Performances des modèles économétriques et de Machine Learning pour l’étude économique des choix discrets de consommation

Performance of econometric and Machine Learning models for the economic study of discrete consumer choices

• Auteur / Autrice : Nikita Gusarov
• Direction : Iragaël Joly, Pierre Lemaire
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences économiques
• Date : Soutenance le 19/02/2024
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale sciences économiques (Grenoble ; 1999-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'économie appliquée de Grenoble (2003-....)
• Jury : Président / Présidente : Nadine Massard
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : André de Palma, Michel Bierlaire, Michel Simioni
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : André de Palma, Maria Börjesson

Mots clés

Mots clés contrôlés

Apprentissage profond

Modèles économétriques

Modèles de choix discret

Mots clés libres

Apprentissage automatique

Etudes de préférences

Science de données

Données artificielles

Économétrie

Choix du consommateur

Data science

Preference studies

Artificial datasets

Econometrics

Machine learning

Consumer choice

Résumé

Cette thèse est une étude interdisciplinaire de la modélisation discrète des choix, abordant à la fois les techniques d'économétrie et d'apprentissage automatique (ML) appliquées à la modélisation des choix individuels de consommation. La problématique découle de points de contact insuffisants entre les utilisateurs (économistes et ingénieurs) et les analystes des données, qui poursuivent différents objectifs, bien qu'ils utilisent des techniques similaires. Pour combler cet écart interdisciplinaire, ce travail propose un framework unifié pour l'analyse des performances du modèle. Il facilite la comparaison des techniques d'analyse des données sous différentes hypothèses et transformations.Le framework conçu convient à une variété de modèles économétriques et ML. Il aborde la tâche de comparaison des performances du point de vue de la procédure de recherche, incorporant toutes les étapes affectant potentiellement les perceptions des performances. Pour démontrer les capacités du framework, nous proposons une série de 3 études appliquées. Dans ces études, la performance du modèle est explorée face aux changements de: (1) la taille et l'équilibre de l'échantillon, résultant de la collecte de données; (2) les changements de la structure des préférences au sein de la population, reflétant des hypothèses comportementales incorrectes; et (3) la sélection du modèle, directement liée à la perception des performances.

This thesis is a cross-disciplinary study of discrete choice modeling, addressing both econometrics and machine learning (ML) techniques applied to individual choice modeling. The problematic arises from insufficient points of contact among users (economists and engineers) and data scientists, who pursue different objectives, although using similar techniques. To bridge this interdisciplinary gap, the PhD work proposes a unified framework for model performance analysis. It facilitates the comparison of data analysis techniques under varying assumptions and transformations.The designed framework is suitable for a variety of econometrics and ML models. It addresses the performance comparison task from the research procedure perspective, incorporating all the steps potentially affecting the performance perceptions. To demonstrate the framework’s capabilities we propose a series of 3 applied studies. In those studies the model performance is explored face to the changes in (1) sample size and balance, resulting from data collection; (2) changes in preferences structure within population, reflecting incorrect behavioral assumptions; and (3) model selection, directly intertwined with the performance perception.