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Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2018-2019. / Les activités de distribution et d’entreposage sont des piliers importants de la chaîne d’approvisionnement. Ils assurent la stabilité du flux de matières et la synchronisation de toutes les parties prenantes du réseau. Un centre de distribution (CD) agit comme un point de découplage entre l’approvisionnement, la production et les ventes. La distribution comprend un large éventail d’activités visant à assurer la satisfaction de la demande. Ces activités passent de la réception au stockage des produits finis ou semi-finis, à la préparation des commandes et à la livraison. Les opérations d’un CD sont maintenant perçues comme des facteurs critiques d’amélioration. Elles sont responsables de la satisfaction d’un marché en évolution, exigeant des délais de livraison toujours plus rapides et plus fiables, des commandes exactes et des produits hautement personnalisés. C’est pourquoi la recherche en gestion des opérations met beaucoup d’efforts sur le problème de gestion des CDs. Depuis plusieurs années, nous avons connu de fortes avancées en matière d’entreposage et de préparation de commandes. L’activité de préparation de commandes est le processus consistant à récupérer les articles à leur emplacement de stockage afin d’assembler des commandes. Ce problème a souvent été résolu comme une variante du problème du voyageur de commerce, où l’opérateur se déplace à travers les allées de l’entrepôt. Cependant, les entrepôts modernes comportent de plus en plus de familles de produits ayant des caractéristiques très particulières rendant les méthodes conventionnelles moins adéquates. Le premier volet de cette thèse par articles présente deux importants et complexes problèmes de manutention des produits lors de la préparation des commandes. Le problème de préparation des commandes a été largement étudié dans la littérature au cours des dernières décennies. Notre recherche élargit le spectre de ce problème en incluant un ensemble de caractéristiques associées aux installations physiques de la zone de prélèvement, comme les allées étroites, et aux caractéristiques des produits (poids, volume, catégorie, fragilité, etc.). Une perspective plus appliquée à la réalité des opérations est utilisée dans notre développement d’algorithmes. Les déplacements liés à la préparation des commandes sont fortement influencés par le positionnement des produits. La position des produits dans la zone de prélèvement est déterminée par une stratégie d’affectation de stockage (storage assignment strategy). Beaucoup de ces stratégies utilisent de l’information sur les ventes des produits afin de faciliter l’accès aux plus populaires. Dans l’environnement concurrentiel d’aujourd’hui, la durée de vie rentable d’un produit peut être relativement courte. Des promotions peuvent également être faites pour pousser différents produits sur le marché. Le positionnement fourni par la stratégie d’hier ne sera probablement plus optimal aujourd’hui. Il existe plusieurs études mesurant l’impact d’une bonne réaffectation de produits sur les opérations de prélèvement. Cependant, ils étudient la différence des performances avec les positionnements passés et actuels. La littérature démontre clairement que cela apporte des avantages en termes d’efficacité. Toutefois, les déplacements nécessaires pour passer d’une position à une autre peuvent constituer une activité très exigeante. Ceci constitue le second volet de cette thèse qui présente des avancées intéressantes sur le problème de repositionnement des produits dans la zone de prélèvement. Nous présentons le problème de repositionnement des produits sous une forme encore peu étudiée aux meilleurs de nos connaissances : le problème de repositionnement. Plus précisément, nous étudions la charge de travail requise pour passer d’une configuration à l’autre. Cette thèse est structuré comme suit. L’introduction présente les caractéristiques et les missions d’un système de distribution. Le chapitre 1 fournit un survol de la littérature sur les principales fonctions d’un centre de distribution et met l’accent sur la préparation des commandes et les décisions qui affectent cette opération. Le chapitre 2 est consacré à l’étude d’un problème de préparation de commandes en allées étroites avec des équipements de manutention contraignants. Dans le chapitre 3, nous étudions un problème de préparation des commandes où les caractéristiques des produits limitent fortement les routes de prélèvement. Le chapitre 4 présente une variante du problème de repositionnement (reassignment) avec une formulation originale pour le résoudre. La conclusion suit et résume les principales contributions de cette thèse. Mots clés : Préparation des commandes, entreposage, problèmes de routage, algorithmes exacts et heuristiques, réaffectation des produits, manutention. / Distribution and warehousing activities are important pillars to an effective supply chain. They ensure the regulation of the operational flow and the synchronization of all actors in the network. Hence, distribution centers (DCs) act as crossover points between the supply, the production and the demand. The distribution includes a wide range of activities to ensure the integrity of the demand satisfaction. These activities range from the reception and storage of finished or semi-finished products to the preparation of orders and delivery. Distribution has been long seen as an operation with no or low added value; this has changed, and nowadays it is perceived as one of the critical areas for improvement. These activities are responsible for the satisfaction of an evolving market, requiring ever faster and more reliable delivery times, exact orders and highly customized products. This leads to an increased research interest on operations management focused on warehousing. For several years, we have witnessed strong advances in warehousing and order picking operations. The order picking activity is the process of retrieving items within the storage locations for the purpose of fulfilling orders. This problem has long been solved as a variant of the travelling salesman problem, where the order picker moves through aisles. However, modern warehouses with more and more product families may have special characteristics that make conventional methods irrelevant or inefficient. The first part of this thesis presents two practical and challenging material handling problems for the order picking within DCs. Since there are many research axes in the field of warehousing operations, we concentrated our efforts on the order picking problem and the repositioning of the products within the picking area. The order picking problem has been intensively studied in the literature. Our research widens the spectrum of this problem by including a set of characteristics associated with the physical facilities of the picking area and characteristics of the product, such as its weight, volume, category, fragility, etc. This means that a more applied perspective on the reality of operations is used in our algorithms development. The order picking workload is strongly influenced by the positioning of the products. The position of products within the picking area is determined by a storage assignment strategy. Many of these strategies use product sales information in order to facilitate access to the most popular items. In today’s competitive environment, the profitable lifetime of a product can be relatively short. The positioning provided by yesterday’s assignment is likely not the optimal one in the near future. There are several studies measuring the impact of a good reassignment of products on the picking operations. However, they study the difference between the two states of systems on the picking time. It is clear that this brings benefits. However, moving from one position to another is a very workload demanding activity. This constitutes the second part of this thesis which presents interesting advances on the repositioning of products within the picking area. We introduce the repositioning problem as an innovative way of improving performance, in what we call the reassignment problem. More specifically, we study the workload required to move from one setup to the next. This thesis is structured as follows. The introduction presents the characteristics and missions of a distribution system. Chapter 1 presents an overview of the literature on the main functions of a DC and emphasizes on order picking and decisions affecting this operation. Chapter 2 is devoted to the study of a picking problem with narrow aisles facilities and binding material handling equipment. In Chapter 3, we study the picking problem with a set of product features that strongly constrain the picking sequence. Chapter 4 presents a variant of the reassignment problem with a strong and new formulation to solve it. The conclusion follows and summarizes the main contributions of this thesis. Key words: Order-picking, warehousing, routing problems, exact and heuristic algorithms, products reassignment, material handling.

Cette thèse traite de la trajectographie exo-atmosphérique d'un lanceur. Cette probl ématique repose sur la résolution d'un problème d'optimisation contraint : le problème aux deux bouts. Ce dernier consiste à trouver les actions à prendre afin d'atteindre la position et la vitesse désirées en consommant le moins d'énergie possible. Ces actions doivent respecter les contraintes imposées par la dynamique et la structure du véhicule. En plus, dans le cas d'un lanceur, le contrôle s'effectue uniquement en modifiant l'orientation de la poussée. Pour résoudre ce problème, le projet de doctorat est divisé en trois parties distinctes : la modélisation de la dynamique, l'obtention d'une trajectoire de référence et la fonction de guidage. La première partie, la modélisation, consiste à obtenir un modèle précis et réaliste de la dynamique de translation d'un lanceur. Elle passe donc par l'application de la seconde loi de Newton sur le centre de masse du lanceur. Dans cette thèse, ceci est effectué en utilisant trois représentations différentes, dont une nouvelle utilisant un quaternion qui permet de combler le vide entre les deux représentations existantes. À la suite de l'obtention d'un modèle du véhicule à guider, il devient possible de définir une trajectoire de référence régie par cette dynamique. Pour y parvenir, ce projet propose une optimisation directe où l'orientation de la poussée est discrétisée et correspond aux inconnues du problème d'optimisation. Le critère de ce problème d'optimisation inclut des termes utilisant des connaissances a priori de la trajectoire pour améliorer les propriétés de convergence. Le problème d'optimisation inclut également des contraintes, relaxées par des variables d'écart, sur l'orbite d'injection. La trajectoire résultante est utilisée comme consigne dans une fonction de guidage par suivi de trajectoire. Le suivi de trajectoire est une façon contournée de traiter le problème aux deux bouts et d'accélérer la résolution du problème de guidage afinn de s'insérer dans les capacités de calcul embarqué. Les algorithmes développés dans cette thèse sont basés sur la commande prédictive où les sorties du modèle prédictif sont les paramètres orbitaux instantanés de la trajectoire. Le premier algorithme utilise un modèle non-linéaire de prédiction alors que les deux autres sont basés sur une représentation linéaire variante dans le temps et sur une représentation linéaire fractionnelle. Ces trois algorithmes sont comparés à une solution classique en guidage de lanceur qui résout directement le problème aux deux bouts. Bien que les algorithmes développés produisent une orbite plus près de celle désirée et y parviennent en consommant moins de carburant, le temps de calcul nécessaire à leur résolution et leur piètre robustesse font en sorte qu'ils ne constitue pas une alternative intéressante à la solution de référence. / This thesis deals with the exo-atmospheric trajectory of a space launcher. The solution is obtained by solving a constrained optimization problem : the two-point boundary value problem. The solution is the required actions to reach the desired position and velocity while consuming the least energy as possible. These actions must comply with the constraints imposed by the dynamics and the structure of the vehicle. Also, for a space launcher, the control is limited to the thrust orientation. To solve this problem, this project is divided into three distinct parts : modeling the dynamics, obtaining a reference trajectory and the guidance function. The first part, the modeling, is the definition of an accurate and realistic model of the space launcher translational dynamics. Therefore, it requires the application of Newton's second law on the launcher center of mass. In this thesis, this is carried out using three different representations. The representation using a full quaternion is new to this field of application and fills the hole between the two others. With the model of the vehicle to be guided, it becomes possible to define a reference trajectory governed by this model. To do it, this project proposes a direct optimization where the thrust orientation is discretized and becomes the unknown of the optimization problem. The criterion of this optimization problem includes terms for a priori knowledge of the trajectory improving the convergence properties of the optimization. The optimization problem also includes constraints, relaxed by slack variables, on the injection orbit. The resulting trajectory is used as reference in a trajectory tracking guidance function. The trajectory tracking is a way to circumvent the resolution of the two-point boundary value problem, which accelerates the resolution to fit in on-board computing capabilities. The algorithms developed in this thesis are based on predictive control in which the outputs of predictive model are the instantaneous orbital parameters of the trajectory. A first algorithm uses a non-linear model for prediction while two others are rather based on a linear time-varying representation and a linear fractional representation. These three algorithms are compared to a conventional space launcher guidance solution, which directly solves the two-point boundary value problem. Even if the developped algorithms give a more accurate orbit and a less consuming trajectory, their computationnal time and poor robustness properties do not make them a viable alternative to the comparison solution.

Cette thèse s'inscrit dans l'amélioration de la gestion du trafic aérien. Le vent et la température sont deux paramètres omniprésents, subis, et à l'origine de nombreux biais de prédiction qui altèrent le suivi des trajectoires. Nous proposons une méthode pour limiter ces biais. Le concept "Wind and Température Networking" améliore la prédiction de trajectoire en utilisant le vent et la température mesurés par les avions voisins. Nous détaillons les effets de la température sur l'avion, permettant sa prise en compte. L'évaluation du concept est faite sur 8000 vols. Nous traitons du calcul de trajectoires optimales en présence de vent prédit, pour remplacer les actuelles routes de l'Atlantique Nord, et aboutir à des groupes de trajectoires optimisées et robustes. Dans la conclusion, nous présentons d'autres champs d'applications du partage de vents, et abordons les besoins en nouvelles infrastructures et protocoles de communication, nécessaires à la prise en compte de ce nouveau concept. / This thesis is related to air traffic management systems current changes. On the ground and in flight, trajectory calculation methods and available data differ. Wind and temperature are two ubiquitous parameters that are subject to and cause prediction bias. We propose a concept to limit this bias. Our "Wind and Temperature Networking" concept improves trajectory prediction, using wind and temperature information from neighboring aircraft. We detail the effects of temperature on the aircraft performances, allowing for temperature to be taken into account. The concept evaluation is done on 8000 flights. We discuss the calculation of optimal trajectories in the presence of predicted winds, to replace the current North Atlantic Tracks, and to provide optimized and robust groups of trajectories. The conclusion of this thesis presents other fields of wind sharing applications, and addresses the need for new telecommunications infrastructures and protocols.

Malgré la diversité des recherches sur la parentalité adolescente, l'analyse des trajectoires parentales et des facteurs qui peuvent moduler l'effet de cet événement sur la scolarité demeure peu documentée. C'est précisément sur cet aspect que se penche la présente étude. L'objectif général de ce mémoire est de voir dans quelle mesure les différentes trajectoires adoptées par les jeunes parents sont associées à l’obtention des diplômes scolaires. Évidemment, les parents adolescents forment un groupe qui est plus à risque de ne pas avoir obtenu de diplôme secondaire vers 20 ans. Cependant, nous soutenons que la trajectoire parentale est différente pour chaque individu et qu'elle peut modifier la probabilité d’obtention des diplômes secondaire et postsecondaire. Les résultats des analyses de régression sur les données de l'Enquête auprès des jeunes en transition nous montrent que ce n’est pas le simple fait d’être parent qui influe sur la scolarité des jeunes, mais plutôt le type de trajectoires scolaires empruntées par ces derniers. Ainsi, certaines trajectoires parentales moins stables et plus précoces ont plus d’impact sur la non obtention d’un diplôme d’études secondaire, que les trajectoires parentales stables, qu’il s’agisse de monoparentalité ou de famille cohabitante. La précocité est donc un facteur d’influence différencié selon le type de parcours conjugal. De plus, nous observons que cette association entre certaines trajectoires parentales et l’obtention d’un diplôme s’observe également chez les hommes même si le type de trajectoire parentale est globalement moins explicatif que pour les femmes. Finalement, les variables reliées à la performance scolaire à 15 ans médiatisent en partie l’impact des trajectoires parentales sur le statut scolaire à 23 ans, ce qui suggère que l’association peut s’interpréter aussi comme un effet de la scolarité sur la parentalité. / Although many studies on teenage parenthood have been realized, little research examined the effect of parental trajectories on school graduation. The aim of this study is to better understand how teen parents' life trajectories influenced the probability of getting a diploma. Obviously, young parents have higher risk of not being graduated of high school before their 20 years old. However, we support that teen parents' life trajectories are different for each. In consequence the probability of getting a diploma can be modified. Based on data from the Youth in Transition Survey collected between 2000 and 2007, our results from regression analyses suggest that the simple fact of being a teenage parent does not explain all consequences on school graduation. The probability of getting a diploma would rather be influenced by teen parents' life trajectories. Additionally, results suggest that instable and early parenthood contribute to the likelihood of not being graduated at 23 years old. Our result shows that early parenthood has to be analyzed differently and a combination between precocity and instability help to better understand the effects of adolescent parenthood on diplomation. An association between academic performances at 15 years old and the level of education at 23 years old was also found, which may explain why this association may influences the probability of getting a diploma.

Le début de l’adolescence est une période de changements rapides où la détresse psychologique et l’expérimentation de la marijuana sont choses fréquentes. Certaines études longitudinales ont démontré que ces deux phénomènes ont tendance à se manifester conjointement tandis que d’autres n’ont pu observer de tel lien. Ces résultats divergents suggèrent que plusieurs questions persistent concernant la nature de cette relation. Cette thèse a pour objectif d’explorer la consommation de marijuana et la détresse psychologique en début d’adolescence afin de mieux saisir les changements à travers le temps, ainsi que d’examiner si ces deux problématiques évoluent conjointement et s’influencent réciproquement. Un échantillon de 448 adolescents garçons et filles fréquentant deux écoles secondaires de Montréal, ont été suivi de secondaire I à secondaire III. De 1999 à 2001, les participants ont complété un questionnaire à chaque année de l’étude incluant des mesures portant sur la consommation de marijuana et la détresse psychologique (IDPESQ-14). Un modèle de mixture semi-paramétrique (Nagin, 2005) a été utilisé afin d’identifier les trajectoires développementales de la consommation de marijuana et de détresse psychologique. Des analyses ont également été effectuées afin d’établir les liens d’appartenance entre chacune des trajectoires de consommation identifiées et la détresse psychologique lors de la première année de l`étude, ainsi qu’entre chacune des trajectoires de détresse psychologique et la consommation de marijuana en première année du secondaire. Finalement, des analyses de trajectoires jointes ont été effectuées afin de déterminer l’interrelation entre la consommation de marijuana et la détresse psychologique. Les résultats de notre étude suggèrent qu’il existe une grande hétérogénéité au niveau de la consommation de marijuana et la détresse psychologique. Trois trajectoires développementales ont été identifiées pour la consommation de marijuana: consommation légère, consommation grandissante et consommation élevée et stable. Trois trajectoires ont également été observées pour la détresse psychologique : basse, moyenne et élevée. Nos résultats démontrent la présence d’un lien entre la détresse psychologique rapportée lors de la première année de l’étude et les trajectoires de consommation problématiques. Ce lien a également été observé entre la consommation de marijuana rapportée lors de première année de l’étude et les trajectoires problématiques de détresse psychologique. Les analyses de trajectoires jointes démontrent la présence d’une concordance entre la consommation de marijuana et la détresse psychologique. Cette interrelation est toutefois complexe puisque les trajectoires de détresse psychologique élevée sont associées à un niveau de consommation de marijuana plus problématique mais l’inverse de cette association est moins probable. Notre étude met en lumière la nature asymétrique de la concordance entre la consommation de marijuana et la détresse psychologique. / Early adolescence is period of rapid changes where psychological distress and marijuana use experimentation are common occurrences. Longitudinal studies examining the association between these two phenomena have provided mixed results and many questions prevail regarding the nature of this association. The purpose of this study is to examine the patterns of co-occurrence between marijuana use and psychological distress in early adolescence. A sample of 448 adolescent boys and girls attending two high schools in Montreal, Canada was followed from Grade 7 to 9. From 1999 to 2001, the participants completed an annual survey which included measures of marijuana use and psychological distress (IDPESQ-14). Using a semi-parametric group based modeling strategy, the study has for objectives to establish the developmental trajectories of marijuana use and psychological distress in early adolescence, to explore how marijuana use or psychological distress measured at baseline is associated with various developmental trajectories and to examine the interrelationship of these two phenomena as they concurrently develop over the span of our study. Our results provide evidence that marijuana use and psychological distress are phenomena with great heterogeneity as they develop over time. We identified 3 trajectories of marijuana use: Light Users, Increasers and High Chronics and 3 trajectories of psychological distress: Low, Medium and High. Our findings also demonstrate that adolescents who reported psychological distress at baseline were more likely to follow problematic trajectories of marijuana use when compared to light users and the reverse of the association was also true since adolescent who reported marijuana use at baseline were more likely to follow an elevated trajectory of psychological distress. Our joint trajectory analysis demonstrated that the developmental patterns of co-occurrence of marijuana use and psychological distress are complex. Our study provides evidence that adolescents following a trajectory of elevated psychological distress are at increased risk of also following a trajectory of elevated marijuana use but adolescents following a problematic trajectory of marijuana use are not necessarily at greater risk of following an elevated trajectory of psychological distress. Our study highlights the presence of an asymmetrical relationship between marijuana use and psychological distress in early adolescence.

Malgré la diversité des recherches sur la parentalité adolescente, l'analyse des trajectoires parentales et des facteurs qui peuvent moduler l'effet de cet événement sur la scolarité demeure peu documentée. C'est précisément sur cet aspect que se penche la présente étude. L'objectif général de ce mémoire est de voir dans quelle mesure les différentes trajectoires adoptées par les jeunes parents sont associées à l’obtention des diplômes scolaires. Évidemment, les parents adolescents forment un groupe qui est plus à risque de ne pas avoir obtenu de diplôme secondaire vers 20 ans. Cependant, nous soutenons que la trajectoire parentale est différente pour chaque individu et qu'elle peut modifier la probabilité d’obtention des diplômes secondaire et postsecondaire. Les résultats des analyses de régression sur les données de l'Enquête auprès des jeunes en transition nous montrent que ce n’est pas le simple fait d’être parent qui influe sur la scolarité des jeunes, mais plutôt le type de trajectoires scolaires empruntées par ces derniers. Ainsi, certaines trajectoires parentales moins stables et plus précoces ont plus d’impact sur la non obtention d’un diplôme d’études secondaire, que les trajectoires parentales stables, qu’il s’agisse de monoparentalité ou de famille cohabitante. La précocité est donc un facteur d’influence différencié selon le type de parcours conjugal. De plus, nous observons que cette association entre certaines trajectoires parentales et l’obtention d’un diplôme s’observe également chez les hommes même si le type de trajectoire parentale est globalement moins explicatif que pour les femmes. Finalement, les variables reliées à la performance scolaire à 15 ans médiatisent en partie l’impact des trajectoires parentales sur le statut scolaire à 23 ans, ce qui suggère que l’association peut s’interpréter aussi comme un effet de la scolarité sur la parentalité. / Although many studies on teenage parenthood have been realized, little research examined the effect of parental trajectories on school graduation. The aim of this study is to better understand how teen parents' life trajectories influenced the probability of getting a diploma. Obviously, young parents have higher risk of not being graduated of high school before their 20 years old. However, we support that teen parents' life trajectories are different for each. In consequence the probability of getting a diploma can be modified. Based on data from the Youth in Transition Survey collected between 2000 and 2007, our results from regression analyses suggest that the simple fact of being a teenage parent does not explain all consequences on school graduation. The probability of getting a diploma would rather be influenced by teen parents' life trajectories. Additionally, results suggest that instable and early parenthood contribute to the likelihood of not being graduated at 23 years old. Our result shows that early parenthood has to be analyzed differently and a combination between precocity and instability help to better understand the effects of adolescent parenthood on diplomation. An association between academic performances at 15 years old and the level of education at 23 years old was also found, which may explain why this association may influences the probability of getting a diploma.

Le début de l’adolescence est une période de changements rapides où la détresse psychologique et l’expérimentation de la marijuana sont choses fréquentes. Certaines études longitudinales ont démontré que ces deux phénomènes ont tendance à se manifester conjointement tandis que d’autres n’ont pu observer de tel lien. Ces résultats divergents suggèrent que plusieurs questions persistent concernant la nature de cette relation. Cette thèse a pour objectif d’explorer la consommation de marijuana et la détresse psychologique en début d’adolescence afin de mieux saisir les changements à travers le temps, ainsi que d’examiner si ces deux problématiques évoluent conjointement et s’influencent réciproquement. Un échantillon de 448 adolescents garçons et filles fréquentant deux écoles secondaires de Montréal, ont été suivi de secondaire I à secondaire III. De 1999 à 2001, les participants ont complété un questionnaire à chaque année de l’étude incluant des mesures portant sur la consommation de marijuana et la détresse psychologique (IDPESQ-14). Un modèle de mixture semi-paramétrique (Nagin, 2005) a été utilisé afin d’identifier les trajectoires développementales de la consommation de marijuana et de détresse psychologique. Des analyses ont également été effectuées afin d’établir les liens d’appartenance entre chacune des trajectoires de consommation identifiées et la détresse psychologique lors de la première année de l`étude, ainsi qu’entre chacune des trajectoires de détresse psychologique et la consommation de marijuana en première année du secondaire. Finalement, des analyses de trajectoires jointes ont été effectuées afin de déterminer l’interrelation entre la consommation de marijuana et la détresse psychologique. Les résultats de notre étude suggèrent qu’il existe une grande hétérogénéité au niveau de la consommation de marijuana et la détresse psychologique. Trois trajectoires développementales ont été identifiées pour la consommation de marijuana: consommation légère, consommation grandissante et consommation élevée et stable. Trois trajectoires ont également été observées pour la détresse psychologique : basse, moyenne et élevée. Nos résultats démontrent la présence d’un lien entre la détresse psychologique rapportée lors de la première année de l’étude et les trajectoires de consommation problématiques. Ce lien a également été observé entre la consommation de marijuana rapportée lors de première année de l’étude et les trajectoires problématiques de détresse psychologique. Les analyses de trajectoires jointes démontrent la présence d’une concordance entre la consommation de marijuana et la détresse psychologique. Cette interrelation est toutefois complexe puisque les trajectoires de détresse psychologique élevée sont associées à un niveau de consommation de marijuana plus problématique mais l’inverse de cette association est moins probable. Notre étude met en lumière la nature asymétrique de la concordance entre la consommation de marijuana et la détresse psychologique. / Early adolescence is period of rapid changes where psychological distress and marijuana use experimentation are common occurrences. Longitudinal studies examining the association between these two phenomena have provided mixed results and many questions prevail regarding the nature of this association. The purpose of this study is to examine the patterns of co-occurrence between marijuana use and psychological distress in early adolescence. A sample of 448 adolescent boys and girls attending two high schools in Montreal, Canada was followed from Grade 7 to 9. From 1999 to 2001, the participants completed an annual survey which included measures of marijuana use and psychological distress (IDPESQ-14). Using a semi-parametric group based modeling strategy, the study has for objectives to establish the developmental trajectories of marijuana use and psychological distress in early adolescence, to explore how marijuana use or psychological distress measured at baseline is associated with various developmental trajectories and to examine the interrelationship of these two phenomena as they concurrently develop over the span of our study. Our results provide evidence that marijuana use and psychological distress are phenomena with great heterogeneity as they develop over time. We identified 3 trajectories of marijuana use: Light Users, Increasers and High Chronics and 3 trajectories of psychological distress: Low, Medium and High. Our findings also demonstrate that adolescents who reported psychological distress at baseline were more likely to follow problematic trajectories of marijuana use when compared to light users and the reverse of the association was also true since adolescent who reported marijuana use at baseline were more likely to follow an elevated trajectory of psychological distress. Our joint trajectory analysis demonstrated that the developmental patterns of co-occurrence of marijuana use and psychological distress are complex. Our study provides evidence that adolescents following a trajectory of elevated psychological distress are at increased risk of also following a trajectory of elevated marijuana use but adolescents following a problematic trajectory of marijuana use are not necessarily at greater risk of following an elevated trajectory of psychological distress. Our study highlights the presence of an asymmetrical relationship between marijuana use and psychological distress in early adolescence.

Ce travail est principalement axé sur la modélisation par approche de groupe de trajectoires développementales de la consommation d'alcool des adolescents au Quebec. / Contexte: L’impulsion à cette étude est le fait que la consommation d'alcool chez les adolescents a augmenté au cours des dernières années et que la consommation excessive d'alcool épisodique est de plus en plus fréquente chez les jeunes adultes. La prévention des problèmes de la consommation d’alcool chez les jeunes doit commencer par l'identification appropriée des sous-groupes d'adolescents à risque élevé. Objectifs: Cette étude avait trois objectifs: (i) identifier les trajectoires de développement de la consommation d'alcool chez les adolescents; (ii) d'examiner l'influence du sexe sur les trajectoires et (iii) d'examiner la relation entre les trajectoires de consommation d'alcool à l'adolescence et la consommation d'alcool excessive épisodique à l'âge jeune adulte. Méthode: Nous avons utilisé des données de l'étude longitudinale (n = 1294, 1999 - 2012) des adolescents âgés de 12 à 13 ans au début de l'étude de NDIT (Dépendance de la nicotine chez les adolescents). Les 1245 participants qui ont complété au moins trois des 22 cycles de NDIT ont été stratifiés selon leur statut alcoolique. C’est à dire ceux qui avaient consommé de l'alcool au début de l’étude, les buveurs (n = 497) et ceux qui n'avaient jamais consommé d'alcool au début de l’étude, les abstinents (n=748). Nous avons identifié les trajectoires de développement de la fréquence de la consommation d'alcool sur la base de 19 vagues de collecte de données après le début de l’étude de la 7e année (de 12 à 13 ans) à la 11e année (17-18 ans) en utilisant la modélisation semi-paramétrique basée sur l’approche des trajectoires par groupe (GBTM). Nous avons conduit des séries de régression logistique afin d'étudier l'association entre les trajectoires de développement de la consommation d'alcool et la consommation excessive épisodique à l'âge jeune adulte chez les buveurs d’alcool au début de l’étude et les abstinents au début de l’étude. Résultats: Pour l’ensemble de l’échantillon global (abstinents et buveurs) cinq groupes de trajectoires ont été identifiés. Ensuite, quatre groupes de trajectoires ont été identifiés parmi les abstinents au début de l’étude (‘faible’ consommateurs (28.3%, n=215), consommateurs tardifs croissants (21.5%, n=161), consommateurs modérés (29.9%, n=224) et consommateurs réguliers (20.3%, n=152). Parmi les consommateurs d’alcool (buveurs) au début de l’étude, les groupes de trajectoires comprenaient des consommateurs d’alcool peu fréquents (rares) (15.4%, n=76), des consommateurs en hausse (34.1%, n=170), des consommateurs réguliers (41.7%, n=207) et des consommateurs en baisse (8.8%, n=44). Les adolescents des groupes de trajectoires de fréquence de consommation d’alcool les plus élevées étaient plus susceptibles de pratiquer la consommation d’alcool excessive épisodique à l’âge jeune adulte. Conclusion: Cette étude montre la variabilité des trajectoires de développement de la consommation d'alcool des adolescents. Les données suggèrent que des approches multiples peuvent être nécessaires pour prévenir la consommation problématique d'alcool chez les adolescents et que ces approches devraient être nécessairement adaptées au sexe. / Background: The impetus for this study is that alcohol use among adolescents has increased in recent years and that heavy episodic or binge drinking is increasingly common in young adults. Prevention of problem drinking must begin with appropriate identification of sub-groups of adolescents at higher risk. Objective: This study had three objectives: (i) to identify the developmental trajectories of alcohol consumption among teens; (ii) to examine the influence of sex on trajectories and (iii) to examine the relationship between alcohol consumption trajectories in adolescence and binge drinking in young adulthood. Method: We used data from the NDIT (Nicotine Dependence In Teens) longitudinal study (n=1294; 1999 – 2012) of adolescents ages 12-13 years at inception. The 1245 participants who completed at least three of 22 NDIT cycles were stratified into those who had consumed alcohol at baseline, baseline drinkers (n=497) and those who had never consumed alcohol, baseline nondrinkers (n=748). We identified the developmental trajectories of the frequency of alcohol consumption based on 19 data collection waves after baseline from grade 7 (age 12-13) to grade 11 (age 17-18), using semi-parametric group-based trajectory modeling. Logistic regression was conducted to investigate the association between the alcohol consumption developmental trajectories and binge drinking in young adulthood among baseline drinkers and baseline nondrinkers. Results: Five trajectory were identified for the whole sample (baseline nondrinkers and baseline drinkers, n=1245). Then, four trajectory groups were identified among baseline nondrinkers (low consumers (28.3%, n=211), increasing late consumers (21.5%, n=161), moderate drinkers (29.9%, n=224), and regular users (20.3%, n=152). Among baseline drinkers, trajectory groups included experimenters (15.4%, n=76), increasing (34.1%, n=170), regular (41.7%, n=207) and decreasing consumers (8.8%, n=44). Participants in the higher trajectory groups were more likely to binge drink in young adulthood. Conclusion: This study shows variability among adolescents in alcohol consumption developmental trajectories. The data suggest that multiple approaches may be necessary to prevent problem alcohol consumption among adolescents and that these approaches may need to be sex-sensitive.

Introduction: Malgré un progrès considérable durant les dernières années, beaucoup de jeunes Canadiens fument la cigarette. La plupart des fumeurs rapportent avoir initié le tabagisme à l’adolescence ou au début de l’âge adulte. Les trajectoires développementales du tabagisme présentent une description des changements du niveau de consommation de cigarettes durant de longues périodes. Celles-ci peuvent être modélisées à l’aide de programmes statistiques qui groupent les individus démontrant le même type de changement(s) à travers le temps en sous-groupes de trajectoires. L’analyse des trajectoires pourrait potentiellement être utile à la santé publique quant à ses efforts pour contrer le tabagisme. En effet, celles-ci pourraient permettre l’identification de sous-groupes qui diffèrent selon leur consommation tabagique à travers le temps. Des facteurs de risque pour et des conséquences de ces trajectoires pourraient donc être identifiés qui pourraient s’avérer utiles pour l’intervention pour réduire ou prévenir le tabagisme chez les jeunes. Les objectifs de cette thèse étaient de: (1) résumer la littérature portant sur les modèles de trajectoires de consommation de cigarette chez les adolescents; (2) au sein d’une cohorte de 1293 participants âgés de 12 et 13 ans au début de l’étude, de modéliser les trajectoires incidentes de consommation de cigarettes et de comparer celles-ci avec les trajectoires mixtes (c’est-à-dire qui combinent les fumeurs incidents et prévalents); (3) dans la même cohorte d’adolescents, d’étudier l’initiation de la cigarette et du cannabis en relation l’une à l’autre, ainsi que leur lien(s) potentiel(s) avec les trajectoires de consommation de la cigarette. Méthodes: Nous avons effectué une revue systématique de la littérature portant sur les études présentant des modèles de trajectoires tabagiques chez les adolescents. Ces recherches ont fait usage de PubMed et EMBASE de 1980 à 2018 et 43 articles ont été retenus. Les données extraites de chaque article portaient sur la population à l’étude, le contexte et plan d’étude, les analyses statistiques et les résultats. Afin de déterminer si certains aspects du plan des études auraient pu avoir influencé le nombre ou la forme des trajectoires identifiées, nous avons groupé les études en catégories. Celles-ci étaient basées sur la taille de l’échantillon, le type de variable tabagique utilisée lors de la modélisation des trajectoires, l’axe du temps et le nombre de points de données utilisés pour estimer les trajectoires. Nous avons alors examiné les distributions ainsi que le nombre et les formes des trajectoires identifiés selon ces caractéristiques. Dans le deuxième manuscrit nous avons modélisé et comparé deux ensembles de trajectoires tabagiques. Le premier modélisait uniquement les fumeurs incidents alors que le second modélisait à la fois les fumeurs incidents et prévalents. Nos données proviennent d’une cohorte de 1293 étudiants en septième année au début de l’étude. Proc Traj et le logiciel SAS ont été utilisés afin de modéliser les trajectoires de consommation de cigarettes chez ces adolescents. L’analyse des trajectoires incidentes incluait 307 fumeurs incidents, alors que l’analyse des trajectoires dites «mixtes» incluait 307 fumeurs incidents et 338 fumeurs prévalents qui rapportaient avoir déjà essayé de fumer la cigarette au début de l’étude. Nous avons par la suite étudié plusieurs facteurs de risque potentiels pouvant être associés avec ces trajectoires dans les sphères socio-démographique, de la cigarette, psychosociale et du mode de vie. Le statut tabagique et la dépendance à la nicotine ont été étudiées comme conséquences potentielles à l’âge de 24 ans. À l’aide des mêmes données, nous avons comparé les participants à travers les trajectoires de tabagiques obtenues lors du manuscrit 2, ainsi qu’avec les individus n’ayant jamais fumé durant l’adolescence, les participants qui avaient déjà tenté de fumer la cigarette lors de leur entrée dans l’étude et les fumeurs incidents qui ont cessé peu après l’initiation. À l’aide de méthodes descriptives, nous avons effectué une comparaison entre ces groupes de la séquence d’initiation pour la cigarette et le cannabis, ainsi que de l’âge au premier usage de cannabis. Avec des modèles de régression, nous avons identifié des prédicteurs du temps écoulé entre l’initiation de la cigarette et du cannabis. Résultats: Les résultats de notre revue de la littérature ont révélé une hétérogénéité considérable entre les études, qui pourrait être le résultat de variations réelles de la consommation tabagique. Cependant celle-ci pourrait aussi avoir résulté de variations quant au plan d’études et des décisions quant à la modélisation des données. Un résultat clé était que seulement deux études avaient modélisé le tabagisme incident et ainsi représenté le cours naturel du tabagisme. Cinq trajectoires furent identifiées dans nos analyses chez les fumeurs incidents: les fumeurs au tabagisme léger et stable, léger et décroissant, augmentant lentement, augmentant moyennement et augmentant de façon précoce et importante. Quatre trajectoires furent identifiées pour le modèle combinant les fumeurs incidents et prévalents. La vitesse de changement était généralement moins importante pour les trajectoires tabagiques obtenues à partir du modèle mixte. Dans les deux modèles, les trajectoires où le tabagisme allait en augmentant étaient associées à de plus hauts niveaux de consommation de cigarettes et de dépendance à la nicotine à l’âge (jeune) adulte. Nous avons comparé les cinq groupes obtenus du modèle de trajectoires de fumeurs incidents avec les individus n’ayant jamais fumé durant l’adolescence, ainsi qu’avec les fumeurs prévalents et les fumeurs incidents qui ont cessé peu après l’initiation. Malgré le fait que l’initiation à la cigarette semble généralement avoir lieu avant l’initiation au cannabis, plusieurs des groupes avaient une proportion de participants qui avaient initié le cannabis avant la cigarette. L’initiation au cannabis avait généralement lieu à un âge moins élevé chez les participants ayant une consommation plus importante de cigarettes. L’âge à l’entrée dans l’étude était le seul facteur associé de façon statistiquement significative avec le temps écoulé entre l’initiation à la cigarette et l’initiation au cannabis chez les participants ayant initié la cigarette avant le cannabis. Aucun facteur n’était associé au temps écoulé entre l’initiation au cannabis et la première bouffée de cigarette chez les individus ayant initié le cannabis avant la cigarette. La proportion de participants rapportant avoir jamais consommé du cannabis était plus élevée dans les groupes tabagiques ayant une consommation plus importante de cigarettes. Discussion: Les études publiées jusqu’à présent n’ont pas établi l’utilité de la modélisation des trajectoires tabagiques pour la santé publique: il s’agit d’une méthode utile quand il s’agit de résumer et de décrire la consommation tabagique à travers le temps. Cependant il n’est présentement pas clair que ce genre d’analyse puisse offrir des informations additionnelles au-delà des approches plus traditionnelles. Modéliser un mélange de fumeurs incidents et prévalents peut servir à camoufler le cours naturel du développement de l’habitude tabagique ainsi que des facteurs de risque y qui sont associés. Nous recommandons donc que les études futures dans ce domaine modélisent les trajectoires incidentes de consommation tabagique. Nos résultats présentent aussi de nouvelles informations sur l’initiation de la cigarette et du cannabis qui devraient mener à une meilleure compréhension de l’interaction entre ces deux substances. L’usage de cannabis et le fait du fumer la cigarette sont liés l’un à l’autre de façon complexe: nos résultats suggèrent qu’il est important de considérer l’usage d’une substance dans son contexte, soit en présence d’autre(s) substances. / Introduction: Despite undeniable progress, far too many Canadian youth still smoke cigarettes. Most smokers report initiation in adolescence or young adulthood. Developmental trajectories of cigarette smoking are descriptions of change in smoking over relatively long time-periods which can be modeled using software platforms which group individuals with similar developmental patterns into subgroups of trajectories. Trajectory analysis may be useful to public health efforts to curb smoking because it permits identification of subgroups that differ according to the pattern of growth in cigarette smoking. Risk factors for, and outcomes of these trajectories can be identified, which may be amenable to intervention to effect positive change in youth smoking. The objectives of this thesis were: (1) to synthesize the literature on studies of adolescent cigarette smoking trajectories; (2) in an adolescent cohort of 1293 participants age 12-13 years at inception, to model trajectories of incident cigarette smoking and compare incident trajectories with mixed (i.e. incident and prevalent smokers combined) trajectories; (3) in the same adolescent cohort, to study cannabis and cigarette initiation in relation to each other and to cigarette smoking trajectories. Methods: We carried out a systematic review of studies of cigarette smoking trajectories in adolescents. PubMed and EMBASE were searched 1980–2018 and 43 articles retained. Data were extracted from each article relating to study population, setting and design, statistical analyses, and results. In order to assess whether study design features might have influenced the number or shapes of trajectories identified, we collapsed studies into categories based on study sample size, type of cigarette smoking indicator used, time axis, and number of data points used to estimate trajectories. We examined the distributions of number and shapes of trajectories identified according to these characteristics. In Manuscript 2 we modeled and compared two sets of cigarette smoking trajectories. The first included incident cigarette smokers alone while the second included both incident and prevalent cigarette smokers. Data were from a cohort of 1293 grade 7 students at baseline. We used SAS Proc Traj to model trajectories of cigarette smoking in adolescence. Analysis of incident trajectories included 307 incident smokers; analysis of “mixed” trajectories included 307 incident and 338 prevalent smokers who reported having ever smoked at baseline. We studied various potential sociodemographic, smoking-related, psychosocial, and lifestyle risk factors in relation to trajectory group. Smoking status and nicotine dependence outcomes were assessed at age 24. Using these data, we compared participants across the cigarette smoking trajectories obtained in Manuscript 2, as well as never smokers during adolescence, baseline ever smokers, and incident smokers who stopped. Using descriptive methods, we compared these groups according to age at first cannabis use and determined the order of initiation of tobacco and cannabis among participants. Using regression, we identified predictors of elapsed time between tobacco and cannabis initiation. Results: The findings of our review revealed considerable heterogeneity between studies which may have reflected real variations in cigarette smoking but which may also have resulted from variation in study design features and modelling decisions. A key finding was that only two studies modeled incident smoking and depicted the natural course of smoking. Five trajectories were identified in incident smokers: stable-low consumers, low-level decreasers, slow escalators, moderate escalators, and early-rapid escalators. Four trajectories were identified in the mix of incident and prevalent smokers. The rate of change was generally attenuated across curves in the mixed trajectory analysis. Escalating trajectories in both analyses were associated with higher levels of cigarette consumption and nicotine dependence in early adulthood. When comparing these five incident trajectory groups with never smokers, prevalent smokers at baseline, and incident smokers who stopped, we report that while first puff on a cigarette usually preceded cannabis use, several groups had a number of participants who initiated cannabis before cigarettes. Age at first cannabis use was generally lower in participants with heavier cigarette consumption. Age at baseline was the only significant risk factor for time to first cannabis use among ever smokers; no factors were associated with time to first cigarette use among ever cannabis users. Ever use of cannabis was higher in trajectory groups with heavier cigarette consumption. Discussion: The literature published thus far has not established the usefulness of this methodology to public health: it is useful for summarizing and describing cigarette smoking patterns, yet it is not clear whether trajectory analyses offer additional information useful to public health. Modeling a mix of incident and prevalent adolescent smokers obscures depiction of the natural course of smoking onset and identification of factors associated with the natural course of cigarette smoking: we therefore recommend that future studies in this area model incident trajectories of cigarette smoking. Our findings also present new information on the initiation of cigarettes and cannabis which should lead to a greater understanding of the interplay between these substances. Cannabis use and cigarette smoking relate to each other in complex ways: our results suggest that it is important to consider use of any one substance in the context of use with other substances.