Manque de liberté dans ma fonction approximante
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Manque de liberté dans ma fonction approximante



  1. #1
    invitea5ec25a1

    Manque de liberté dans ma fonction approximante


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    Bonjour à tous,

    Pour la finalisation de mon travail de fin d'étude, je dois approximer une série de données, représentant l'efficience énergétique, c'est à dire le PIB divisé par la consommation énergétique depuis 1800 à nos jours. Sur l'image en pièce jointe l'on peut observer les valeurs à approximer représentés par des gros points bleus ainsi que la fonction qui approxime les données en vert. J'utilise pour ceci la fonction nlinfit sur MATLAB et comme fonction à approximer

    Par contre, j'aimerais pouvoir donner un degré de liberté en plus à ma fonction analytique afin qu'elle approxime mieux mes points expérimentaux. C'est à dire qu'actuellement il y a une erreur d'approximation due à la symétrie parfaite de la fonction sigmoïde utilisée pour l'approximation. En effet, la fonction ci-dessus a son point d'inflexion pile entre les asymptotes horizontales supérieure et inférieure (en vert pointillé) de la fonction.
    Et ceci n'est pas le cas de nos données expérimentales, on peut imaginer que le point d'inflexion se trouve un peu avant l'an 2000, mais cela ne nécessite pas à l'efficience d'augmenter encore d'autant que ce qu'il a déjà augmenté. En effet, cette efficience augmente historiquement avec les découvertes et il serait même logique qu'il y ait une augmentation qui ressemble à une exponentielle jusqu'à un point d'inflexion plutôt abrupte qui ramène la fonction rapidement en-dessous d'une asymptote supérieure ...

    Ma question est donc la suivante, quelqu'un a-t-il une idée de la fonction que je pourrais mettre en approximation ? Une fonction qui a la même structure que celle ci-dessus mais qui laisse la liberté à mon approximation de monter ou descendre le point d'inflexion sans bouger les asymptotes horizontales.
    Cette fonction aura bien évidemment un degré de liberté en plus (c'est à dire un 5ième paramètre).

    Un tout grand merci pour votre aide et un très bel été !
    Olivier

    Nom : efficience_1800_2100.png
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  2. #2
    Dlzlogic

    Re : manque de liberté dans ma fonction approximante

    Bonjour,
    J'ai relu avec soin votre question.
    Apparemment, votre courbe a un aspect continument croissante. Il y a 2 petits accidents, l'un vers l'année 1970 et l'autre vers l'année 2000.
    Je n'ai pas compris la raison pour laquelle le fonction représentant l'efficience énergétique serait une sigmoïde. Est-ce un principe généralement adopté, ou parmi un certain nombre de fonctions testées, c'est celle qui correspond le mieux aux valeurs observées ?
    Au vu de votre graphique, les observations correspondent assez bien à cette courbe, mais je suis sûr qu'il existe des quantités d'autres fonctions où la correspondance serait équivalente, dans la partie concernée.
    Je suis bien d'accord que la courbe a une asymptote horizontale inférieure, c'est beaucoup moins évident pour l'asymptote supérieure.

  3. #3
    Dlzlogic

    Re : manque de liberté dans ma fonction approximante

    Suite,
    En fait vous avez 3 variables : le temps, le PIB, la consommation énergétique.
    L'efficience énergétique dépend de deux paramètres, le PIB et la consommation énergétique (CE), ne serait-il pas plus parlant d'étudier la fonction CE=f(temps, PIB) par exemple.

  4. #4
    invitea5ec25a1

    Re : manque de liberté dans ma fonction approximante

    " Je n'ai pas compris la raison pour laquelle le fonction représentant l'efficience énergétique serait une sigmoïde. Est-ce un principe généralement adopté, ou parmi un certain nombre de fonctions testées, c'est celle qui correspond le mieux aux valeurs observées ?
    Je suis bien d'accord que la courbe a une asymptote horizontale inférieure, c'est beaucoup moins évident pour l'asymptote supérieure. "

    C'est exactement le sujet de mon tfe ... En fait, il s'agit de la fonction inverse de l'intensité énergétique, celle-ci est d'habitude représentée par une exponentielle décroissante qui descend jusqu'à 0 en t = +∞, ce qui est scientifiquement impossible. Car cela signifierait que l'on pourrait créer du PIB sans aucune consommation énergétique (ce qui est également le cas si on laisse l'efficacité monté à l'infini). On pourrait faire des transactions d'argent sans rien consommer du tout, mais à quoi bon alors ? Dès que nous utilisons notre argent pour un bien on n'importe, cela consomme de l'énergie, bien évidemment on peut être plus efficace et améliorer nos procédés, mais il y a une limite maximale ... C'est ça tout l'intérêt de mon tfe

    Et en ce qui concerne l'intérêt d'étudier l'efficience au lieu du PIB(t), il s'agit au final effectivement de montrer la courbe du PIB? mais en l'approchant par le côté énergétique, et donc par l'efficience justement ... Voici un lien avec beaucoup d'info sur le sujet ! http://www.manicore.com/documentatio...nferences.html (l'intervention du 6 février est très intéressante)

    Merci pour l'intérêt en tous cas !

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    Dlzlogic

    Re : manque de liberté dans ma fonction approximante

    Bonjour,
    Je suis bien d'accord que ces 2 variables, PIB et CE évoluent en fonction du temps, et vous cherchez à montrer qu'elles évoluent de façon non indépendantes, donc elles sont liées par une relation. Tout l'intérêt est de trouver cette relation.
    On dispose donc d'observations avec 3 variables, le temps, le PIB et le CE.
    Vous commencez par dire que la relation entre le PIB et le CE est l'efficience énergétique égale au rapport des deux. Pourquoi pas l'inverse de ce rapport, pourquoi pas PIB * CE^0.5 ou je ne sais quoi d'autre.
    Il me paraitrait plus réaliste de chercher une fonction entre ces 3 variables, plutôt que se fixer dès le départ une relation entre 2 d'entre-elles puis trouver une fonction qui pourrait se justifier sur le plan intellectuel.

  7. #6
    invitea5ec25a1

    Re : manque de liberté dans ma fonction approximante

    Effectivement, on pourrait chercher la corrélation entre les variables temps-PIB-CE ... Mais ce que l'on aperçoit est que le PIB et le CE sans tenir compte du temps sont tout à fait relié également. (cfr Jancovici et son intervention du 6 février 2013 à l'Assemblée Nationale)
    On part donc de l'idée PIB = k . CE et on cherche le k, qui est l'efficience par définition. Mais il est tout à fait vrai qu'on pourrait proposer PIB = k1 . CE + k2 ou même encore d'autres formules qui sait ... Mais alors nous ne parlons plus de l'efficience énergétique, qui est juste par définition la fraction entre le PIB et la CE. En bref, on crée une boucle où il faut commencer à un moment donné ou un autre, c'est le choix de définir l'efficience énergétique comme étant cette fraction (ou l'intensité comme étant la CE sur le PIB) et ensuite d'aller étudier comment cette fraction évolue en fonction du temps et des technologies disponibles au sein de l'industrie mondiale.

    Néanmoins, je garde à l'esprit vos remarques, car actuellement je ne suis qu'en train de réaliser un travail de fin d'étude et pas encore une thèse et il me faut donc faire certaines hypothèses qui sont, il me semble, tout à fait raisonnable. Mais si je me lance dans ce domaine de recherche dans les années suivantes je tiendrai bien compte de cette idée. Encore merci beaucoup !

  8. #7
    Dlzlogic

    Re : manque de liberté dans ma fonction approximante

    Bon, ce que voulais surtout dire, c'est que les régressions à 2 variables sont très connues et intellectuellement faciles à imaginer.
    Les régressions à 3 variables sont à mettre en correspondance avec les abaques que l'on voit dans toute sorte d'applications. Il y a 3 variables, donc on est mathématiquement en 3 dimensions, mais c'est la seule différence.
    Naturellement, si je vous parle de cela, c'est que je l'ai mis en œuvre de nombreuses fois. Si vos données sont réelles ça vaudrait le coup de voir ce que ça donne, ne serait-ce que par curiosité.

  9. #8
    invitea5ec25a1

    Re : manque de liberté dans ma fonction approximante

    Je comprend déjà un peu mieux ce que vous vouliez dire Par contre, comme je disais plus haut, je n'aurai pas le temps de mettre cela en œuvre pour mon mémoire, car je ne vois pas tout de suite comment je dois me lancer dans cette démarche, mais je la garde à l'esprit et la mettrai comme amélioration à apporter au modèle pour de futures recherches.

    Si vous le désirer, je peux bien évidemment vous envoyer les données récoltées pour mon approximation, je les mets ici en bref, mais si vous en désirez plus, n'hésitez pas à me le demander ! (mes sources sont WorldBank et DeLong pour le PIB et BP et SMIL pour la CE)

    PIB (de 1800 à 2011) en US dollar constant de 2011 :
    0.303825016139308 0.310228157828453 0.316631299517597 0.323034441206742 0.329437582895886 0.335840724585031 0.342243866274176 0.348647007963320 0.355050149652465 0.361453291341609 0.367856433030754 0.374259574719898 0.380662716409043 0.387065858098187 0.393468999787332 0.399872141476477 0.406275283165621 0.412678424854766 0.419081566543910 0.425484708233055 0.431887849922199 0.438290991611344 0.444694133300488 0.451097274989633 0.457500416678777 0.463903558367922 0.470306700057067 0.476709841746211 0.483112983435356 0.489516125124500 0.495919266813645 0.502322408502789 0.508725550191934 0.515128691881079 0.521531833570223 0.527934975259368 0.534338116948512 0.540741258637657 0.547144400326801 0.553547542015946 0.559950683705091 0.566353825394235 0.572756967083380 0.579160108772524 0.585563250461669 0.591966392150813 0.598369533839958 0.604772675529103 0.611175817218247 0.617578958907392 0.623982100596536 0.638419510288360 0.652856919980184 0.667294329672008 0.681731739363832 0.696169149055656 0.710606558747481 0.725043968439304 0.739481378131129 0.753918787822953 0.768356197514777 0.782793607206601 0.797231016898425 0.811668426590249 0.826105836282073 0.840543245973897 0.854980655665721 0.869418065357545 0.883855475049369 0.898292884741193 0.912730294433017 0.927167704124841 0.941605113816665 0.956042523508489 0.970479933200313 0.984917342892138 1.02201159640334 1.05910584991455 1.09620010342576 1.13329435693696 1.17038861044817 1.20748286395937 1.24457711747058 1.28167137098178 1.31876562449299 1.35585987800420 1.39295413151540 1.43004838502661 1.46714263853781 1.50423689204902 1.54133114556023 1.57842539907143 1.61551965258264 1.65261390609384 1.68970815960505 1.72680241311626 1.76389666662746 1.80099092013867 1.83808517364987 1.87517942716108 1.91227368067229 1.96694883358521 2.02162398649814 2.07629913941106 2.13097429232399 2.18564944523692 2.24032459814984 2.29499975106277 2.34967490397569 2.40435005688862 2.45902520980155 2.51370036271447 2.56837551562740 2.62305066854032 2.67772582145325 2.73240097436618 2.78707612727910 2.84175128019203 2.89642643310495 2.95110158601788 3.00577673893081 3.13380142987898 3.26182612082716 3.38985081177534 3.51787550272352 3.64590019367170 3.69823563042804 3.75057106718438 3.80290650394072 3.85524194069706 3.90757737745340 4.03718499604216 4.16679261463092 4.29640023321968 4.42600785180843 4.55561547039719 4.68522308898595 4.81483070757471 4.94443832616347 5.07404594475223 5.20365356334098 5.39097822591101 5.57830288848104 5.76562755105106 5.95295221362109 6.14027687619112 6.32760153876115 6.51492620133117 6.70225086390120 6.88957552647123 7.07690018904125 7.54454174521103 8.01218330138080 8.47982485755057 8.94746641372035 9.41510796989012 9.90916517286370 10.4032223758373 10.8972795788108 11.3913367817844 11.8853939847580 12.4033910117031 13.1040164240372 13.7855128041759 14.7266365413699 15.5604895944341 16.5039851884390 17.2565421490613 18.3504562665207 19.4621413031094 19.9973608569678 20.8102417374728 22.0082211149388 23.4564795134380 23.8136024929764 24.0565923938284 25.2699543428572 26.3172648819353 27.4847820204971 28.6256852892590 29.1525080624712 29.7870360410444 29.9131581365128 30.7472069761541 32.2286129689389 33.4895496649063 34.6055826594799 35.8393848716168 37.5307690940302 38.9489259656980 40.1276116686494 40.7671171671719 41.6301138798904 42.3751883460586 43.7711836405578 45.0349039396198 46.5508179152485 48.2711154273739 49.3917556370459 51.0183006788804 53.1585724236506 54.0463304451208 55.1113712852125 56.6236476352664 58.8844425268367 60.9451605116255 63.3778832070326 65.8809076892097 66.7578585682163 65.2786767448109 68.1248341077532 69.9819218858279

    CE (de 1800 à 2011) en Millions de tonne d’équivalent pétrole:
    413.510553563190 415.766065673535 418.021577783880 420.277089894225 422.532602004570 424.788114114915 427.043626225260 429.299138335606 431.554650445951 433.810162556296 436.065674666641 438.280546919147 440.495419171652 442.710291424158 444.925163676664 447.140035929169 449.354908181675 451.569780434181 453.784652686686 455.999524939192 458.214397191698 461.059187240783 463.903977289868 466.748767338954 469.593557388039 472.438347437124 475.283137486210 478.127927535295 480.972717584380 483.817507633466 486.662297682551 491.396841121384 496.131384560217 500.865927999049 505.600471437882 510.335014876715 515.069558315548 519.804101754381 524.538645193214 529.273188632046 534.007732070879 537.604359490071 541.200986909263 544.797614328455 548.394241747647 551.990869166838 555.587496586030 559.184124005222 562.780751424414 566.377378843606 569.974006262798 571.538640789796 573.103275316793 574.667909843791 576.232544370789 577.797178897787 579.361813424785 580.926447951782 582.491082478780 584.055717005778 585.620351532776 589.907856535323 594.195361537871 598.482866540419 602.770371542967 607.057876545514 611.345381548062 615.632886550610 619.920391553158 624.207896555705 628.495401558253 635.363537533896 642.231673509538 649.099809485181 655.967945460823 662.836081436466 669.704217412108 676.572353387751 683.440489363393 690.308625339036 697.176761314678 705.426652457024 713.676543599370 721.926434741716 730.176325884062 738.426217026407 746.676108168753 754.925999311099 763.175890453445 771.425781595790 779.675672738136 790.221715848667 800.767758959197 811.313802069727 821.859845180258 832.405888290788 842.951931401318 853.497974511849 864.044017622379 874.590060732909 885.136103843440 910.861133858726 936.586163874012 962.311193889299 988.036223904585 1013.76125391987 1039.48628393516 1065.21131395044 1090.93634396573 1116.66137398102 1142.38640399630 1159.55674393541 1176.72708387452 1193.89742381364 1211.06776375275 1228.23810369186 1245.40844363097 1262.57878357008 1279.74912350919 1296.91946344830 1314.08980338741 1327.78543548086 1341.48106757430 1355.17669966775 1368.87233176119 1382.56796385464 1396.26359594808 1409.95922804153 1423.65486013498 1437.35049222842 1451.04612432187 1470.73613544731 1490.42614657276 1510.11615769821 1529.80616882365 1549.49617994910 1569.18619107454 1588.87620219999 1608.56621332544 1628.25622445088 1647.94623557633 1687.77329626350 1727.60035695067 1767.42741763784 1807.25447832501 1847.08153901218 1886.90859969934 1926.73566038651 1966.56272107368 2006.38978176085 2046.21684244802 2137.75812224174 2229.29940203547 2320.84068182919 2412.38196162292 2503.92324141664 2595.46452121036 2687.00580100409 2778.54708079781 2870.08836059154 2961.62964038526 3119.31228882019 3276.99493725512 3434.67758569004 3592.36023412497 3750.04288255990 3968.47869815480 4118.51894024010 4365.58457009910 4655.53290159080 4943.99475562180 5136.79509650490 5411.98624169820 5716.76268477280 5740.27740242830 5766.29038319370 6082.29627270070 6298.15830522840 6493.91590675100 6710.37859642000 6631.08503926110 6582.57731746560 6557.79299247850 6646.77631676600 6968.80045622220 7161.28666170800 7326.30257719280 7575.47520132230 7853.36371894830 8021.44876807900 8104.85101638960 8145.95542204590 8189.25296127390 8246.03994681460 8352.16132925220 8564.06689877640 8792.33473457770 8902.58972594690 8968.14833480620 9127.43397703370 9355.58106415020 9434.02674440250 9613.86712859820 9950.15467169170 10449.5532165806 10754.4803545415 11048.4327498634 11347.6270636231 11492.7520230829 11391.3171807961 11977.7793808806 12274.6226276782

  10. #9
    Dlzlogic

    Re : manque de liberté dans ma fonction approximante

    OK, je vous tiens au courant.

  11. #10
    Dlzlogic

    Re : manque de liberté dans ma fonction approximante

    Bonjour,
    Après calculs, il apparait qu'il semble justifié de prendre en compte le rapport PIB/CE. Ces deux valeurs sont effectivement très proportionnelles. Une valeur plus précise serait PIB/(CE^1.013)
    Je précise tout de même que je n'ai considéré qu'une année sur 5 (pour des raisons strictement techniques).
    Bonne continuation.

  12. #11
    invitea5ec25a1

    Re : manque de liberté dans ma fonction approximante

    Un tout grand merci pour cette précision !
    J'en tiendrai compte et en ferai au minimum une remarque en note de bas-de-page

    Bel été à vous encore, Olivier

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