pour la matrices de covariances entre les erreurs de la régression et les variables explicatives (possiblement endogènes). Nous fournissons les expressions analytiques des régions de confiance et caractérisons les conditions nécessaires et suffisantes sous lesquelles ils sont bornés. La procédure proposée demeure valide même pour de petits échantillons et elle est aussi asymptotiquement robuste à l’hétéroscédasticité et l’autocorrélation des erreurs. Ensuite, les résultats sont utilisés pour développer les tests d’exogénéité partielle robustes à l’identification. Les simulations Monte Carlo indiquent que ces tests contrôlent le niveau et ont de la puissance même si les instruments sont faibles. Ceci nous permet de proposer une procédure valide de sélection de variables instrumentales même s’il y a un problème d’identification. La procédure de sélection des instruments est basée sur deux nouveaux estimateurs pré-test qui combinent l’estimateur IV usuel et les estimateurs IV partiels. Nos simulations montrent que: (1) tout comme l’estimateur des moindres carrés ordinaires, les estimateurs IV partiels sont plus efficaces que l’estimateur IV usuel lorsque les instruments sont faibles et l’endogénéité modérée; (2) les estimateurs pré-test ont globalement une excellente performance comparés à l’estimateur IV usuel. Nous illustrons nos résultats théoriques par deux applications empiriques: la relation entre le taux d’ouverture et la croissance économique et le modèle de rendements à l’éducation. Dans la première application, les études antérieures ont conclu que les instruments n’étaient pas trop faibles [Dufour et Taamouti (2007)] alors qu’ils le sont fortement dans la seconde [Bound (1995), Doko et Dufour (2009)]. Conformément à nos résultats théoriques, nous trouvons les régions de confiance non bornées pour la covariance dans le cas où les instruments sont assez faibles.

Évaluation et contrôle de l'irrégularité de la prise médicamenteuse : proposition et développement de stratégies rationnelles fondées sur une démarche de modélisations pharmacocinétiques et pharmacodynamiques

L'hétérogénéité de réponses dans un groupe de patients soumis à un même régime thérapeutique doit être réduite au cours d'un traitement ou d'un essai clinique. Deux approches sont habituellement utilisées pour atteindre cet objectif. L'une vise essentiellement à construire une observance active. Cette approche se veut interactive et fondée sur l'échange ``médecin-patient '', ``pharmacien-patient'' ou ``vétérinaire-éleveurs''. L'autre plutôt passive et basée sur les caractéristiques du médicament, vise à contrôler en amont cette irrégularité. L'objectif principal de cette thèse était de développer de nouvelles stratégies d'évaluation et de contrôle de l'impact de l'irrégularité de la prise du médicament sur l'issue thérapeutique. Plus spécifiquement, le premier volet de cette recherche consistait à proposer des algorithmes mathématiques permettant d'estimer efficacement l'effet des médicaments dans un contexte de variabilité interindividuelle de profils pharmacocinétiques (PK). Cette nouvelle méthode est fondée sur l'utilisation concommitante de données \textit{in vitro} et \textit{in vivo}. Il s'agit de quantifier l'efficience ( c-à-dire efficacité plus fluctuation de concentrations \textit{in vivo}) de chaque profil PK en incorporant dans les modèles actuels d'estimation de l'efficacité \textit{in vivo}, la fonction qui relie la concentration du médicament de façon \textit{in vitro} à l'effet pharmacodynamique. Comparativement aux approches traditionnelles, cette combinaison de fonction capte de manière explicite la fluctuation des concentrations plasmatiques \textit{in vivo} due à la fonction dynamique de prise médicamenteuse. De plus, elle soulève, à travers quelques exemples, des questions sur la pertinence de l'utilisation des indices statiques traditionnels ($C_{max}$, $AUC$, etc.) d'efficacité comme outil de contrôle de l'antibiorésistance. Le deuxième volet de ce travail de doctorat était d'estimer les meilleurs temps d'échantillonnage sanguin dans une thérapie collective initiée chez les porcs. Pour ce faire, nous avons développé un modèle du comportement alimentaire collectif qui a été par la suite couplé à un modèle classique PK. À l'aide de ce modèle combiné, il a été possible de générer un profil PK typique à chaque stratégie alimentaire particulière. Les données ainsi générées, ont été utilisées pour estimer les temps d'échantillonnage appropriés afin de réduire les incertitudes dues à l'irrégularité de la prise médicamenteuse dans l'estimation des paramètres PK et PD . Parmi les algorithmes proposés à cet effet, la méthode des médianes semble donner des temps d'échantillonnage convenables à la fois pour l'employé et pour les animaux. Enfin, le dernier volet du projet de recherche a consisté à proposer une approche rationnelle de caractérisation et de classification des médicaments selon leur capacité à tolérer des oublis sporadiques. Méthodologiquement, nous avons, à travers une analyse globale de sensibilité, quantifié la corrélation entre les paramètres PK/PD d'un médicament et l'effet d'irrégularité de la prise médicamenteuse. Cette approche a consisté à évaluer de façon concomitante l'influence de tous les paramètres PK/PD et à prendre en compte, par la même occasion, les relations complexes pouvant exister entre ces différents paramètres. Cette étude a été réalisée pour les inhibiteurs calciques qui sont des antihypertenseurs agissant selon un modèle indirect d'effet. En prenant en compte les valeurs des corrélations ainsi calculées, nous avons estimé et proposé un indice comparatif propre à chaque médicament. Cet indice est apte à caractériser et à classer les médicaments agissant par un même mécanisme pharmacodynamique en terme d'indulgence à des oublis de prises médicamenteuses. Il a été appliqué à quatre inhibiteurs calciques. Les résultats obtenus étaient en accord avec les données expérimentales, traduisant ainsi la pertinence et la robustesse de cette nouvelle approche. Les stratégies développées dans ce projet de doctorat sont essentiellement fondées sur l'analyse des relations complexes entre l'histoire de la prise médicamenteuse, la pharmacocinétique et la pharmacodynamique. De cette analyse, elles sont capables d'évaluer et de contrôler l'impact de l'irrégularité de la prise médicamenteuse avec une précision acceptable. De façon générale, les algorithmes qui sous-tendent ces démarches constitueront sans aucun doute, des outils efficients dans le suivi et le traitement des patients. En outre, ils contribueront à contrôler les effets néfastes de la non-observance au traitement par la mise au point de médicaments indulgents aux oublis