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PROJECTION DE LA FECONDITE POUR LA POPULATION ALGERIENNE A L'HORIZON 2050

Authors:
1
Projection des taux de fécondité de la population algérienne à l’horizon 2050
Farid FLICI*
(*) Centre de Recherche en Economie Appliquée pour le Développement CREAD. BP. 197, Rue
Djamal Eddine El-Afghani, Rostomia, Bouzareah, 16011 Alger, Algérie. Phone : +213 18 00 88,
Fax : +213 23 18 00 87, Email : farid.flici@cread.dz
Abstract : Ce papier a pour objectif de projeter la structure par âge des taux de fécondité de
r ce faire, nous proposons de procéder par une
       -Carter adapté pour la fécondité.
             
l des Statistiques (ONS) durant la période allant de 1964
 
fonction S-logistique.
Mot-clés : Fécondité, projection, Lee-Carter, Algérie.
Introduction
La projection de la fécondité se fait en utilisant les mêmes outils techniques de projection de la structure

       -Carter (Lee, 1993). Toutefois, quelques
     
Premièrement, le phénomène de fécondité ; contrairement à la mortalité, ne concerne que les femmes à
 procréation [15, 49]. La seconde différence concerne la forme de la courbe des taux de fécondité
     parabole avec une valeur modale généralement entre 25 et 35
ans. Contrairement à la forme de la courbe des taux de mortalité qui nécessite des modèles bien adaptés
pour son ajustement (Heligman-Pollard par exemple), les courbes de fécondité peuvent simplement être
 
la s mais avec des techniques
spécifiques basées      e la tendance dévolution à long terme. Dans ce qui
suit, nous présentons les différentes estimations des taux de fécondité par âge qui ont été avancées par
différentes sources pour la population algérienne durant la période 1962-2014, ainsi que la projection de la
 à laide du modèle de Lee (1993).
Données
Même si lenregistrement à létat civil demeure la source principale des données de fécondité, comme tout
autre indicateur démographique 
des Recensements de la population, les enquêtes spécifiques représentent une source incontournable de
données.
Données de l’état civil
nctionnement à partir
de 1963. Les premières estimations sur les phénomènes démographiques, la fécondité parmi autres, furent
          
Projection des taux de fécondité de la population algérienne FLICI, F.
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1964 et 1965. De ce fait, les estimations des taux de fécondité par âges de la population algérienne, basées
.
Figure 01 : Taux de Fécondité par groupes d'âge 1964-2014, Source : Etat Civil.
La publication des taux de fécondité reste marquée par certaines discontinuités dans le temps. Les
périodes [1970, 1975], [1992, 1993] et [2000, 2007] sont toujours manquants de la série historique de

Malgré cela, le cycle de transition de la fécondité en Algérie reste facilement déductible. Ce cycle a
été marqué par un niveau relativement élevé durant la période [1964,1985] 
apparente entre 1986 et 2000 puis un retour à la stabilité relative à partir de la fin de la décennie 90.
Données des recensements
Malgré que la population algérienne a été objet de recenssement en 5 reprises, les taux de fécondité par
ages ont été estimée en 3 occasions seulement: 1987, 1998 et 2008. Les estimations sont reprises en Figure
2.
Projection des taux de fécondité de la population algérienne FLICI, F.
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Figure 2 : Taux de fécondité par groupe d'âge à travers les Recensements de 1987, 1998 et 2008
A partir de la Figure 2, nous constatons les changements significatifs ayant survenus sur le scéma
des taux de fécondité par ages de la population algérienne entre 1987 et 1998. Le premier changement
concerne le passage dun niveau de fécondité élevé à un niveau relativement plus bas entre les deux
recenssements. Le second changement consiste en un glissament 
[30, 34]. La comparaison des recenssements de 1998 et 2008 ne revèle pas de différences importantes.
Données d’enquêtes spécifiques
Plusieurs enquêtes ont été menées  
enquête sur la         dans le cadre de 
Nationale Statistique de la Population ; i    -  
         es MICS I, II, III et IV (1995, 2001,
          s femmes algériennes. Les
enquêtes spécifiques représentent une source de données indispensable pour la correction des statistiques
.
Surface de fécondité
Le regroupement des données de fécondité provenant des a
             
pour la population algérienne de 1964 à 2014 (Figure 3).
Figure 03: Surface brutes des taux de fécondité par groupes d'âge (1964-2014)
Projection des taux de fécondité de la population algérienne FLICI, F.
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             
publiéemodèles de projection plus compliquée. A titre de
 implémentation du modèle de Lee and Carter (1992) et celui de Lee (1993) nécessite la
    
e mortalité dans le cas de données incomplète.
         
 
nombre total de naissances vivantes sur la population fé
sommer les taux de fécondité par âges unitaires entre 15 et 49 ans (. On peut donc écrire :
  


   
(, le taux de fécondité se trouve multiplié par lamplitude des intervalles 
 :
  


2014 est donnée par la Figure 4.
Figure 4 :Evolutiondel’IndiceConjonctureldeFéconditéenAlgérie(1964-2014)
Interpolation des taux de fécondité par âges détaillés
           scription par âges
quinquennaux            
courbes de fécondité. Nous pouvons citer à tit       Trussel (1974), le
modèle de Xie and Pementel (1992) et le modèle de Gompertz adapté pour la fécondité. Pour plus de
         écondité, le lecteur peut
consulter Liu et al. (2011).
           
      es avec la même grandeur ; ils assurent ainsi la
comparabilité sur des intervalles disproportionnés. De ce fait, les taux unitaires de fécondité correspondant
 peuvent être simplement approximé par le taux de fécondité
 quinquennal. On peut donc écrire :
Projection des taux de fécondité de la population algérienne FLICI, F.
5
 
Une première estimation pour les taux de fécondité par âges unitaires est ainsi obtenue pour les
âges : 17, 22, 27, 32, 37, 42,             (Brass,
1960)  termédiaires et aussi les taux des âges extrêmes : 15, 16, 48 et 49.
La Figure 
Figure 5 : Interpolation des taux de fécondité par un polynôme d'ordre 4
                   

inférieur et aussi par sa consistan        
polynomiales peuvent conduire à des valeurs plausibles aux âges extrêmes.
Le Modèle de Lee-Carter pour la fécondité
Le modèle de Lee-    our la fécondité que pour la mortalité avec quelques
adaptations. Lee (1993) a adapté le modèle de Lee and Carter (1992) pour convenir les besoins de
projection de la structure par âge de la fécondité. Ainsi, le taux de fécondité spécifiques à un âge et une
année peut être décomposé en 3 composantes selon la formule suivante :
   
où :
 est le taux de fécondité à la date spécifique  ;
décrit le comportement moyen des  au cours du temps ;
 ;
indique la sensibilité de la fécondité  par rapport à la variation temporelle de la fécondité.
 ne loi Normale (o, ) ;
   , et doit se faire tout en respectant les contraintes
 :
  
Les paramètres et sont calculés par Décomposition en Valeurs Singulières.
Etant donné ces contraintes, le modèle de Lee-Carter peut conduit à la relation suivante :
Projection des taux de fécondité de la population algérienne FLICI, F.
6
 

  

  

  



   
représente l           2014]. La tendance
temporelle de fécondité peut être simplement déduite par la formule  .
  LOG pour exprimer les taux de fécondité     
négatifs lorsque les surfaces des taux sont ajustées ou extrapolées (Gomez de Leon, 1990)
du LOG permet de pousser la borne inférieure des taux qui est 0 à - . Ce problème est plus courant dans
                 
modélisation basée sur les  est suffisante (Lee, 1993 ; Lee and Tuljapurkar, 1994).
Une fois tous les paramètres estimés, seule la composante temporelle de fécondité sera extrapolée
    ne peut
      s. Quelques adaptations

     (Lee and Tuljapurkar, 1994). Des taux de fécondité
négatif ou extrêmement élevées peuvent être obtenus. Contrairement à la tendance de la mortalité qui est
continuellement baissières dans les conditions ordinaires, les taux de fécondité sont plutôt relativement
             (1993) était de réduire
   
(U) et un niveau de fluctuation ultime (F*). Ainsi, La série initiale subit une transformation logistique afin
de réduire la variabilit. est définit par :

  
Le niveau ultime de fécondité doit être adapté à cette transformation. On met :

C    qui est extrapolable dans le futur. Plusieurs Modèles de séries
temporelles peuvent être utilisés pour les fins de cette extrapolation.
Projection des taux de fécondité
Estimation des paramètres du modèle de Lee-Carter
 -Excel-Solveur. Premièrement,
le paramètre a été estimé par la moyenne des taux de fécondité à un âge sur les années dont les
données sont disponibles. Contrairement à la mortalité ou les deux autres paramètres du modèle LC
doivent nécessairement être estimé par décomposition de la matrice résiduelle, la composante temporelle
de la fécondité peut directement être :  . Le paramètre est estimé de
sorte à réduire la somme des écarts quadratiques entre les surfaces brute et ajustée.
 (Figure 6), nous observons
que le paramètre prend une forme standard des courbes de fécondité avec les âges entre 25 et 30 ans
comme les âges les plus fécond        centré par rapport à sa
       prend une forme similaire à celle de . Il se
Projection des taux de fécondité de la population algérienne FLICI, F.
7
trouve que les âges les plus féconds soient ceux les plus sensibles aux variations tendancielles de la
fécondité. Les taux de fécondité aux âges extrêmes se trouvent généralement à des niveaux relativement
très bas. Suivant un cycle de transition à la baisse, ces taux tendent à baisser vers la limite 0. Il est donc
logique que les taux de variation des taux d
aux variation enregistrés aux classes intermédiaires.
Figure 6 : Estimation des paramètres du modèle de Lee-Carter pour la Fécondité
Dans certains cas, une modélisation directement basée sur les taux de fécondité non transformés par
         
ges extrêmes 15, 16, 48

       
des âges inférieurs à 19 et supérieur à 45 ans.
Transition et tendance a long terme de la fécondité
La modélisation du cycle de transition de la fécondité se fait via une fonction S-logistique. Ainsi, la
tendance temporelle de la fécondité peut être exprimée comme suit :
    
     
Ou :
et : sont respectivement les bornes inférieure et supérieure de fluctuation de dans le cycle de
transition ;
 sont les paramètres de la courbe logistique linéarisée ;
Les bornes supérieure et inférieure doivent être définies suivant les observations max et min de
par
le même procédé en utilisant la méthode des moindres carrés ordinaires (MCO). La fonction logistique
 :
Projection des taux de fécondité de la population algérienne FLICI, F.
8
 
 , 
 
Les résultats sont présentés en Figure 7.
Figure 7: Ajustement de f(t) par une fonction S-logistique
 manquant dans la tendance temp
les ICF correspondant ainsi que la structure des taux de fécondité par âge. De même le niveau ultime de
a été estimé (F*=-2,23).
Extrapolation de la composante temporelle de fécondité
Après avoir compléter la série , et après avoir déterminé les paramètres de la transformation logistique
s. Dans la présente
partie, Nous avons opté pour un modèle Auto-regressif de premier ordre pour extrapoler :
  
Avec 
 :
  
La composante temporelle est déduite par la formule :
  

           0%) ont été
définis en supposant la normalité des erreurs par la formule :
   
 

sont présentés en Figure 8.
Projection des taux de fécondité de la population algérienne FLICI, F.
9
Figure 8: Projection de la composante temporelle de Fécondité et lIndice Conjoncturel de Fécondité
CF va se stabiliser autour de la valeur de 3,00 
scénarios « Haut » et « Bas » donnent des niveaux respectifs de 4,52 et 1,47 pour 2050.
Projection de la surface de fécondité
          ection se fait simplement par la
combinaison des trois facteurs , et , les deux premiers facteurs étant ceux qui ont été estimé dans la
posante
temporelle. La Figure 9 représente la surface de fécondité complétée,     
2050.
Figure 9: Résultats de projections de taux de fécondité, (a) Surface de Fécondité après ajustement et extrapolation,
(b) Courbes des taux de fécondité par âges détaillés (2015-2050)
Projection des taux de fécondité de la population algérienne FLICI, F.
10
Conclusion
Selon les résultats de notre projection, lIndice Conjoncturel de Fécondité va se stabiliser autour de 3
               

les années 60 et 70, pour emprunter une tendance baissière à partir du début des années 80 pour atteindre

          
1993). Cette méthode a été utilisée pour la première fois pour projeter les taux de mortalité (Lee and
                 
projection de la mortalité, une extrapolation de la composante temporelle du modèle d   
techniques de série temporelle permet facilement de reconstituer la surface de mortalité future. La
    
de séries temporelles conduit à des résultats insatisfaisant, voir incohérents,      
           e    

    

90 % calculés à partir du même modèle ont permet de définir les scénarios « fort » et faible » de
                à
0 %.
Nous rappelons que la qualité de la projection effectuée reste largement tributaire de la qualité et la
  ction S-logistique, même avec
  
en aucun cas remplacer les données réelles, mais juste une solution parmi autres.
Bibliographie
Brass, W. (1960). "The Graduation of Fertility Distributions by Polynomial Functions". Population
Studies, 14 (2): 148-162.

childbearing in human Population Index, 40(2):185-258.
Gomez de Leon, J. (1990). "Empirical EDA models to fit and project time series of age-specific
mortality rate". Unpublished manuscrit.
Lee, R. (1993). "Modeling and forecasting the time series of US fertility: Age distribution, ranges,
and ultimate level". International Journal of Forecasting, 9: 187-202.
Journal of the American
Statistical Association, 87 (419): 659-671.
Lee, R., and S. Tuljapurkar. (1994). "Stochastic mortality forecast for the United States: beyond
high, medium, and low." Journal of the American statistical association, 89(428): 1175-1189.
Liu, Y., P. Gerland, T. Spoorenberg, K. Vladimira, and K. Andreev. (2011). "Graduation methods
to derive age-specific fertility rates from abridged data: a comparison of 10 methods using HFD data".
Extended Abstract for the First Human Fertility Database Symposium. Rostok, Germany.
         il, naissances 1964 et
Publication provisoire, Sous-direction des statistiques, Alger.
Xie, Y. and Pementel, E. E. (1992). -Trussell
Journal of the American Statistical Association, 87 (420) : 977 984.
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Conference Paper
Full-text available
This paper focuses on the transformation of age-specific fertility rates from five-year age groups into single age. We review and apply different statistical approaches and mathematical models to graduate fertility rates from grouped data into age-specific rates. We focus on approaches with (a) the most potential to graduate a wide range of fertility patterns (from pre- to post-transition patterns) and (b) the most minimalist data requirements (i.e., only one year of data available). We compare the performances of 10 methods using a sample of HFD countries for which we can compare empirical age-specific fertility rates against graduated ones derived from abridged fertility rates we computed based on annual births and exposure by 5-year age groups of the mother.
Article
Full-text available
"This article presents and implements a new method for making stochastic population forecasts that provide consistent probability intervals. We blend mathematical demography and statistical time series methods to estimate stochastic models of fertility and mortality based on U.S. data back to 1900 and then use the theory of random-matrix products to forecast various demographic measures and their associated probability intervals to the year 2065. Our expected total population sizes agree quite closely with the Census medium projections, and our 95 percent probability intervals are close to the Census high and low scenarios. But Census intervals in 2065 for ages 65+ are nearly three times as broad as ours, and for 85+ are nearly twice as broad. In contrast, our intervals for the total dependency and youth dependency ratios are more than twice as broad as theirs, and our ratio for the elderly dependency ratio is 12 times as great as theirs. These items have major implications for policy, and these contrasting indications of uncertainty clearly show the limitations of the conventional scenario-based methods."
Article
There are a number of situations in which it is useful to graduate fertility distributions; for example when the data are obtained from small samples of the population, or when it is desired to translate age-specific fertility rates into ratios of total children ever born per woman in an age group or vice versa. Usually it is convenient to work with rates for five-year age groups of women since the effects of errors due to age mis-statements and chance fluctuations are thus reduced.This paper presents a method for graduating fertility rates for five-year age groups of women, by means of polynomial functions which are constrained to have the shape required at the limits of reproduction, but otherwise depend on parameters which are estimated from the data. The choice of the number of parameters and the technique for fitting the polynomials will depend on the particular problem. Formule for applying the methods in the most common situations are derived. In all cases the graduated values are obtained as linear combinations of the observed rates with constant multipliers which are determined by the problem. The accuracy of the graduations is indicated and the uses of the formule are illustrated by applications to recorded data.
Article
To develop high-low bounds for population projections, traditional demographic forecasts assume fertility is always high or always low. Such bounds are related to bounds on average annual fertility up to year t rather than to individual year bounds in time series forecasts, and so the autocorrelation of time series forecast errors is important in practical applications. This paper develops methods for using time series methods to make constrained long term forecasts of fertility. Specifically, age-time variations in fertility are modeled with a single time-varying parameter, or fertility index; upper and lower bounds on the total fertility rate are imposed by forecasting an inverse logistic transform of the fertility index; the long run level of the fertility forecast is also constrained to equal a prespecified level. The principal interest is in the variance and the autocorrelation structure of the forecast errors. Based on these for the USA we conclude: (1) the probability interval for average fertility up to time t begins to contract after about 50 years, but only very slightly: (2) the probability interval for average fertility up to year 2065 is about three-fifths as wide as that for single year fertility in 2065, but is still far wider than the band for official forecasts; (3) realizations of the simple ARMA (1,0,1) forecast model exhibit long fluctuations something like actual fertility in industrial nations; (4) the model of fertility age patterns fits poorly at older ages, but may be adequate for present purposes.
Article
The nature of the roots for a set of fertility functions were explored in this study, resulting in tables from creation of a family of model fertility schedules. These model fertility schedules accurately represent the full range of age structures of fertility in large populations; they have close fit to various accurately recorded fertility schedules of very different form. The text for the tables includes discussions of: 1)the basis for the fertility schedules, 2)the age structure of the proportion ever married (G(a) specified by 2 parameters, 3)single parameter specified age structure of marital fertility, 4)the similarity of model schedules of age specific fertility to the age pattern of fertility in actual populations, 5)model fertility schedules' suitability during changing nuptuality. Possible uses of the schedules and their application to different countries (England, Wales, Peru) are also described.
Stochastic mortality forecast for the United States: beyond high, medium, and low
  • R Lee
  • S Toljapurkar
Lee, R., and S. Toljapurkar. (1994). "Stochastic mortality forecast for the United States: beyond high, medium, and low." Journal of the american statistical association. 89428). 1175-1189.
Age pattern of marital fertility: Revising the Coale-Trussell Method
  • Y Xie
  • E E Pementel
Xie, Y. and Pementel, E. E. (1992). "Age pattern of marital fertility: Revising the Coale-Trussell Method". Journal of the American Statistical Association, 87 (420) : 977 -984.
Empirical EDA models to fit and project time series of age-specific mortality rate
  • J Gomez De Leon
Gomez de Leon, J. (1990). "Empirical EDA models to fit and project time series of age-specific mortality rate". Unpublished manuscrit.