Cette thèse comporte deux objectifs. Un premier objectif concerne la prévision d’une charge totale dans le contexte des Smart Grids par des approches qui reposent sur la méthode de prévision ascendante. Le deuxième objectif repose quant à lui sur l’étude des forêts aléatoires dans le cadre d’observations dépendantes, plus précisément des séries temporelles. Nous étendons dans ce cadre les résultats de consistance des forêts aléatoires originelles de Breiman ainsi que des vitesses de convergence pour une forêt aléatoire simplifiée qui ont été tout deux jusqu’ici uniquement établis pour des observations indépendantes et identiquement distribuées. La dernière contribution sur les forêts aléatoires décrit une nouvelle méthodologie qui permet d’incorporer la structure dépendante des données dans la construction des forêts et permettre ainsi un gain en performance dans le cas des séries temporelles, avec une application à la prévision de la consommation d’un bâtiment. / This thesis has two objectives. A first objective concerns the forecast of a total load in the context of Smart Grids using approaches that are based on the bottom-up forecasting method. The second objective is based on the study of random forests when observations are dependent, more precisely on time series. In this context, we are extending the consistency results of Breiman’s random forests as well as the convergence rates for a simplified random forest that have both been hitherto only established for independent and identically distributed observations. The last contribution on random forests describes a new methodology that incorporates the time-dependent structure in the construction of forests and thus have a gain in performance in the case of time series, illustrated with an application of load forecasting of a building.

Il y a un consensus que la sévérité des chocs sur les marchés pétroliers tend à diminuer, ainsi que la dépendance des économies développées vis-à-vis de ces chocs. Les pays développés sont généralement les importateurs d'énergie et l'effet des chocs pétroliers sur les pays exportateurs de pétrole peut être différent, surtout s’il s’agit des pays dont la grande partie de l’exportation est le pétrole ou les produits pétroliers. En outre, l'orientation sur l'exportation des matières premières peut modifier la performance relative des modèles économétriques qui sont généralement utilisés pour les prévisions. La thèse étudie et développe des modèles de l'analyse structurelle et de la prévision à court terme d'une économie exportatrice de pétrole où les données russes sont utilisées pour toutes les applications empiriques. Le premier chapitre est consacré à la construction d'un modèle DSGE pour un pays exportateur de matières premières. Le modèle DSGE est estimé par des méthodes bayésiennes. Nous constatons qu'en dépit de l'impact important sur le PIB des chocs pétroliers, les cycles économiques en Russie sont essentiellement d'origine intérieure. Le deuxième chapitre examine comment les méthodes bayésiennes peuvent être appliquées aux prévisions à l'aide d'un modèle BVAR. Le troisième chapitre applique ces techniques et compare la performance d'un groupe de modèles non structurels (univariés et multivariés) pour prévoir un ensemble d'indicateurs macroéconomiques russes. Dans le quatrième chapitre, les prévisions se sont concentrées sur les modèles structurels multivariés (DSGE) et non structurels (BVAR). Le cinquième chapitre quantifie l'effet de différents types de chocs pétroliers sur plusieurs variables macroéconomiques russes. / It is generally agreed that the severity of oil markets shocks tends to decrease as does dependence of developed economies on those shocks. Developed countries are generally energy importers, and the effect of oil market shocks on oil-exporting countries may be different, especially if energy represents a large percentage of the country’s exports. In addition, the focus on commodity exports may change the relative forecasting performance of econometric models that are generally used for forecasting. This thesis studies and develops models for structural analysis and short-term forecasting of an oil-exporting economy using Russian data for all empirical applications. The first chapter is devoted to a construction of a DSGE model for a country with commodity exports. The DSGE model is estimated by Bayesian methods We find that despite a strong impact of commodity export shocks on GDP, the business cycles in Russia are mostly domestically based.. The second chapter discusses how the Bayesian methods may be applied for forecasting with a BVAR model. The third chapter applies these techniques and compares the performance of a group of non-structural models – univariate and multivariate – for forecasting a set of Russian macroeconomic indicators. In the fourth chapter, the forecasting focuses on multivariate structural (DSGE) and non-structural BVAR models. The fifth chapter quantifies the effect of different types of oil market shocks on several Russian macroeconomic variables.

Introduction : Le décrochage scolaire au secondaire comporte des conséquences sociétales sur les plans de l'économie et de la santé publique. Des facteurs environnementaux et génétiques contribuent à l'explication des différences individuelles quant au niveau de diplomation. Toutefois, les processus par lesquels les facteurs génétiques prédisent le décrochage scolaire sont encore méconnus, ayant rarement été étudiés par des devis longitudinaux. La présente étude s'intéresse à la prédiction du décrochage scolaire au secondaire par un score polygénique (SPG) du niveau de diplomation via des facteurs de risque individuels liés au décrochage scolaire, soit la réussite scolaire, le redoublement et l'engagement scolaire comportemental. Méthode : Dans le cadre de l'Étude longitudinale du développement des enfants du Québec (ÉLDEQ), 674 participants génotypés ont fourni des données sur la réussite scolaire, le redoublement et l'engagement scolaire comportemental à 15 ans ainsi que sur le décrochage scolaire à 19 ans. Un SPG pour le niveau de diplomation a été calculé à partir des résultats disponibles d'études d'association pangénomiques (GWAS). Nous avons testé une équation structurelle de médiation dans laquelle le SPG prédisait le décrochage scolaire au secondaire par l'entremise de la réussite scolaire, du redoublement et de l'engagement scolaire comportemental. Résultats : Le SPG s'est avéré significativement associé au décrochage scolaire ainsi qu'à la réussite scolaire, au parcours scolaire et au désengagement comportemental. Les résultats ont aussi montré que la réussite scolaire et l'engagement comportemental à 15 ans expliquent entièrement le lien entre le SPG et le décrochage scolaire à 19 ans. Conclusion : Les résultats appuient l'idée que le SPG pour le niveau de diplomation prédit indirectement le décrochage scolaire à 19 ans par l'intermédiaire de la réussite scolaire et du désengagement scolaire comportemental à 15 ans. La prise en compte des facteurs génétiques dans la prédiction du cheminement scolaire pourrait contribuer à enrichir les modèles théoriques du décrochage scolaire au secondaire et à améliorer le dépistage des enfants à risque de même que l'intervention préventive. / Background : High school dropout constitutes a major economic and public health burden. Genetic factors play a significant role in explaining individual differences in educational attainment. However, the processes through which genetic factors predict high school dropout are still unclear, as they have rarely been examined within a longitudinal design. Hence, the current study aimed to examine how a polygenic score for educational attainment predicts high school dropout via individual factors linked to high school dropout, that is school achievement, grade retention and behavioral school engagement. Methods : As part of the Quebec Longitudinal Study of Child Development (QLSCD), 674 genotyped participants self-reported on educational achievement, grade retention and behavioral school engagement at 15 years old, and on high school dropout at 19 years old. A polygenic score (PGS) for education level was calculated from available genome-wide association results. We tested a structural equation mediation model in which the PGS predicted high school dropout via school achievement, grade retention and behavioral school engagement. Results : The PGS turned out to be associated with high school dropout as well as with school achievement, grade retention and behavioral school engagement. Findings showed that low school achievement and behavioral school disengagement at 15 years old entirely explained the relationship between PGS and high school dropout at 19 years old. Conclusion : The results support the idea that the PGS for educational attainement indirectly predicts high school dropout at 19 years old through school achievement and behavioral school disengagement at 15 years old. Taking into account genetic factors in the prediction of academic progress could contribute to enrich theoretical models of high school dropout and to improve screening of children at risk and preventive intervention.

Ce document examine différentes méthodes pour calculer des chemins optimaux sur des graphes dynamiques. Deux grandes approches sont comparées: l’approche déterministe et l’approche probabiliste. L’approche déterministe prend pour acquise une certaine connaissance préalable des changements à venir dans l’environnement. L’approche probabiliste tente de modéliser et traiter l’incertitude. Une variante dynamique de l’algorithme de Dijkstra est détaillée dans le contexte déterministe. Les paradigmes des Markov Decision Processes (MDP) et Partially Observable Markov Decision Processes sont explorés dans le cadre du problème probabiliste. Des applications et mesures sont présentées pour chaque approche. On constate une relation inverse entre la calculabilité des approches proposées et leur potentiel d’application pratique. L’approche déterministe représente une solution très efficace à une version simplifiée du problème. Les POMDP s’avèrent un moyen théorique puissant dont l’implantation est impossible pour des problèmes de grande taille. Une alternative est proposée dans ce mémoire à l’aide des MDP. / This document examines different methods to compute optimal paths on dynamic graphs. Two general approaches are compared: deterministic and probabilistic. The deterministic approach takes for granted knowledge of the environment’s future behaviour. The probabilistic approach attempts to model and manage uncertainty. A dynamic version of Dijkstra’s algorithm is presented for the deterministic solution. Markov Decision Processes and Partially Observable Markov Decision Processes are analysed for the probabilistic context. Applications and measures of performance are given for each approach. We observe a reverse relationship between computability and applicability of the different approaches. Deterministic approaches prove a fast and efficient way to solve simpler versions of the problem. POMDPs are a powerful theoretical model that offers little potential of application. An alternative is described through the use of MDPs.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2014-2015 / Ce projet visait à mesurer la performance pour prédire le vêlage d’une diminution de température vaginale, du temps de rumination et du temps passé couché ainsi que d’une augmentation du nombre d’épisodes de coucher mesurées par trois technologies automatisées chez des vaches laitières Holstein multipares vêlant en stabulation entravée. La performance de différentes combinaisons de technologies permettant la considération simultanée de plusieurs indicateurs du vêlage a aussi été évaluée. Lorsqu’utilisée individuellement, la sonde vaginale permettant la mesure d’une diminution de température vaginale à l’approche du vêlage a obtenu les meilleures performances pour prédire le vêlage dans les 24, 12 et 6 prochaines heures. Pour sa part, la combinaison des différentes technologies a permis d’améliorer la performance de prédiction des vêlages comparativement à ce qui avait été mesuré avec les technologies utilisées individuellement. Les meilleures performances pour prédire le vêlage dans les prochaines 24, 12 et 6 heures ont été mesurées lorsque les trois technologies étaient combinées. Néanmoins, les résultats ont démontré que même lorsque combinées, les technologies utilisées dans cette expérience ne permettent pas de prédire précisément le moment du vêlage. En contrepartie, celles-ci, lorsque combinées, étaient en mesure de prédire précisément l’absence de vêlage.

Les options thérapeutiques d'intention curative ont une faible probabilité de succès chez les patients atteints d'un cancer de la prostate avec métastases ganglionnaires. Ainsi, l'obtention d'une méthode de prédiction de la présence ou l'apparition de métastases ganglionnaires est souhaitable. Ce document présente le développement d'un modèle de prédiction de la présence de métastases ganglionnaires à la prostatectomie radicale. Le modèle utilise les marqueurs radiomiques extraits de l'examen FDG-TEP/CT fait en préopératoire. Ces marqueurs issus de la radiomique - définie comme le processus d'extraction quantitative de données exploitables de haute dimension à partir d'images médicales - permettent de quantifier des caractéristiques invisibles à l'œil tels que les paramètres de texture et d'intensité. Dans un premier volet, afin de limiter les erreurs de recalage entre la TEP et le CT, une évaluation de l'extraction des marqueurs radiomiques a été effectuée en comparant la valeur maximale d'absorption standardisée (SUVₘₐₓ) sur l'imagerie TEP. Une méthode de segmentation semi-automatique de la vessie en TEP a été développée de manière à soustraire la vessie de la segmentation de la prostate, ce qui permet une extraction plus juste des marqueurs radiomiques. Dans un second volet, une méthode de sélection des marqueurs radiomiques a été développée afin de réduire les marqueurs redondants et de sélectionner les plus importants, ce qui a permis de sélectionner 17 marqueurs TEP. Lorsque combinés avec l'intelligence artificielle, les marqueurs radiomiques peuvent être utilisés pour la prédiction de différents paramètres cliniques. Un modèle de prédiction utilisant un classificateur par forêts aléatoires a permis d'obtenir des résultats démontrant le potentiel de l'algorithme et des marqueurs radiomiques en FDG-TEP/CT. Une fois couplé aux données cliniques, l'algorithme permet une meilleure prédiction. Une AUC de (79 ± 9) % est obtenue lors de la combinaison du modèle de prédiction avec le stade clinique de la tumeur. / Therapeutic options with curative intent have a low probability of success in patients with prostate cancer with lymph node metastases. Therefore, a method for predicting the presence or development of lymph node metastases is desirable. This document presents the development of a model for predicting the presence of lymph node metastases at radical prostatectomy. The model uses radiomic markers extracted from the preoperative FDG-PET/CT examination. These radiomic markers - defined as the process of quantitatively extracting high-dimensional usable data from medical images - allow the quantification of features invisible to the eye such as texture and intensity parameters. In the first part, to limit the misalignment errors between PET and CT, an evaluation of the extraction of radiomic markers was carried out by comparing the standardized maximum absorption value (SUVₘₐₓ) on PET imaging. A semi-automatic PET bladder segmentation method was developed to subtract the bladder from the prostate segmentation, allowing a more accurate extraction of radiomic markers. In the second phase, a method for selecting radiomic markers was developed to reduce redundant markers and to select the most important ones, resulting in the selection of 17 PET markers. When combined with artificial intelligence, radiomic markers can be used for the prediction of various clinical parameters. A prediction model using a random forest classifier provided results demonstrating the potential of the algorithm and radiomic markers in FDG-PET/CT. Once coupled with clinical data, the algorithm allows a better prediction. AUC of (79 ± 9) % is obtained when combining the prediction model with the clinical stage of tumor.

L'effacement des consommations électriques a été identifié comme l'une des solutions pour pallier les problèmes liés aux pics de consommation électrique, à l’intermittence des énergies renouvelables et à la congestion des réseaux. Ces travaux de recherche s’intéressent à l’intégration de la consommation industrielle en tant que ressources effaçables à court terme dans le contexte de la réserve rapide du mécanisme d’ajustement français. Parmi les différents secteurs, le secteur industriel présente un intérêt particulier en raison de l’importance de sa consommation. Afin d'intégrer ce type de consommation dans l’équilibre offre-demande, il est nécessaire de prévoir le comportement de ces consommations à court terme ainsi que d’évaluer la fiabilité de ces prévisions. Ainsi, différentes méthodes de prévision à très court-terme adaptées aux données et au contexte ont été déployées sur différents consommations disponibles à deux niveaux d’agrégation différents : site et usage industriel. Des indicateurs de performance adaptés aux contraintes opérationnelles, appelés "taux de fiabilité", sont proposés et calculés pour évaluer la performance des méthodes de prévision. Ce taux de fiabilité est estimé pour différentes heures de la journée pour les différents sites et usages industriels étudiés. Les taux de fiabilité estimés permettent d'évaluer le risque pour une consommation spécifique (au niveau du site ou au niveau de chaque usage industriel) de ne pas respecter des contraintes opérationnelles imposées à chaque instant de simulation. / Demand response has been identified as one of the solutions to overcome the problems associated with peaks in electricity consumption, intermittency of renewable energy and network congestion. This thesis focuses on the integration of industrial electricity consumptions as short-term demand response resources in the context of a supply-demand balancing mechanism in France. Among the various sectors, industrial electricity consumptions are of particular interest because of their orders of magnitude. In order to integrate these consumptions to the supply-demand balance, it is necessary forecast their behavior in the short term and to evaluate the reliability of these forecasts. Thus, different short-term load forecasting methods adapted to the data and to the operational context are implemented on different sets of industrial consumptions data at two different consumption levels: the industrial site and the end-point equipment consumption. Performance indicators adapted to operational constraints, called "trust factors" are proposed and calculated to evaluate the performance of the forecasting methods. These trust factors are estimated for different hours of the day for all the different studied industrial sites and workshops. The estimated trust are used to assess the risks for a specific consumption to not to respect the operational constraints at a moment a forecast is simulated. Demand response is considered to become one of the elements to be implemented in order to achieve a successful energy transition through a more flexible power system.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2008-2009 / Ce mémoire est une contribution empirique à l'étude de la séparation des préférences individuelles et des anticipations en présence d'incertitude dans le cadre d'une expérience économique sur les biens publics. Nous comparons deux expériences existantes pour identifier les anticipations. La première méthode est généralement utilisée clans les expériences sur des bien publics et consiste à demander aux participants une prédiction ponctuelle dont la valeur résume les anticipations: la seconde méthode consiste à demander quelques questions de nature probalistique, de sorte que les probabilités ainsi obtenues puissent être utilisées pour estimer la fonction subjective de densité cumulative (FDC subjective) de chaque participant. Les anticipations nous ont permis d'estimer un modèle structurel de type logistique pour décrire la fonction d'utilité des participants à l'aide de chacune des deux rnéthodes. En général, lorsqu'on demande explicitement aux participants de donner la moyenne de leurs anticipations, leur prédiction pouctuelle peut être associée à l'espérance de leur FDC. Cependant, la FDC subjective contient plus d'inlformation sur les anticipations individuelles que la prédiction ponctuelle, et sa connaissance nous permet de tester certaines restrictions supplérnentaires sur le modèle. Les paramètres estimés dans le modèle nous ont permis de générer ensuite des prédictions puis de comparer celles-ci aux données tirées de notre expérience. Ces prédictions indiquent que la probabilité de contribuer au bien public est décroissante dans le montant contribué, résultat qui résume bien la tendance observée dans l'expérience. Finalement, les prédictions du modèle sont cohérentes avec le comportement observé des participants ainsi qu'avec les résultats d'autres expériences sur les biens publics, tel que les contributions décroissantes et l'effet de fin de jeu.

Depuis les deux crises pétrolières des années 70, certains des principaux pays producteurs de pétrole ont connu un essor économique important alors que d'autres n'ont pas su profiter des chances offertes par cette ressource. Chaque pays producteur ayant ses propres caractéristiques de production, est-il possible d'observer des constantes dans l'offre pétrolière de ces pays? Si oui, quelles sont les caractéristiques qui influencent la forme de l'offre de pétrole? Ce mémoire cherche à estimer les fonctions d'offre pétrolière pour 21 des plus importants producteurs mondiaux au cours de la période 1980-2007. Les estimations sont effectuées à l'aide de données annuelles et mensuelles. Les résultats sont analysés de façon à déceler des tendances au niveau des élasticités-prix de ces fonctions d'offre. Les résultats ne permettent pas de tirer des conclusions pour les pays producteurs développés comme le Canada, les Etats-Unis et la Grande-Bretagne ni pour les pays en développement. Cependant, ils confirment le comportement anti-concurrentiel des pays de l'OPEP qui affichent une élasticité-prix négative.

Titre de l'écran-titre (visionné le 4 janvier 2024) / Ce mémoire étudie les conséquences macroéconomiques d'une hausse soudaine du prix mondial du pétrole pour le Québec, une petite économie ouverte importatrice nette de pétrole. Pour ce faire, un modèle d'équilibre général dynamique et stochastique (DSGE) a été développé. Le modèle s'inscrit dans le cadre général des modèles Real Business Cycle (RBC) et tient compte de l'utilisation d'essence par les entreprises ainsi que de la présence de raffineries dans l'économie québécoise. Les résultats indiquent qu'un choc pétrolier entraîne un recul du produit intérieur brut (PIB) québécois, principalement attribuable à la diminution de la consommation des ménages et des dépenses du gouvernement provincial. L'activité économique se rétablit dans un délai d'environ deux ans et demi. Le modèle ne reproduit pas précisément les répercussions économiques qui ont suivi le choc pétrolier de mars 2022 provoqué par l'invasion russe en Ukraine. Une future version du modèle pourrait intégrer des rigidités néo-keynésiennes et une estimation bayésienne des paramètres, tenir compte de la croissance démographique et retirer la contrainte d'équilibre de la balance commerciale imposée par le modèle actuel. / This master's thesis examines the macroeconomic consequences of a sudden increase in the global price of oil for Quebec, a small open economy that is a net oil importer. To do so, a dynamic stochastic general equilibrium (DSGE) model has been developed. The model is rooted in the framework of Real Business Cycle (RBC) models and takes into account the use of gasoline by firms as well as the presence of refineries in the Quebec economy. The results indicate that an oil shock leads to a decline in Quebec's gross domestic product (GDP), primarily driven by a decrease in household consumption and provincial government spending. Economic activity recovers within approximately two and a half years. The model does not precisely replicate the economic repercussions that followed the oil shock of March 2022 caused by the Russian invasion of Ukraine. A future version of the model could incorporate New Keynesian rigidities and a Bayesian estimation of the parameters, account for population growth, and remove the equilibrium constraint on the trade balance imposed by the current model.