Ce mémoire vise à estimer la densité neutre au risque (Risk neutral density (RND) en anglais) par une approche non paramétrique tout en tenant compte de l’endogénéité. Les prix transversaux des options européennes sont utilisés pour l’estimation. Le modèle principal considéré est la régression linéaire fonctionnelle. Nous montrons comment utiliser des variables instrumentales dans ce modèle pour corriger l’endogénéité. En outre, nous avons intégré des variables instrumentales dans le modèle approximant le RND par l’utilisation des fonctions d’Hermite à des fins de comparaison des résultats. Pour garantir un estimateur stable, nous utilisons la technique de régularisation de Tikhonov. Ensuite, nous effectuons des simulations de Monte-Carlo pour étudier l’impact des différents types de distribution RND sur les résultats obtenus. Plus précisément, nous analysons une distribution de mélange lognormale et une distribution de smile de Black-Scholes. Les résultats des simulations démontrent que l’estimateur utilisant des variables instrumentales pour corriger l’endogénéité est plus performant que l’alternative qui ne les utilise pas. En outre, les résultats de la distribution de smile de Black-Scholes sont plus performants que ceux de la distribution de mélange log-normale. Enfin, S&P 500 options sont utilisées pour une application de l’estimateur. / This thesis aims to estimate the risk-neutral density (RND) through a non-parametric approach while accounting for endogeneity. The cross-sectional prices of European options are used for the estimation. The primary model under consideration is functional linear regression. We have demonstrated the use of instrumental variables in this model to address endogeneity. Additionally, we have integrated instrumental variables into the model approximating RND through the use of Hermite functions for the purpose of result comparison. To ensure a stable estimator, we employ the Tikhonov regularization technique. Following this, we conduct Monte- Carlo simulations to investigate the impact of different RND distribution types on the obtained results. Specifically, we analyze a lognormal mixture distribution and a Black-Scholes smile distribution. The simulation results demonstrate that the estimator utilizing instrumental variables to adjust for endogeneity outperforms the non-adjusted alternative. Additionally, outcomes from the Black-Scholes smile distribution exhibit superior performance compared to those from the log-normal mixture distribution. Finally, S&P 500 options are used for an application of the estimator.

Cette thèse s’articule autour de trois essais. Le premier chapitre analyse l'impact des 27 ans de guerre civile en Angola sur les dépenses par équivalent adulte, le capital humain et la fécondité. La prédiction des effets de la guerre se fait à l’aide d’un modèle néoclassique de ménage unitaire dans la tradition de Rosenzweig. A partir de l’approche d’estimation par variable instrumentale, cette thèse montre que la guerre civile a un impact négatif et désastreux à court terme sur la santé des enfants, cet effet est persistant. La guerre civile n’a pas d’impact sur les dépenses par équivalent adulte. Elle accroit lascolarisation et décroit la fécondité à court terme. Le second chapitre de cette thèse analyse l’efficacité d’un programme social dans un environnement en conflit comme celui de l’Angola et s’interroge si cette efficacité dépend de l’intensité du conflit. Notre stratégie d’identification est basée sur la géographie politique du déploiement du programme basée sur un modèle de compétition spatiale à la Hotelling. Cette thèse montre que le Fond Social Angolais a eu un impact positif sur les dépenses par équivalent adulte et sur l’une des principales mesures anthropométriques à savoir le z-Score de la taille pour âge. L’efficacité du programme en fonction de l’intensité du conflit est analysée à l’aide de l’estimateur de variable instrumental local. La thèse montre que l’efficacité du programme augmente avec l’intensité du conflit. Le dernier chapitre de cette thèse analyse dans le cas du Cameroun, l’impact de la formation des enseignants en matière de VIH/SIDA. Les deux critères retenus pour le choix des écoles participant au programme, nous amène à choisir comme stratégie d’identification la régression discontinue. Cette thèse montre que les filles âgées de 15 à 17 ans dans les écoles traitées sont moins susceptibles d’avoir une grossesse involontaire. Pour les élèves âgés de 12 à 13 ans, la probabilité d'abstinence auto déclarée et l'utilisation du préservatif est également significativement plus élevé dans les écoles traitées / This thesis is based on three essays. The first chapter analyses the impact of 27 years of civil war in Angola on human capital, expenditures per adult equivalent and fertility. The prediction of the effects of civil war is done through a neoclassical unitary household model in the tradition of Rosenzweig. Using instrumental variable method, this thesis shows that civil war has a negative and disastrous impact in short-Term on health of children, this effect is persistent. Civil war has no impact on expenditures per adult equivalent. It increases enrollment and decreases fertility in the short term. The second chapter ofthis thesis analyzes the effectiveness of a social program in a conflict country such as Angola and explores whether this effectiveness depends on the intensity of the conflict. Our identification strategy is based on the political geography of the deployment of the program based on a model of spatial competition of Hotelling. This thesis shows that the Angola Social Fund had a positive impact on expenditures per adult equivalent and on one of the main anthropometric measurements namely the height for age z-Score. The program's effectiveness in function to the intensity of the conflict is analyzed using the local instrumental variable estimator. The thesis shows that the program's effectiveness increases with the intensity of the conflict. The last chapter of this thesis analyzes in the case of Cameroon, the impact of teacher training on HIV/AIDS. The two criteria for selecting participating schools, leads us to choose as identification strategy the regression discontinuity design. This thesis shows that 15 to 17 year old girls in teacher training schools are between 7 and 10 percentage points less likely to have started childbearing. For 12 to 13 year old girls, the likelihood of self-Reported abstinence and condom use is also significantly higher in treated schools.

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Les études menées permettent de prendre en main un système depuis l’identification jusqu’à la commande robuste des systèmes non entiers. Les principes de la platitude permettent de parvenir à la planification de trajectoire à condition de connaître le modèle du système, d’où l’intérêt de l’identification des paramètres du système. Les principaux travaux de cette thèse concernent l’identification de système par modèles non entiers, la génération et la poursuite robuste de trajectoire par l’application des principes de la platitude aux systèmes non entiers.Le chapitre 1 rappelle les définitions et propriétés de l’opérateur non entier ainsi que les diverses méthodes de représentation d’un système non entier. Le théorème de stabilité est également remémoré. Les algèbres sur les polynômes non entiers et sur les matrices polynômiales non entières sont introduites pour l’extension de la platitude aux systèmes non entiers.Le chapitre 2 porte sur l’identification par modèle non entier. Après un état de l’art sur les méthodes d’identification par modèle non entier, deux contextes sont étudiés : en présence de bruit blanc et en présence de bruit coloré. Dans chaque cas, deux estimateurs optimaux (sur la variance et le biais) sont propos´es : l’un, en supposant une structure du modèle connue et d’ordres de dérivation fixés, et l’autre en combinant des techniques de programmation non linéaire qui optimise à la fois les coefficients et les ordres de dérivation.Le chapitre 3 établit l’extension des principes de la platitude aux systèmes non entiers.La platitude des systèmes non entiers linéaires en proposant différentes approches telles que les fonctions de transfert et la pseudo-représentation d’état par matrices polynômiales est étudiée.La robustesse du suivi de trajectoire est abordée par la commande CRONE. Des exemples de simulations illustrent les développements théoriques de la platitude au travers de la diffusion thermique sur un barreau métallique.Enfin, le chapitre 4 est consacré à la validation des contributions en identification, en planification de trajectoire et en poursuite robuste sur un système non entier réel : un barreau métallique est soumis à un flux de chaleur. / The general theme of the work enables to handle a system, from identification to robust control. Flatness principles tackle path planning unless knowing the system model, hence the system parameter identification necessity. The principal contribution of this thesis deal with system identification by non integer models and with robust path tracking by the use of flatness principles for fractional models.Chapter 1 recalls the definitions and properties of a fractional operator and also the various representation methods of a fractional system. The stability theorem is also brought to mind. Fractional polynomial and fractional polynomial matrice algebras are introduced for the extension of flatness principles for fractional systems.Chapter 2 is about non integer model identification. After a state of the art on system identification by non integer model. Two contexts are considered : in presence of white noise and of colored noise. In each situation, two optimal (in variance and bias sense) estimators are put forward : one, when considering a known model structure with fixed differentiating orders, and another one by combining nonlinear programming technics for the optimization of coefficients and differentiating orders.Chapter 3 establishes the extension of flatness principles to fractional systems. Flatness of linear fractional systems are studied while considering different approaches such as transfer functions or pseudo-state-space representations with polynomial matrices. Path tracking robustness is ensured with CRONE control. Simulation examples display theoretical developments on flatness through thermal diffusion on a metallic rod. Finally, Chapter 4 is devoted to validate the contributions to system identification, to trajectory planning and to robust path tracking on a real fractional system : a metallic rod submitted to a heat flux.

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En 2018, environ un milliard de personnes vivaient sans électricité. Or l'extension des réseaux est confrontée à de nombreux défis qui compromettent la soutenabilité de l'électrification traditionnelle. Les Projets d'Electrification Décentralisée (PED) offrent désormais des solutions réalistes pour un accès à l'électricité hors réseau dans les pays en développement. Cette thèse explore le rôle de la demande de fiabilité du service d’électricité comme déterminant d’une extension durable du réseau, et l'efficacité de l'offre d’électricité décentralisée pour l’atteinte des objectifs du développement durable. Avec des données sur les coupures observées par les ménages au Kenya, le premier chapitre établit la préférence des ménages pour la fiabilité du service d'électricité, laquelle pourrait constituer le levier majeur d’une extension efficace du réseau. Dans le deuxième chapitre, une méta-analyse consolidant 112 évaluations de projets décentralisés montre que la technologie, la capacité et la gouvernance supportent les choix de conception les plus déterminants pour atteindre les objectifs du développement durable. Le troisième chapitre explore la gamme d'objectifs atteints par les pratiques de l’électrification décentralisée. Les plus efficaces sont celles qui adressent les utilisations productives et les services publics, ainsi que les micro-réseaux dans les zones éloignées, qui ont des impacts positifs sur l’information et la communication. La probabilité d'impacts positifs augmente avec la capacité des systèmes solaires individuels, qui favorisent la santé et l’éducation. / By 2018, about one billion people were living without electricity. The extension of electrical grids is facing many challenges that jeopardize the sustainability of traditional electrification. Decentralized Electrification Projects (DEP) now offer feasible solutions for offgrid access to electricity in developing countries. This thesis explores the role of the demand for reliability of the electricity service as a determinant of sustainable extension of the electrical grid, and the efficiency of electricity supply by DEP to achieve the sustainable development goals. With data on outages observed by households in Kenya, the first chapter establishes the households' preference for the reliability of electricity service, which could be the major lever for effective network expansion. In the second chapter, a meta-analysis consolidating 112 decentralized project evaluations shows that technology, capacity and governance support the design choices that are most critical to achieving the sustainable development goals. The third chapter explores the range of objectives achieved by decentralized electrification practices. The most effective are those that address productive uses and public services, as well as micro-networks in remote areas, which have positive impacts on information and communication. The likelihood of positive impacts increases with the capacity of solar home systems, which favor health and education.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal. / Cette thèse a pour objectif de développer des méthodes d'inférence exacte dans les modèles structurels. Elle est motivée par les résultats reportés récemment dans la littérature économétrique concernant les problèmes des méthodes d'inférence usuelles en présence d'instruments faibles. Dans le premier essai, nous étudions le problème de construction de régions de confiance pour des transformations du vecteur des paramètres inconnus dans un modèle à équations simultanées linéaires. Plusieurs tests proposés pour l'inférence en présence d'instruments faibles présentent l'inconvénient de ne tester que des hypothèses spécifiant le vecteur entier des paramètres. C'est le cas notamment de la statistique d'Andersen-Rubin (1949, Ann. Math. Stat.) et des deux statistiques proposées récemment par Wang et Zivot (1998, Econometrica). En principe, ce problème peut être résolu en utilisant la technique de projection Dufour (1997, Econometrica), Dufour and Jasiak (2001, International Economie Review)]. Cependant, cette dernière exige, de façon générale, l'utilisation des méthodes numériques. Dans cet essai, nous fournissons une solution analytique complète au problème de construction d'intervalles de confiance par projection à partir de régions de confiance obtenues par inversion de statistiques de type Anderson-Rubin. Cette solution se base sur la théorie des quadriques et peut être perçue comme une extension des intervalles et des ellipsoïdes de confiance usuels. Les calculs requis sont semblables à ceux des moindres carrés ordinaires. Nous étudions également par des simulations Monte Carlo le degré de conservatisme des régions de confiance par projection. Enfin, nous illustrons les méthodes proposées par deux applications macroéconomiques: La relation entre le commerce international et la croissance économique et le problème des rendements d'échelle dans l'industrie américaine. Dans le deuxième essai, nous proposons des méthodes d'inférence exacte dans un modèle structurel non linéaire. Nous développons une approche simple pour construire des tests exacts. Cette approche généralise celle de Hartley (1964, Biometrika) pour le test d'hypothèses et la construction de régions de confiance dans les régressions non linéaires et la procédure d'Anderson-Rubin spécifique aux modèles structurels à équations linéaires. Nous abordons par la suite le problème d'optimalité des instruments utilisés dans le test. La notion d'optimalité réfère à la maximisation de la puissance du test proposé. Ceci contraste avec la notion d'optimalité typiquement considérée dans la littérature économétrique et qui réfère à la minimisation de la variance asymptotique d'un estimateur [Amemiya (1977, Econometrica)]. Les instruments optimaux que nous dérivons dépendent de l'hypothèse alternative, et donc nous qualifions ces derniers d'instruments "point-optimaux" [King (1988, Econometric Reviews). La matrice des instruments optimaux est inconnue de façon générale, nous proposons une méthode pour son estimation basée sur la technique du split-sample. Dans le troisième essai, nous examinons le problème de sélection d'instruments dans le cas d'un modèle structurel linéaire où la méthode 2SLS pour l'estimation et/ou le test d'Anderson-Rubin sont utilisés. Nous nous concentrons sur le cas d'une seule variable explicative endogène. Nous commençons par analyser les déterminants de la performance de ces méthodes et comment la matrice des instruments affecte la qualité de l'estimation et de l'inférence. Nous proposons par la suite une méthode de sélection d'instruments sur la base de ces résultats. Cette méthode est basée sur la maximisation séquentielle du paramètre de concentration. Nous étudions si les méthodes de diagnostic et de sélection d'instruments sont utiles en pratique ou comme conclu par Hall, Rudebusch and Wilcox (1996, International Economie Review) sont inutilisables. Nous comparons également, par des simulations Monte Carlo, les principales méthodes de sélection d'instruments proposées dans la littérature.

Cette thèse traite de l’identification de systèmes dynamiques à partir de données échantillonnées à pas variable. Ce type de données est souvent rencontré dans les domaines biomédical, environnemental, dans le cas des systèmes mécaniques où un échantillonnage angulaire est réalisé ou lorsque les données transitent sur un réseau. L’identification directe de modèles à temps continu est l’approche à privilégier lorsque les données disponibles sont échantillonnées à pas variable ; les paramètres des modèles à temps discret étant dépendants de la période d’échantillonnage. Dans une première partie, un estimateur optimal de type variable instrumentale est développé pour estimer les paramètres d’un modèle Box-Jenkins à temps continu. Ce dernier est itératif et présente l’avantage de fournir des estimées non biaisées lorsque le bruit de mesure est coloré et sa convergence est peu sensible au choix du vecteur de paramètres initial. Une difficulté majeure dans le cas où les données sont échantillonnées à pas variable concerne l’estimation de modèles de bruit de type AR et ARMA à temps continu (CAR et CARMA). Plusieurs estimateurs pour les modèles CAR et CARMA s’appuyant sur l’algorithme Espérance-Maximisation (EM) sont développés puis inclus dans l’estimateur complet de variable instrumentale optimale. Une version étendue au cas de l’identification en boucle fermée est également développée. Dans la deuxième partie de la thèse, un estimateur robuste pour l'identification de systèmes à retard est proposé. Cette classe de systèmes est très largement rencontrée en pratique et les méthodes disponibles ne peuvent pas traiter le cas de données échantillonnées à pas variable. Le retard n’est pas contraint à être un multiple de la période d’échantillonnage, contrairement à l’hypothèse traditionnelle dans le cas de modèles à temps discret. L’estimateur développé est de type bootstrap et combine la méthode de variable instrumentale itérative pour les paramètres de la fonction de transfert avec un algorithme numérique de type gradient pour estimer le retard. Un filtrage de type passe-bas est introduit pour élargir la région de convergence pour l’estimation du retard. Tous les estimateurs proposés sont inclus dans la boîte à outils logicielle CONTSID pour Matlab et sont évalués à l’aide de simulation de Monte-Carlo / The output of a system is always corrupted by additive noise, therefore it is more practical to develop estimation algorithms that are capable of handling noisy data. The effect of white additive noise has been widely studied, while a colored additive noise attracts less attention, especially for a continuous-time (CT) noise. Sampling issues of CT stochastic processes are reviewed in this thesis, several sampling schemes are presented. Estimation of a CT stochastic process is studied. An expectation-maximization-based (EM) method to CT autoregressive/autoregressive moving average model is developed, which gives accurate estimation over a large range of sampling interval. Estimation of CT Box-Jenkins models is also considered in this thesis, in which the noise part is modeled to improve the performance of plant model estimation. The proposed method for CT Box-Jenkins model identification is in a two-step and iterative framework. Two-step means the plant and noise models are estimated in a separate and alternate way, where in estimating each of them, the other is assumed to be fixed. More specifically, the plant is estimated by refined instrumental variable (RIV) method while the noise is estimated by EM algorithm. Iterative means that the proposed method repeats the estimation procedure several times until a optimal estimate is found. Many practical systems have inherent time-delay. The problem of identifying delayed systems are of great importance for analysis, prediction or control design. The presence of a unknown time-delay greatly complicates the parameter estimation problem, essentially because the model are not linear with respect to the time-delay. An approach to continuous-time model identification of time-delay systems, combining a numerical search algorithm for the delay with the RIV method for the dynamic has been developed in this thesis. In the proposed algorithm, the system parameters and time-delay are estimated reciprocally in a bootstrap manner. The time-delay is estimated by an adaptive gradient-based method, whereas the system parameters are estimated by the RIV method. Since numerical method is used in this algorithm, the bootstrap method is likely to converge to local optima, therefore a low-pass filter has been used to enlarge the convergence region for the time-delay. The performance of the proposed algorithms are evaluated by numerical examples

Cette thèse étudie comment le taux de change effectif réel (TCER) et ses mesures associées (volatilité du TCER et désalignement du TCER) affectent la croissance de la productivité totale des facteurs (CPTF). Elle analyse également les canaux par lesquels le TCER et ses mesures associées agissent sur la productivité totale des facteurs (PTF). La première partie étudie comment le TCER lui-même, d'une part, et la volatilité du TCER, d'autre part, influencent la productivité. Une analyse du lien entre le niveau du TCER et la PTF dans le chapitre 1 indique qu'une appréciation de taux de change cause une augmentation de la PTF. Mais cet impact est également non-linéaire: en-dessous du seuil, le TCER influence négativement la productivité tandis qu'au-dessus du seuil il agit positivement. Les résultats du chapitre 2 illustrent que la volatilité du TCER affecte négativement la CPTF. Nous avons également constaté que la volatilité du TCER agit sur PTF selon le niveau du développement financier. Pour les pays modérément financièrement développés, la volatilité du TCER réagit négativement sur la productivité et n'a aucun effet sur la productivité pour les niveaux très bas et très élevés du développement financier. La deuxième partie examine les canaux par lesquels le TCER et ses mesures associées influencent la productivité. Les résultats du chapitre 3 illustrent que la volatilité du TCER a un impact négatif élevé sur l'investissement. Ces résultats sont robustes dans les pays à faible revenu et les pays à revenu moyens, et en employant une mesure alternative de volatilité du TCER. Le chapitre 4 montre que le désalignement du taux de change réel et la volatilité du taux de change réel affectent négativement les exportations. Il démontre également que la volatilité du taux de change réel est plus nocive aux exportations que le désalignement. Ces résultats sont corroborés par des résultats sur des sous-échantillons de pays à bas revenu et à revenu moyen.