Les grands sondages récents de l'Univers ont mis en évidence la présence de structures dans la distribution de la matière, sous forme de filaments et de vides. Pour étudier l'évolution de la distribution spatiale des galaxies, il est nécessaire de connaître leur position précise dans l'espace à trois dimensions. Cette thèse s'est déroulée dans le cadre du sondage profond VIMOS-VLT Deep Survey (VVDS). Son but est de mesurer quelques 100000 redshifts pour étudier la formation et l'évolution des galaxies et des structures à grande échelle de l'Univers jusqu'à z~5. Après avoir fait un état des lieux de la connaissance que nous avons de la distribution des galaxies, puis introduis le sondage VVDS, je présente la mesure et l'évolution de la fonction de corrélation spatiale à deux points à partir des données de la première époque du VVDS, le plus large échantillon (10759 spectres) jamais acquis à I_AB=24. J'ai développé un ensemble de programmes mis à la disposition du consortium VVDS pour mesurer facilement la longueur de corrélation spatiale des galaxies dans un intervalle en redshift donné, avec ses erreurs associées, en corrigeant les effets de la stratégie d'observation du VVDS. Cet outil a permis de mesurer l'évolution de la fonction de corrélation spatiale de la population globale des galaxies jusqu'à z=2. J'ai prolongé cette étude en divisant l'échantillon de galaxies par type spectral et par couleur. Enfin, en combinant les données de GALEX avec celles du VVDS, j'ai pu mesurer l'agrégation de galaxies sélectionnées en ultraviolet jusqu'à z~1. C'est la première fois que de telles mesures sont réalisées sur une si longue plage de temps cosmique. Les résultats présentés dans cette thèse font ainsi office de nouvelles références pour les travaux futurs.

Cette thèse concerne l'étude pollinique des tourbières quaternaires des Alpes françaises. 127 sondages ont été faits et analysés.

Avec la découverte étonnante que l'univers se trouve à présent dans une phase d'expansion accélérée, il y a dix ans, la cosmologie entra dans ce que l'on peut nommer l'ère de la cosmologie à haute précision. Les contraintes actuelles indiquent un modèle cosmologique à géométrie plate, où la plus grande partie du contenu en masse-énergie de l'univers est contribuée par une composante inconnue, souvent appelée l'`énergie noire', qui contribue environ soixante-dix pour cent à la densité totale de l'univers. Dans ce modèle, la matière baryonique ordinaire et la radiation ne contribuent qu'environ cinq pour cent, et la matière noire contribue vingt-cinq pour cent. Les propriétés mesurées de l'énergie noire étant consistant avec celles d'une Constante Cosmologique, $Lambda$, ce modèle standard cosmologique est connu sous le nom du modèle `$Lambda$-Cold-Dark-Matter' (`$Lambda$CDM'). Malgré son succes, ce modèle souffre de plusieurs problèmes. L'existence d'une Constante Cosmologique soulève des problèmes fondamentaux concernant sa nature physique, et beaucoup d'auteurs traitent le `problème de coîncidence'. Des essais de la décrire comme la contribution du vide quantique faillissent quantitativement. En conséquent, un grand nombre de modèles alternatifs a été développé, qui tentent décrire la composante d'énergie noire: des loi modifiés de la gravitation, de dimensions supplémentaires, les modèles de Quintessence. Aussi, des effets astrophysiques qui miment une expansion accélérée ont été considérés. Dans ce manuscrit, on expose les bases théoriques et observationneles du modèle $Lambda$CDM et les divers approches théoriques à expliquer l'énergie noire. Un autre problème du modèle standard provient de la dépéndance des résultats de l'analyse des données sur des hypothèses qui sont présentes dans les analyses pour l'extraction des paramètres. Il s'agit des hypothèses sur la physique, mais aussi des dépéndances des paramétrages notamment des propriétés de l'énergie noire. Aujourd'hui, des analyses combinées de divers sondes cosmologiques sont effectuées afin d'extraire les paramètres du modèle, dont le nombre peut s'élever jusqu'à vingt, dépendant des suppositions de modèle. De différentes hypothèses (géométrie plate, équation d'état de l'énergie noire constante, hypothèses sur la physique du CMB comme la vitesse du son ou le spectre de puissance initial,...) sont appliquées, qui peuvent dangereusement biaiser les résultat de l'analyse. La présence d'une mauvaise hypothèse, où une application d'un paramétrage non-approprié de la physique, pourra entraîner qu'on mesure à haute précision quelque chose qui n'est pas là. Nous montrons que, dû à la haute précision des mesures cosmologiques modernes, des approches purement cinématiques à la cosmologie ne permettent plus d'extraire des résultats fiables sur l'expansion de l'univers. Dans l'analyse des données cosmologiques on doit par conséquent se servir de la relation (exacte) intégrale pour les distances cosmologiques. Nous discutons le problème de dégénéréscence analytique entre les paramètres cosmologiques qu'introduit l'utilisation de cette relation. Puis, les résultats principaux de ce travail sont présentés. Ils concernent notamment la validité du paramétrage de l'équation d'état de l'énergie noire de Chevallier, Polarski, et Linder, et les éffets d'une évolution en redshift des magnitudes apparentes des Supernovae du type Ia.

Etude du Delta de la Dranse (Bas Chablais) sous l'aspect : géologique, hydroclimatologique et hydrologique

Cette thèse présente trois parties liées à la théorie des sondages. La première partie présente deux résultats originaux de sondages qui ont eu des applications pratiques dans des enquêtes par sondage de l'Insee. Le premier article présente un théorème autorisant un plan de sondage stratifié constituant un compromis entre la dispersion des poids et l'allocation de précision optimale pour une variable d'intérêt spécifique. Les données d’enquête sont souvent utilisées pour estimer nombre de totaux ou modèles issus de variables exclues du design. La précision attendue pour ces variables est donc faible, mais une faible dispersion des poids permet de limiter les risques qu'une estimation dépendant d'une de ces variables ait une très mauvaise précision. Le second article concerne le facteur de repondération dans les estimateurs par calage. On propose un algorithme efficace capable de calculer les facteurs de poids les plus rapprochés autour de 1 tels qu'une solution au problème de calage existe. Cela permet de limiter les risques d'apparition d'unités influentes, particulièrement pour l'estimation sur des domaines. On étudie par simulations sur données réelles les propriétés statistiques des estimateurs obtenus. La seconde partie concerne l'étude des propriétés asymptotique des estimateurs sur données issues de sondage. Celles-ci sont difficiles à étudier en général. On présente une méthode originale qui établit la convergence faible vers un processus gaussien pour le processus empirique d'Horvitz-Thompson indexé par des classes de fonction, pour de nombreux algorithmes de sondage différents utilisés en pratique. Dans la dernière partie, on s'intéresse à des méthodes de sondage pour des données issues de graphes, qui ont des applications pratiques lorsque les graphes sont de taille telles que leur exploitation informatique est coûteuse. On détaille des algorithmes de sondage permettant d'estimer des statistiques d'intérêt pour le réseaux. Deux applications, à des données de Twitter puis à des données simulées, concluent cette partie. / This thesis presents three different parts with ties to survey sampling theory. In the first part, we present two original results that led to practical applications in surveys conducted at Insee (French official statistics Institute). The first chapter deals with allocations in stratified sampling. We present a theorem that proves the existence of an optimal compromise between the dispersion of the sampling weights and the allocation yielding optimal precision for a specific variable of interest. Survey data are commonly used to compute estimates for variables that were not included in the survey design. Expected precision is poor, but a low dispersion of the weights limits risks of very high variance for one or several estimates. The second chapter deals with reweighting factors in calibration estimates. We study an algorithm that computes the minimal bounds so that the calibration estimators exist, and propose an efficient way of resolution. We also study the statistical properties of estimates using these minimal bounds. The second part studies asymptotic properties of sampling estimates. Obtaining asymptotic guarantees is often hard in practice. We present an original method that establishes weak convergence for the Horvitz-Thompson empirical process indexed by a class of functions for a lot of sampling algorithms used in practice. In the third and last part, we focus on sampling methods for populations that can be described as networks. They have many applications when the graphs are so big that storing and computing algorithms on them are very costly. Two applications are presented, one using Twitter data, and the other using simulated data to establish guidelines to design efficient sampling designs for graphs.

Le mode de collecte web gagne de plus en plus de popularité depuis sa création, ceci notamment en raison des avantages qu’il apporte en termes de coût et de temps. Cependant, les tendances nonprobabilistes des échantillons web font souvent douter de leur capacité à fournir des résultats aussi représentatifs que ceux d’un mode traditionnel typique tel que le téléphone. Le but de ce mémoire est de comparer les modes non-probabiliste web et probabiliste téléphone souvent suggérés par les firmes de sondage au Québec. Nous analysons principalement les éventuelles différences entre les échantillons web et téléphone du point de vue de l’adaptation à la maladie de Lyme. Plus spécifiquement, les trois objectifs de l’étude sont de : (1) comparer la représentativité des deux échantillons avec les données du recensement en termes de caractéristiques sociodémographiques, (2) comparer ces modes d’enquête en ce qui concerne l’estimation des taux d’adoption de comportements préventifs à l’égard de la maladie de Lyme tel que rapportés par les répondants aux deux sondages, et (3) tester l’invariance de la mesure des comportements préventifs des échantillons non probabiliste (panel Web) et probabiliste (téléphone). Les données proviennent d’une étude sur les comportements d’adaptation à la maladie de Lyme. Les échantillons panel Web (n=956) et téléphone (n=1003) sont constitués de résidents québécois de 18 ans et plus habitant les régions de risques faible à significatif. Les résultats montrent premièrement qu’aucun des échantillons n’est représentatif de la population cible au regard des caractéristiques sociodémographiquestelles que rapportées dans le recensement canadien de 2016. Deuxièmement, nos résultats indiquent que le taux de non-réponse aux comportements préventifs d’adaptation à la maladie et autres variables associées est significativement plus élevé dans l’échantillon web. Cependant, la magnitude de cette différence est nulle pour 19 items sur 30, et faible pour les 11 autres. De plus, aucune différence importante n’a été relevée lors de la comparaison des deux échantillons du point de vue de l’estimation de la prévalence desdits comportements et leurs déterminants. Enfin, les analyses d’invariance de l’indice d’adaptation ou de prévention à l’égard de la maladie de Lyme révèle que la structure de l’indice est la même pour les deux échantillons. On en conclut que malgré certaines différences observées entre les modes web et téléphone, les répondants des deux échantillons ont tendance à adopter des comportements similaires d’adaptation à la maladie de Lyme. / The web data collection mode has been increasing in popularity since its creation, primarily due to its cost and time effective benefits. However, its non-probabilistic tendencies often bring doubts concerning the representativity of its results in comparison to a typical mode such as the telephone. This master’s thesis compares the non-probability web and probability telephone modes, often suggested by polling firms in the province of Quebec. It principally analyzes the eventual differences between both samples on their adaptation to the Lyme disease. More specifically, the three main goals of this study are: (1) to compare the representativeness of both samples with the census data in terms of their socio-demographic characteristics, (2) to compare those two survey modes regarding their respondents’ preventive behaviour estimates against the Lyme disease, and (3) to test the measurement invariance of the nonprobability (Web panel) and probability (telephone) samples’ preventive behaviour. The data comes from a study on the adaptation of prevention behaviors against Lyme disease. The web (n=956) and telephone samples (n=1003) are made of individuals, 18 years old and above, from low and significant risk regions. Results firstly reveal that neither survey is representative of the Canadian census of 2016. Secondly, results show that the non-response rate for Lyme disease prevention adaptive behaviors and other associated variables is higher in the web survey. However, the magnitude of this significance is nil for 19 out of 30 the items, and small for the other 11. Moreover, no important dissimilarities were found in comparing both samples’ estimates in terms of the behaviours’ prevalence and their determinants. Finally, the measurement invariance analyses on the index of adaptation to the Lyme disease show a similar structure of the index for both samples. In conclusion, although the web and telephone samples are different in some respects, their respondents tend to have similar behaviors of adaptation to the disease.

Une nouvelle édition très attendue du Guide Alimentaire Canadien (GAC) a été publiée en 2019. Les changements importants apportés au GAC concernent la nature des recommandations alimentaires, mais aussi la façon dont les recommandations sont formulées. Étant donné ces changements importants, il n'y a actuellement pas d'outils disponibles pour mesurer le degré d'adhésion aux recommandations. De plus, mesurer le degré d'adhésion aux recommandations du GAC comporte plusieurs défis. D'abord, il faut mesurer les apports alimentaires à l'aide d'un instrument qui donne une mesure précise et exacte. Ensuite, il faut avoir un outil qui permet d'évaluer à quel point les apports alimentaires sont cohérents avec les recommandations. La qualité de l'outil doit être appuyée par des données favorables issues d'une évaluation rigoureuse. Finalement, l'évaluation des apports alimentaires et la mesure du degré d'adhésion doivent se faire de façon efficiente, en minimisant le travail requis ou l'expertise nécessaire pour l'équipe de recherche et le fardeau pour les participants, mais sans compromettre la qualité des données. Ma thèse de doctorat vise à apporter des solutions entourant les défis liés à la mesure de la qualité alimentaire ainsi que des habitudes alimentaires. Plus précisément, les deux objectifs généraux de ma thèse de doctorat étaient 1) de développer, d'évaluer et d'appliquer un outil permettant de mesurer le degré d'adhésion aux recommandations GAC sur les choix alimentaires sains; 2) de démontrer et d'évaluer le potentiel des instruments Web de mesure des habitudes alimentaires, autocomplétés en ligne, en comparaison aux instruments traditionnels, complétés avec un interviewer, pour pallier les limites de l'évaluation alimentaire autodéclarée. Concernant le premier objectif général, nous avons développé et évalué le Healthy Eating Food Index (HEFI)-2019 ou l'indice d'alimentation saine. Nos travaux décrivent le développement de l'outil ainsi que son évaluation, c.-à-d. l'évaluation de ses propriétés psychométriques. Le développement et l'évaluation ont été réalisés grâce à des données alimentaires autodéclarées mesurées par rappel alimentaire de 24 heures (R24H) et tirées de l'Enquête sur la santé dans les collectivités canadiennes (ESCC)-2015 - volet nutrition. Les résultats de l'évaluation soutiennent l'utilisation du HEFI-2019 pour mesurer le degré d'adhésion aux recommandations du GAC sur les choix alimentaires sains. Dans une perspective d'application, nous avons ensuite estimé l'impact de l'adhésion aux recommandations, mesurées avec le HEFI-2019, sur l'incidence d'évènements cardiovasculaires majeurs (c.-à-d. infarctus du myocarde et infarctus cérébral). Nous avons mené ces travaux grâce à des données de l'étude prospective de la UK Biobank chez des adultes britanniques d'âge moyen sans antécédents de diabète, maladies cardiovasculaires ou cancer. En utilisant une approche d'inférence causale émulant une intervention contrôlée, les résultats ont suggéré qu'une augmentation du degré d'adhésion aux recommandations du GAC sur les choix alimentaires sains réduit l'incidence d'évènements cardiovasculaires majeurs sur une période de 11 ans. Concernant le deuxième objectif général, nous avons d'abord montré qu'un R24H Web peut être utilisé pour mener une étude descriptive des habitudes alimentaires de la population grâce à une collecte de données efficiente. Cette étude est PREDISE (PRÉDicteurs Individuels, Sociaux et Environnementaux), une étude qui a recueilli des données alimentaires chez des adultes francophones provenant de 5 régions administratives de la province de Québec, Canada. Nous avons ensuite comparé les données alimentaires issues d'instruments Web, c.-à-d. R24H Web et questionnaire de fréquence alimentaire (QFA) Web, aux données alimentaires issues des versions traditionnelles de ces instruments. Nous avons d'abord comparé les données alimentaires mesurées avec R24H Web (étude PREDISE) aux données alimentaires mesurées avec R24H traditionnel, complété avec un interviewer (enquête ESCC 2015). Nos résultats ont montré que les apports alimentaires mesurés avec le R24H Web étaient plus élevés que les apports alimentaires mesurés avec le R24H traditionnel. En particulier, les apports totaux en énergie seraient plus plausibles lorsqu'ils sont mesurés avec un R24H Web qu'avec un R24H traditionnel. Ensuite, nous avons comparé les capacités d'un QFA Web et un QFA traditionnel (mené par une nutritionniste-diététiste) à prédire les besoins énergétiques totaux mesurés. Nos résultats ont souligné que les deux instruments sous-estimaient de façon similaire les besoins en énergie au niveau du groupe. Cependant, les données du QFA Web comportaient une plus grande proportion d'estimations inadéquates au niveau individuel. Finalement, nous avons exploré l'impact de différentes combinaisons d'instruments Web (R24H, QFA) et d'une méthode de correction de l'erreur de mesure des apports alimentaires afin de maximiser la précision des données alimentaires au niveau de groupe. À cet égard, la collecte répétée de R24H Web uniquement était suffisante pour atteindre une précision optimale. Cette analyse a ainsi confirmé que l'obtention de plusieurs R24H Web était une bonne stratégie. En conclusion, les résultats de cette thèse de doctorat illustrent qu'il est possible de mesurer l'adhésion aux recommandations du GAC sur les choix alimentaires sains et soulignent la valeur des instruments Web pour mesurer les habitudes alimentaires de la population. / An updated edition of Canada's Food Guide (CFG) was published in 2019. Important changes to CFG pertain to the nature of the dietary recommendations, and to the way the recommendations are formulated. Given these important changes, there are currently no tools available to measure adherence to these recommendations. In addition, measuring adherence to CFG recommendations presents several challenges. First, dietary intakes must be measured with a dietary assessment instrument that provides a precise and accurate measure. Second, a tool that assesses how well dietary intakes are aligned with the recommendations is needed. The quality of the tool must be supported by favourable evaluation metrics from a rigorous assessment. Finally, the dietary intake assessment and measurement of adherence must be efficient, thus minimizing the work or expertise required for the research team and the burden on participants, but without compromising the quality of the data. My doctoral dissertation aims to provide solutions regarding the challenges associated with measuring diet quality as well as dietary habits. Specifically, the two overall objectives of my dissertation were 1) to develop, evaluate, and implement a tool to measure adherence to the CFG recommendations on healthy food choices; and 2) to demonstrate and evaluate the potential of web-based, self-administered dietary assessment instruments, in comparison to traditional, interviewer-administered instruments, to address the limitations of self-reported dietary assessment. Regarding the first general objective, we developed and evaluated the Healthy Eating Food Index (HEFI)-2019. Our work describes the development of the tool as well as its evaluation, i.e., the assessment of its psychometric properties. The development and evaluation were conducted using self-reported dietary intake data measured by 24-hour dietary recall (24HR) from the Canadian Community Health Survey (CCHS)-2015 - Nutrition. The results of the evaluation support the use of the HEFI-2019 to measure adherence to CFG recommendations on healthy food choices. From an implementation perspective, we then estimated the impact of adherence to the recommendations, as measured with the HEFI-2019, on the incidence of major cardiovascular events (i.e., myocardial infarction and cerebral infarction). For this purpose, we use data from the UK Biobank prospective study in middle-aged British adults without a history of diabetes, cardiovascular disease, or cancer. Using a causal inference approach emulating a dietary intervention, the results suggested that an increase in the adherence to CFG recommendations on healthy food choices reduces the incidence of major cardiovascular events over an 11-year follow-up. Regarding the second general objective, we first showed that a web-based 24HR can be used to conduct a descriptive study of population dietary habits through efficient data collection. This study is PREDISE (PRÉDicteurs Individuels, Sociaux et Environnementaux), a study that collected dietary intake data from French-speaking adults from 5 administrative regions of the province of Quebec, Canada. We then compared dietary data from web-based instruments, i.e., web-based 24HR and food frequency questionnaire (FFQ), with dietary data from traditional interviewer-administered versions of these instruments. We first compared dietary data measured with a web-based 24HR (PREDISE study) to dietary intake data measured with a traditional 24HR (CCHS 2015 - Nutrition). Our results revealed that dietary intakes measured with the web-based 24HR were higher than dietary intakes measured with the traditional 24HR. In particular, total energy intakes were deemed more plausible when measured with the web-based 24HR than with the traditional 24HR. Next, we compared the abilities of a web-based FFQ and a traditional FFQ (administered by a registered dietitian) to predict measured total energy requirements. Our results highlighted that both instruments similarly underestimated energy requirements at the group level. However, the web-based FFQ produced a greater proportion of inadequate estimates at the individual level. Finally, we explored the impact of different combinations of web-based instruments (24HR, FFQ) and a measurement error correction method to maximize the precision of group-level dietary intake data estimates. In this regard, repeated collection of web-based 24HR only was sufficient to achieve optimal precision. This analysis confirmed that obtaining multiple web-based 24HR was a good strategy. In conclusion, the results of this doctoral dissertation illustrate that it is possible to measure adherence to CFG recommendations on healthy food choices and highlight the value of web-based instruments for measuring population-level dietary habits.

Par leur utilité, les sondages sont devenus des éléments importants de toute campagne électorale. Ils ont d’ailleurs beaucoup évolué au fil du temps et on les retrouve maintenant sous plus d’une forme. En effet, inspirés par les marchés de prédiction, les sondeurs ont développé un type de questionnement complémentaire aux sondages classiques interrogeant les individus sur leurs propres préférences. Cette autre méthode invite plutôt les participants à faire part de leurs anticipations sur le comportement agrégé de la population. Néanmoins, aucune de ces deux approches n’est parfaite. Leur pouvoir prédictif peut être affecté par plusieurs facteurs. Parmi ceux-ci, on compte l’inattention envers la corrélation, un biais cognitif susceptible d’affecter les réponses des individus sondés. À la lumière de qui précède, ce mémoire a pour premier objectif de comparer le pouvoir prédictif de ces deux types de méthode afin de distinguer la plus performante. Le second objectif est de mesurer l’effet potentiel du biais d’inattention envers la corrélation sur les réponses de participants à des sondages. Pour y arriver, des sujets ont été invités à participer à une expérience en laboratoire où ils ont occupé à la fois le rôle de sondé et de preneur de décision. Les résultats de l’expérience montrent que l’inattention envers la corrélation affecte significativement les réponses de participants à des sondages. De plus, certains facteurs personnels semblent être associés à une probabilité plus élevée d’être victime du biais.

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