s'authentifier
version française rss feed
Fiche détaillée Thèses
Université de Neuchâtel (22/05/2007), Michel Benaïm (Dir.)
Liste des fichiers attachés à ce document : 
PDF
these.pdf(1.4 MB)
ANNEX
soutenance.pdf(475.7 KB)
Comportement asymptotique de diffusions renforcées sur R^d
Aline Kurtzmann1

Le but de cette thèse est d'étudier le comportement asymptotique de diffusions auto-interactives sur $\mathbb{R}^d$. Nous étudions deux familles de processus renforcés. La première est régie par l'équation différentielle stochastique $$\mathrm{d}X_t = \mathrm{d}B_t - g(t)\nabla V(X_t -
\overline{\mu}_t) \mathrm{d}t,$$ où $\overline{\mu}_t$ est la moyenne de la mesure empirique du processus $X$, $V$ est un potentiel strictement uniformément convexe en dehors d'un compact et $g$ est une fonction donnée. Nous étudions alors le comportement asymptotique de $X$, en fonction de $g$. Selon la forme de $g$, on peut montrer que $X$ converge presque-sûrement (chapitre 1) ou converge en loi (chapitre 2). Dans une seconde partie, nous
nous intéressons à une famille plus complexe, correspondant aux diffusions renforcées par la mesure d'occupation. Il s'agit de processus satisfaisant l'équation $$\mathrm{d}X_t = \mathrm{d}B_t -\left( \nabla V(X_t)+\frac{1}{t} \int_0^t \nabla_x W(X_t,X_s) \mathrm{d}s \right) \mathrm{d}t \\
\mathrm{d}\mu_t = (\delta_{X_t} - \mu_t)\frac{\mathrm{d}t}{r+t}\\
X_0 = x, \mu_0=\mu. $$ Nous établissons une relation
entre le comportement asymptotique de $\mu_t$ et le comportement asymptotique d'un système dynamique déterministe (défini sur l'espace des probabilités). Nous étendons alors de précédents
résultats à $\mathbb{R}^d$. Nous donnons également des conditions suffisantes pour la convergence de $\mu_t$. Enfin, nous illustrons, au chaptre 5, l'étude précédente de diffusions auto-interactives par quelques exemples en dimension deux.
1 :  UNINE - Institut de Mathématiques
diffusion – processus renforcé – auto-interaction – pseudo-trajectoire asymptotique – approximationstochastique – système dynamique

Asymptotic behavior of some self-interacting diffusions on R^d
The first chapter is concerned with some self-interacting diffusions $(X_t,t\geq 0)$
living on $\mathbb{R}^d$. These diffusions are solutions to stochastic differential equations:
$$\mathrm{d}X_t = \mathrm{d}B_t - g(t)\nabla V(X_t -\overline{\mu}_t) \mathrm{d}t,$$ where $\overline{\mu}_t$ is the empirical mean of the process $X$, $V$ is an asymptotically strictly convex potential and $g$ is a given function. We study the ergodic behavior of $X$ and prove that it is strongly related to $g$. Actually, $X$ and $\overline{\mu}_t$ have the same asymptotic behavior and we will give necessary and sufficient conditions (on $g$ and $V$) for the almost sure convergence of $X$. In chapter 2, we finish the previous study. We have still studied the ergodic behavior of $X$ and proved that it is strongly
related to $g$. We go further and give necessary and sufficient conditions (for small $g$'s) in order that $X$ converges in law to $X_\infty$ (which is related to the global minima of $V$).
In the second part, we begin to situate our study in Chapter 3. Self-interacting diffusions are solutions to SDEs with a drift term depending on the process and its normalized occupation measure $\mu_t$ (via an interaction potential $V$ and a confinement potential $W$):
$$\mathrm{d}X_t = \mathrm{d}B_t -\left( \nabla V(X_t)+\frac{1}{t} \int_0^t \nabla_x W(X_t,X_s) \mathrm{d}s \right) \mathrm{d}t \\
\mathrm{d}\mu_t = (\delta_{X_t} - \mu_t)\frac{\mathrm{d}t}{r+t}\\
X_0 = x, \mu_0=\mu. $$
We establish a relation between the asymptotic behavior of $\mu_t$ and the asymptotic behavior of a deterministic dynamical flow (defined on the space of the Borel probability measures). We extend previous results on $\mathbb{R}^d$ or more generally a smooth complete connected Riemannian manifold without boundary. We will also give some sufficient conditions for the convergence of $\mu_t$. We then illustrate, in Chapter 5, the previous study of self-interacting diffusions living in $\mathbb{R}^d$ with some examples in the two-dimensional case. The
preceding chapter contains abstract results, and therefore we describe here a simple example and illustrate some of our previous results. We will show in particular that, depending on $W$, either the empirical measure behaves like the ``Brownian motion" (constructed with respect to the measure $e^{V(x)} \mathrm{d}x$); or the empirical occupation measure converges almost surely to a probability measure, which is approximatively a Gaussian distribution ; or there is enough attraction, and then the term induced by $W$ forces $\mu_t$ to circle around and the limit set of $(\mu_t)$ is a circle of measures $\{\nu(\delta), 0\leq\delta<2\pi\}$.
self-interacting diffusion – random reinforcedprocess – asymptotic pseudo-trajectories – stochastic approximation – dynamical system

tous les articles de la base du CCSd...
tous les articles de la base du CCSd...
tous les articles de la base du CCSd...
tous les articles de la base du CCSd...