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Dissertations / Theses on the topic 'Discrétisation des équations différentielles stochastiques'
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Rivière, Olivier. "Equations différentielles stochastiques progressives rétrogrades couplées : équations aux dérivées partielles et discrétisation." Paris 5, 2005. http://www.theses.fr/2005PA05S028.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse porte sur les équations différentielles stochastiques progressives rétrogrades, en particulier celles dont le coefficient de diffusion progressif dépend de toutes les inconnues. Nous proposons une manière originale d'aborder le problème, nous permettant de retrouver des résultats classiques d'existence et d'unicité de Pardoux-Tang ou Yong. Nous obtenons de surcroît, en adoptant l'approche Pardoux-Tang en solutions de viscosité, des représentations probabilistes de toute une nouvelle classe d'EDP paraboliques dont les coefficients de dérivation d'ordre 2 dépendent du gradient de la solution. Nous proposons également un schéma de discrétisation itératif dont nous prouvons la convergence et évaluons l'erreur sur un exemple bien particulier<br>This thesis deals with the forward backward stochastic differential equations, in particular those with a coefficient of progressive diffusion which depends on all unknowns of the problem. We propose an original way to get onto this subject, letting us to reobtain some classical results of existence and uniqueness in the spirit of Pardoux-Tang and Yong's results, and to find a probabilistic representation of a new class of parabolic PDE, in which derivation coefficient of order 2 depends on the gradient of the solution. We also propose an iterative discretization scheme. We prove its convergence and give an evaluation of the error on a particular example
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Riviere, Olivier. "Equations différentielles stochastiques progressives rétrogrades couplées : équations aux dérivées partielles et discrétisation." Phd thesis, Université René Descartes - Paris V, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011231.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse porte sur les équations différentielles stochastiques progressives rétrogrades, en particulier celles dont le coefficient de diffusion progressif dépend de toutes les inconnues. Nous proposons une manière originale d'aborder le problème, nous permettant de retrouver des résultats classiques d'existence et d'unicité de Pardoux-Tang ou Yong. Nous obtenons de surcroît, en adoptant l'approche Pardoux-Tang en solutions de viscosité, des représentations probabilistes de toute une nouvelle classe d'EDP paraboliques dont les coefficients de dérivation d'ordre 2 dépendent du gradient de la solution. Nous proposons également un schéma de discrétisation itératif dont nous prouvons la convergence et évaluons l'erreur sur un exemple bien particulier.
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Rey, Clément. "Étude et modélisation des équations différentielles stochastiques." Thesis, Paris Est, 2015. http://www.theses.fr/2015PESC1177/document.
Full textAbstract:
Durant les dernières décennies, l'essor des moyens technologiques et particulièrement informatiques a permis l'émergence de la mise en œuvre de méthodes numériques pour l'approximation d'Equations Différentielles Stochastiques (EDS) ainsi que pour l'estimation de leurs paramètres. Cette thèse aborde ces deux aspects et s'intéresse plus spécifiquement à l'efficacité de ces méthodes. La première partie sera consacrée à l'approximation d'EDS par schéma numérique tandis que la deuxième partie traite l'estimation de paramètres. Dans un premier temps, nous étudions des schémas d'approximation pour les EDSs. On suppose que ces schémas sont définis sur une grille de temps de taille $n$. On dira que le schéma $X^n$ converge faiblement vers la diffusion $X$ avec ordre $h in mathbb{N}$ si pour tout $T>0$, $vert mathbb{E}[f(X_T)-f(X_T^n)] vertleqslant C_f /n^h$. Jusqu'à maintenant, sauf dans certains cas particulier (schémas d'Euler et de Ninomiya Victoir), les recherches sur le sujet imposent que $C_f$ dépende de la norme infini de $f$ mais aussi de ses dérivées. En d'autres termes $C_f =C sum_{vert alpha vert leqslant q} Vert partial_{alpha} f Vert_{ infty}$. Notre objectif est de montrer que si le schéma converge faiblement avec ordre $h$ pour un tel $C_f$, alors, sous des hypothèses de non dégénérescence et de régularité des coefficients, on peut obtenir le même résultat avec $C_f=C Vert f Vert_{infty}$. Ainsi, on prouve qu'il est possible d'estimer $mathbb{E}[f(X_T)]$ pour $f$ mesurable et bornée. On dit alors que le schéma converge en variation totale vers la diffusion avec ordre $h$. On prouve aussi qu'il est possible d'approximer la densité de $X_T$ et ses dérivées par celle $X_T^n$. Afin d'obtenir ce résultat, nous emploierons une méthode de calcul de Malliavin adaptatif basée sur les variables aléatoires utilisées dans le schéma. L'intérêt de notre approche repose sur le fait que l'on ne traite pas le cas d'un schéma particulier. Ainsi notre résultat s'applique aussi bien aux schémas d'Euler ($h=1$) que de Ninomiya Victoir ($h=2$) mais aussi à un ensemble générique de schémas. De plus les variables aléatoires utilisées dans le schéma n'ont pas de lois de probabilité imposées mais appartiennent à un ensemble de lois ce qui conduit à considérer notre résultat comme un principe d'invariance. On illustrera également ce résultat dans le cas d'un schéma d'ordre 3 pour les EDSs unidimensionnelles. La deuxième partie de cette thèse traite le sujet de l'estimation des paramètres d'une EDS. Ici, on va se placer dans le cas particulier de l'Estimateur du Maximum de Vraisemblance (EMV) des paramètres qui apparaissent dans le modèle matriciel de Wishart. Ce processus est la version multi-dimensionnelle du processus de Cox Ingersoll Ross (CIR) et a pour particularité la présence de la fonction racine carrée dans le coefficient de diffusion. Ainsi ce modèle permet de généraliser le modèle d'Heston au cas d'une covariance locale. Dans cette thèse nous construisons l'EMV des paramètres du Wishart. On donne également la vitesse de convergence et la loi limite pour le cas ergodique ainsi que pour certains cas non ergodiques. Afin de prouver ces convergences, nous emploierons diverses méthodes, en l'occurrence : les théorèmes ergodiques, des méthodes de changement de temps, ou l'étude de la transformée de Laplace jointe du Wishart et de sa moyenne. De plus, dans dernière cette étude, on étend le domaine de définition de cette transformée jointe<br>The development of technology and computer science in the last decades, has led the emergence of numerical methods for the approximation of Stochastic Differential Equations (SDE) and for the estimation of their parameters. This thesis treats both of these two aspects. In particular, we study the effectiveness of those methods. The first part will be devoted to SDE's approximation by numerical schemes while the second part will deal with the estimation of the parameters of the Wishart process. First, we focus on approximation schemes for SDE's. We will treat schemes which are defined on a time grid with size $n$. We say that the scheme $ X^n $ converges weakly to the diffusion $ X $, with order $ h in mathbb{N} $, if for every $ T> 0 $, $ vert mathbb{E} [f (X_T) -f (X_T^n)]vert leqslant C_f / h^n $. Until now, except in some particular cases (Euler and Victoir Ninomiya schemes), researches on this topic require that $ C_f$ depends on the supremum norm of $ f $ as well as its derivatives. In other words $C_f =C sum_{vert alpha vert leqslant q} Vert partial_{alpha} f Vert_{ infty}$. Our goal is to show that, if the scheme converges weakly with order $ h $ for such $C_f$, then, under non degeneracy and regularity assumptions, we can obtain the same result with $ C_f=C Vert f Vert_{infty}$. We are thus able to estimate $mathbb{E} [f (X_T)]$ for a bounded and measurable function $f$. We will say that the scheme converges for the total variation distance, with rate $h$. We will also prove that the density of $X^n_T$ and its derivatives converge toward the ones of $X_T$. The proof of those results relies on a variant of the Malliavin calculus based on the noise of the random variable involved in the scheme. The great benefit of our approach is that it does not treat the case of a particular scheme and it can be used for many schemes. For instance, our result applies to both Euler $(h = 1)$ and Ninomiya Victoir $(h = 2)$ schemes. Furthermore, the random variables used in this set of schemes do not have a particular distribution law but belong to a set of laws. This leads to consider our result as an invariance principle as well. Finally, we will also illustrate this result for a third weak order scheme for one dimensional SDE's. The second part of this thesis deals with the topic of SDE's parameter estimation. More particularly, we will study the Maximum Likelihood Estimator (MLE) of the parameters that appear in the matrix model of Wishart. This process is the multi-dimensional version of the Cox Ingersoll Ross (CIR) process. Its specificity relies on the square root term which appears in the diffusion coefficient. Using those processes, it is possible to generalize the Heston model for the case of a local covariance. This thesis provides the calculation of the EMV of the parameters of the Wishart process. It also gives the speed of convergence and the limit laws for the ergodic cases and for some non-ergodic case. In order to obtain those results, we will use various methods, namely: the ergodic theorems, time change methods or the study of the joint Laplace transform of the Wishart process together with its average process. Moreover, in this latter study, we extend the domain of definition of this joint Laplace transform
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Richou, Adrien. "Étude théorique et numérique des équations différentielles stochastiques rétrogrades." Phd thesis, Université Rennes 1, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00543719.
Full textAbstract:
Dans un premier temps, nous étudions une nouvelle classe d'équations différentielles stochastiques rétrogrades (notées EDSRs) qui sont reliées à des conditions de Neumann semi-linéaires relatives à des phénomènes ergodiques. La particularité de ces problèmes est que la constante ergodique apparaît dans la condition au bord. Nous étudions l'existence et l'unicité de solutions pour de telles EDSRs ergodiques ainsi que le lien avec les équations aux dérivées partielles et nous appliquons ces résultats à des problèmes de contrôle ergodique optimal. Dans une deuxième partie nous généralisons des travaux de P. Briand et Y. Hu publiés en 2008. Ces derniers ont prouvé un résultat d'unicité pour les solutions d'EDSRs quadratiques de générateur convexe et de condition terminale non bornée ayant tous leurs moments exponentiels finis. Nous prouvons que ce résultat d'unicité reste vrai pour des solutions qui admettent uniquement certains moments exponentiels finis, ces moments étant reliés de manière naturelle à ceux présents dans le théorème d'existence. Nous améliorons aussi la formule de Feynman-Kac non linéaire prouvée par P. Briand et Y. Hu. Enfin, nous nous intéressons à la résolution numérique d'EDSRs quadratiques markoviennes dont la condition terminale est bornée. Nous estimons dans un premier temps des bornes déterministes sur le processus Z. Nous donnons ensuite un nouveau schéma de discrétisation en temps dont la particularité est que la grille de discrétisation est non uniforme. Enfin nous obtenons une vitesse de convergence pour ce schéma. Par ailleurs, quelques simulations numériques permettent d'étudier l'efficacité de notre nouveau schéma dans un cadre pratique.
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Kebaier, Ahmed. "Réduction de variance et discrétisation d'équations différentielles stochastiques : théorèmes limites presque sûres pour les martingales quasi-continues à gauche." Marne-la-Vallée, 2005. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011947.
Full textAbstract:
Cette Thèse est composée de deux parties portant respectivement sur la discrétisation des équations différentielles stochastiques et sur le théorème de la limite centrale presque sûre pour les martingales. La première Partie est composée de trois chapitres: Le premier chapitre introduit le cadre de l'étude et présente les résultats obtenus. Le deuxième chapitre est consacré à l'étude d'une nouvelle méthode d'accélération de convergence, appelée méthode de Romberg statistique, pour le calcul d'espérances de fonctions ou de fonctionnelles d'une diffusion. Le troisième chapitre traite de l'application de cette méthode à l'approximation de densité par des méthodes de noyaux. La deuxième partie de la thèse est composée de deux chapitres: le premier chapitre présente la littérature récente concernant le théorème de la limite centrale presque sûre et ses extensions. Le deuxième chapitre, étend divers résultats de type TLCPS à des martingales quasi-continues à gauche<br>This thesis contains two parts related respectively to the discretization of stochastic differential equations and to the almost sure limit theorems for martingales. The first part is made up three chapters: the first chapter introduces the general framework of the study and presents the main results. The second chapter is devoted to study a new method of acceleration of convergence, called statistical Romberg method, for the evaluation of expectations of functions or functionnal of a given diffusion. In the third chapter, we use this method in order to approximate density diffusions using kernel density functions. The second part of the thesis is made up of two chapters: the first chapter presents the recents results concerning the almost sure central limit theorem and its extensions. The second chapter, extends various results of type ASCLT for quasi-left continuous martingales
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Lambart, Céline. "EDSR: analyse de discrétisation et résolution par méthodes de Monte Carlo adaptatives : perturbation de domaines pour les options américaines." Palaiseau, Ecole polytechnique, 2007. http://www.theses.fr/2007EPXX0020.
Full textAbstract:
Deux thématiques différentes des probabilités numériques et de leurs applications financières sont abordées dans ma thèse: l'une traite de l'approximation et de la simulation d'équations différentielles stochastiques rétrogrades (EDSR), l'autre est liée aux options américaines et les aborde du point de vue de l'optimisation de domaine et des perturbations de frontière. La première partie de ma thèse revisite la question d'analyse de convergence dans la discrétisation en temps d' EDSR markoviennes (Y,Z) en une équation de programmation dynamique de n pas de temps. Nous établissons un développement limité à l'ordre 1 de l'erreur sur (Y,Z) : précisément, l'erreur trajectorielle sur X se transfère intégralement sur l'EDSR et montre ainsi que si X est approché avec précision ou simulé exactement, de meilleurs vitesses sont possibles (en 1/n). La seconde partie de ma thèse s'intéresse à la résolution des EDSR via le procédé de Picard et les méthodes de Monte Carlo séquentielles. Nous avons montré que la convergence de notre algorithme a lieu à vitesse géométrique et avec une précision indépendante au 1er ordre du nombre de simulations. La dernière partie de ma thèse regroupe des premiers résultats sur la valorisation d'options américaines par optimisation de la frontière d'exercice. La clé de voûte de ce type d'approche est la capacité à évaluer un gradient par rapport à la frontière. Le temps continu a été traité par Costantini et al (2006) et cette thèse couvre le cas discret des options Bermuda.
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Bencheikh, Oumaima. "Analyse de l'erreur faible de discrétisation en temps et en particules d'équations différentielles stochastiques non linéaires au sens de McKean." Thesis, Paris Est, 2020. http://www.theses.fr/2020PESC1030.
Full textAbstract:
Cette thèse est consacrée à l'étude théorique et numérique de l'erreur faible de discrétisation en temps et en particules d'Équations Différentielles Stochastiques non linéaires au sens de McKean. Nous abordons dans la première partie l'analyse de la vitesse faible de convergence de la discrétisation temporelle d'EDS standards. Plus spécifiquement, nous étudions la convergence en variation totale du schéma d'Euler-Maruyama appliqué à des ED d-dimensionnelles avec un coefficient de dérive mesurable et un bruit additif. Nous obtenons, en supposant que le coefficient de dérive est borné, un ordre de convergence faible 1/2. En rajoutant plus de régularité sur la dérive, à savoir une divergence spatiale au sens des distributions L[rho]-intégrable en espace uniformément en temps pour un certain [rho] supérieur ou égal à d, nous atteignons un ordre de convergence égal à 1 (à un facteur logarithmique près) au temps terminal. En dimension 1, ce résultat est préservé lorsque la dérivée spatiale de la dérive est une mesure en espace avec une masse totale bornée uniformément en temps. Dans la deuxième partie de la thèse, nous analysons l'erreur faible de discrétisation à la fois en temps et en particules de deux classes d'EDS non-linéaires au sens de McKean. La première classe consiste en des EDS multi-dimensionnelles avec des coefficients de dérive et de diffusion réguliers dans lesquels la dépendance en loi intervient au travers de moments. La deuxième classe, quant à elle, consiste en des EDS uni-dimensionnelles avec un coefficient de diffusion constant et un coefficient de dérive singulier où la dépendance en loi intervient au travers de la fonction de répartition. Nous approchons les EDS par les schémas d'Euler-Maruyama des systèmes de particules associés et nous obtenons pour les deux classes un ordre de convergence faible égal à 1 en temps et en particules. Dans la seconde classe, nous prouvons aussi un résultat de propagation du chaos d'ordre optimal 1/2 en particules ainsi qu'un ordre fort de convergence égal à 1 en temps et 1/2 en particules. Tous nos résultats théoriques sont illustrés par des simulations numériques<br>This thesis is dedicated to the theoretical and numerical study of the weak error for time and particle discretizations of some Stochastic Differential Equations non linear in the sense of McKean. In the first part, we address the weak error analysis for the time discretization of standard SDEs. More specifically, we study the convergence in total variation of the Euler-Maruyama scheme applied to d-dimensional SDEs with additive noise and a measurable drift coefficient. We prove weak convergence with order 1/2 when assuming boundedness on the drift coefficient. By adding more regularity to the drift, namely the drift has a spatial divergence in the sense of distributions with [rho]-th power integrable with respect to the Lebesgue measure in space uniformly in time for some [rho] superior or egal to d, the order of convergence at the terminal time improves to 1 up to some logarithmic factor. In dimension d=1, this result is preserved when the spatial derivative of the drift is a measure in space with total mass bounded uniformly in time. In the second part of the thesis, we analyze the weak error for both time and particle discretizations of two classes of nonlinear SDEs in the sense of McKean. The first class consists in multi-dimensional SDEs with regular drift and diffusion coefficients in which the dependence in law intervenes through moments. The second class consists in one-dimensional SDEs with a constant diffusion coefficient and a singular drift coefficient where the dependence in law intervenes through the cumulative distribution function. We approximate the SDEs by the Euler-Maruyama schemes of the associated particle systems and obtain for both classes a weak order of convergence equal to 1 in time and particles. We also prove, for the second class, a trajectorial propagation of chaos result with optimal order 1/2 in particles as well as a strong order of convergence equal to 1 in time and 1/2 in particles. All our theoretical results are illustrated by numerical experiments
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Makhlouf, Azmi. "Régularité fractionnaire et analyse stochastique de discrétisations ; Algorithme adaptatif de simulation en risque de crédit." Phd thesis, Grenoble INPG, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00460269.
Full textAbstract:
Cette thèse concerne trois sujets de probabilités numériques et de mathématiques financières. D'abord, nous étudions le module de régularité L2 en temps de la composante Z d'une EDSR markovienne à coefficients lipschitziens, mais dont la fonction terminale g est irrégulière. Ce module est lié à l'erreur d'approximation par schéma d'Euler. Nous montrons, de façon optimale, que l'ordre de convergence est explicitement lié à la régularité fractionnaire de g. Ensuite, nous proposons une méthode de Monte-Carlo séquentielle pour le calcul efficace du prix d'une tranche de CDO, basée sur des variables de contrôle séquentielles, dans un cadre où les taux de recouvrement sont aléatoires et i.i.d. Enfin, nous analysons l'erreur de couverture associée à la stratégie en Delta-Gamma. La régularité fractionnaire de la fonction payoff joue un rôle crucial dans le choix des dates de rebalancement, afin d'atteindre des vitesses de convergence optimales.
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Tankov, Peter. "Contributions à l'étude de discrétisation des processus avec sauts, du risque de liquidité, et du risque de saut dans les marchés financiers." Habilitation à diriger des recherches, Université Paris-Diderot - Paris VII, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00712732.
Full textAbstract:
Ce document synthétise mes contributions à l'étude de discrétisation des processus avec sauts, et à la modélisation du risque de liquidité et du risque de saut dans les marchés financiers. Chapitre 2 regroupe les résultats plus théoriques dans le domaine de discrétisation des processus stochastiques avec sauts, avec notamment une étude de l'erreur de discrétisation des stratégies de couverture, et des nouveaux schémas de simulation des équations différentielles stochastiques dirigées par des processus de Lévy. Chapitre 3 présente et étudie via le contrôle stochastique un problème d'optimisation d'investissement et de consommation dans les marchés financiers illiquides. Chapitre 4 contient des travaux plus appliqués sur la modélisation du risque de saut dans les stratégies d'assurance de portefeuille, les produits dérivés, et les marchés d'électricité.
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Kharroubi, Idris. "EDS Rétrogrades et Contrôle Stochastique Séquentiel en Temps Continu en Finance." Phd thesis, Université Paris-Diderot - Paris VII, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00439542.
Full textAbstract:
Nous étudions le lien entre EDS rétrogrades et certains problèmes d'optimisation stochas- tique ainsi que leurs applications en finance. Dans la première partie, nous nous intéressons à la représentation par EDSR de problème d'optimisation stochastique séquentielle : le contrôle impul- sionnel et le switching optimal. Nous introduisons la notion d'EDSR contrainte à sauts et montrons qu'elle donne une représentation des solutions de problème de contrôle impulsionnel markovien. Nous lions ensuite cette classe d'EDSR aux EDSRs à réflexions obliques et aux processus valeurs de problèmes de switching optimal. Dans la seconde partie nous étudions la discrétisation des EDSRs intervenant plus haut. Nous introduisons une discrétisation des EDSRs contraintes à sauts utilisant l'approximation par EDSRs pénalisées pour laquelle nous obtenons la convergence. Nous étudions ensuite la discrétisation des EDSRs à réflexions obliques. Nous obtenons pour le schéma proposé une vitesse de convergence vers la solution continument réfléchie. Enfin dans la troisième partie, nous étudions un problème de liquidation optimale de portefeuille avec risque et coût d'exécution. Nous considérons un marché financier sur lequel un agent doit liquider une position en un actif risqué. L'intervention de cet agent influe sur le prix de marché de cet actif et conduit à un coût d'exécution modélisant le risque de liquidité. Nous caractérisons la fonction valeur de notre problème comme solution minimale d'une inéquation quasi-variationnelle au sens de la viscosité contrainte.
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Trstanova, Zofia. "Mathematical and algorithmic analysis of modified Langevin dynamics." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAM054/document.
Full textAbstract:
En physique statistique, l’information macroscopique d’intérêt pour les systèmes considérés peut être dé-duite à partir de moyennes sur des configurations microscopiques réparties selon des mesures de probabilitéµ caractérisant l’état thermodynamique du système. En raison de la haute dimensionnalité du système (quiest proportionnelle au nombre de particules), les configurations sont le plus souvent échantillonnées en util-isant des trajectoires d’équations différentielles stochastiques ou des chaînes de Markov ergodiques pourla mesure de Boltzmann-Gibbs µ, qui décrit un système à température constante. Un processus stochas-tique classique permettant d’échantillonner cette mesure est la dynamique de Langevin. En pratique, leséquations de la dynamique de Langevin ne peuvent pas être intégrées analytiquement, la solution est alorsapprochée par un schéma numérique. L’analyse numérique de ces schémas de discrétisation est maintenantbien maîtrisée pour l’énergie cinétique quadratique standard. Une limitation importante des estimateurs desmoyennes sontleurs éventuelles grandes erreurs statistiques.Sous certaines hypothèsessur lesénergies ciné-tique et potentielle, il peut être démontré qu’un théorème de limite central est vrai. La variance asymptotiquepeut être grande en raison de la métastabilité du processus de Langevin, qui se produit dès que la mesure deprobabilité µ est multimodale.Dans cette thèse, nous considérons la discrétisation de la dynamique de Langevin modifiée qui améliorel’échantillonnage de la distribution de Boltzmann-Gibbs en introduisant une fonction cinétique plus généraleà la place de la formulation quadratique standard. Nous avons en fait deux situations en tête : (a) La dy-namique de Langevin Adaptativement Restreinte, où l’énergie cinétique s’annule pour les faibles moments,et correspond à l’énergie cinétique standard pour les forts moments. L’intérêt de cette dynamique est que lesparticules avec une faible énergie sont restreintes. Le gain vient alors du fait que les interactions entre lesparticules restreintes ne doivent pas être mises à jour. En raison de la séparabilité des positions et des mo-ments marginaux de la distribution, les moyennes des observables qui dépendent de la variable de positionsont égales à celles calculées par la dynamique de Langevin standard. L’efficacité de cette méthode résidedans le compromis entre le gain de calcul et la variance asymptotique des moyennes ergodiques qui peutaugmenter par rapport à la dynamique standards car il existe a priori plus des corrélations dans le tempsen raison de particules restreintes. De plus, étant donné que l’énergie cinétique est nulle sur un ouvert, ladynamique de Langevin associé ne parvient pas à être hypoelliptique. La première tâche de cette thèse est deprouver que la dynamique de Langevin avec une telle énergie cinétique est ergodique. L’étape suivante con-siste à présenter une analyse mathématique de la variance asymptotique de la dynamique AR-Langevin. Afinde compléter l’analyse de ce procédé, on estime l’accélération algorithmique du coût d’une seule itération,en fonction des paramètres de la dynamique. (b) Nous considérons aussi la dynamique de Langevin avecdes énergies cinétiques dont la croissance est plus que quadratique à l’infini, dans une tentative de réduire lamétastabilité. La liberté supplémentaire fournie par le choix de l’énergie cinétique doit être utilisée afin deréduire la métastabilité de la dynamique. Dans cette thèse, nous explorons le choix de l’énergie cinétique etnous démontrons une convergence améliorée des moyennes ergodiques sur un exemple de faible dimension.Un des problèmes avec les situations que nous considérons est la stabilité des régimes discrétisés. Afind’obtenir une méthode de discrétisation faiblement cohérente d’ordre 2 (ce qui n’est plus trivial dans le casde l’énergie cinétique générale), nous nous reposons sur les schémas basés sur des méthodes de Metropolis<br>In statistical physics, the macroscopic information of interest for the systems under consideration can beinferred from averages over microscopic configurations distributed according to probability measures µcharacterizing the thermodynamic state of the system. Due to the high dimensionality of the system (whichis proportional to the number of particles), these configurations are most often sampled using trajectories ofstochastic differential equations or Markov chains ergodic for the probability measure µ, which describesa system at constant temperature. One popular stochastic process allowing to sample this measure is theLangevin dynamics. In practice, the Langevin dynamics cannot be analytically integrated, its solution istherefore approximated with a numerical scheme. The numerical analysis of such discretization schemes isby now well-understood when the kinetic energy is the standard quadratic kinetic energy.One important limitation of the estimators of the ergodic averages are their possibly large statisticalerrors.Undercertainassumptionsonpotentialandkineticenergy,itcanbeshownthatacentrallimittheoremholds true. The asymptotic variance may be large due to the metastability of the Langevin process, whichoccurs as soon as the probability measure µ is multimodal.In this thesis, we consider the discretization of modified Langevin dynamics which improve the samplingof the Boltzmann–Gibbs distribution by introducing a more general kinetic energy function U instead of thestandard quadratic one. We have in fact two situations in mind:(a) Adaptively Restrained (AR) Langevin dynamics, where the kinetic energy vanishes for small momenta,while it agrees with the standard kinetic energy for large momenta. The interest of this dynamics isthat particles with low energy are restrained. The computational gain follows from the fact that theinteractions between restrained particles need not be updated. Due to the separability of the positionand momenta marginals of the distribution, the averages of observables which depend on the positionvariable are equal to the ones computed with the standard Langevin dynamics. The efficiency of thismethod lies in the trade-off between the computational gain and the asymptotic variance on ergodic av-erages which may increase compared to the standard dynamics since there are a priori more correlationsin time due to restrained particles. Moreover, since the kinetic energy vanishes on some open set, theassociated Langevin dynamics fails to be hypoelliptic. In fact, a first task of this thesis is to prove thatthe Langevin dynamics with such modified kinetic energy is ergodic. The next step is to present a math-ematical analysis of the asymptotic variance for the AR-Langevin dynamics. In order to complementthe analysis of this method, we estimate the algorithmic speed-up of the cost of a single iteration, as afunction of the parameters of the dynamics.(b) We also consider Langevin dynamics with kinetic energies growing more than quadratically at infinity,in an attempt to reduce metastability. The extra freedom provided by the choice of the kinetic energyshould be used in order to reduce the metastability of the dynamics. In this thesis, we explore thechoice of the kinetic energy and we demonstrate on a simple low-dimensional example an improvedconvergence of ergodic averages.An issue with the situations we consider is the stability of discretized schemes. In order to obtain aweakly consistent method of order 2 (which is no longer trivial for a general kinetic energy), we rely on therecently developped Metropolis schemes
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Zhao, Xuzhe. "Problèmes de switching optimal, équations différentielles stochastiques rétrogrades et équations différentielles partielles intégrales." Thesis, Le Mans, 2014. http://www.theses.fr/2014LEMA1008/document.
Full textAbstract:
Cette thèse est composée de trois parties. Dans la première nous montrons l'existence et l'unicité de la solution continue et à croissance polynomiale, au sensviscosité, du système non linéaire de m équations variationnelles de type intégro-différentiel à obstacles unilatéraux interconnectés. Ce système est lié au problème du switching optimal stochastique lorsque le bruit est dirigé par un processus de Lévy. Un cas particulier du système correspond en effet à l’équation d’Hamilton-Jacobi-Bellman associé au problème du switching et la solution de ce système n’est rien d’autre que la fonction valeur du problème. Ensuite, nous étudions un système d’équations intégro-différentielles à obstacles bilatéraux interconnectés. Nous montrons l’existence et l’unicité des solutions continus à croissance polynomiale, au sens viscosité, des systèmes min-max et max-min. La démarche conjugue les systèmes d’EDSR réfléchies ainsi que la méthode de Perron. Dans la dernière partie nous montrons l’égalité des solutions des systèmes max-min et min-max d’EDP lorsque le bruit est uniquement de type diffusion. Nous montrons que si les coûts de switching sont assez réguliers alors ces solutions coïncident. De plus elles sont caractérisées comme fonction valeur du jeu de switching de somme nulle<br>There are three main results in this thesis. The first is existence and uniqueness of the solution in viscosity sense for a system of nonlinear m variational integral-partial differential equations with interconnected obstacles. From the probabilistic point of view, this system is related to optimal stochastic switching problem when the noise is driven by a Lévy process. As a by-product we obtain that the value function of the switching problem is continuous and unique solution of its associated Hamilton-Jacobi-Bellman system of equations. Next, we study a general class of min-max and max-min nonlinear second-order integral-partial variational inequalities with interconnected bilateralobstacles, related to a multiple modes zero-sum switching game with jumps. Using Perron’s method and by the help of systems of penalized unilateral reflected backward SDEs with jumps, we construct a continuous with polynomial growth viscosity solution, and a comparison result yields the uniqueness of the solution. At last, we deal with the solutions of systems of PDEs with bilateral inter-connected obstacles of min-max and max-min types in the Brownian framework. These systems arise naturally in stochastic switching zero-sum game problems. We show that when the switching costs of one side are smooth, the solutions of the min-max and max-min systems coincide. Furthermore, this solution is identified as the value function of the zero-sum switching game
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Chevance, David. "Résolution numérique des équations différentielles stochastiques rétrogrades." Aix-Marseille 1, 1997. http://www.theses.fr/1997AIX11080.
Full textAbstract:
La premiere partie de cette these a pour objet la construction d'un algorithme probabiliste pour resoudre numeriquement des equations differentielles stochastiques retrogrades (edsr) dans le cas markovien, ou l'equation est associee a un processus forward solution d'une eds. Nous decrivons un premier algorithme qui repose sur une double discretisation de l'equation, en temps et en espace, et utilise des simulations de trajectoires du processus forward. La discretisation en temps est une extension du schema d'euler pour les eds, ou l'on a remplace le mouvement brownien par une marche aleatoire. On introduit ensuite une approximation supplementaire en projetant a chaque instant de discretisation le processus forward sur l'ensemble des trajectoires simulees. On evite ainsi une complexite algorithmique qui serait exponentielle. Nous montrons une vitesse de convergence pour cet algorithme dans le cadre de la dimension 1. Nous presentons aussi une variante de ce algorithme, adaptee a des edsr dont les parametres sont moins reguliers, en remplacant notamment le schema d'euler dans la discretisation du processus forward par le schema de milshtein. Cela nous permet ensuite d'ecrire un algorithme de discretisation d'edsr reflechies. Dans une seconde partie, nous analysons l'approximation de macmillan, et barone-adesi et whaley, utilisee en finance pour estimer le prix d'une option americaine. En ecrivant le prix de l'option americaine comme la solution d'une certaine equation differentielle stochastique retrograde reflechie, nous obtenons une borne generale pour l'erreur de l'approximation et nous montrons que l'approximation converge vers le prix exact quand la volatilite du sous-jacent tend vers zero. Nous proposons ensuite une deuxieme demonstration, plus elementaire, de ce resultat asymptotique, en faisant intervenir le prix d'un put perpetuel.
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Loumi, Moulay Taïeb. "Intégration stochastique multivoque et application aux équations différentielles multivoques." Montpellier 2, 1986. http://www.theses.fr/1986MON20181.
Full textAbstract:
Dans ce travail, on etend au cas multivoque la notion d'integrale stochastique introduite par mc shane, puis on developpe les proprietes de cette integhrale. On expose aussi la representation de castaing d'un processus stochastique multivoque continue dans l**(2)::(p**(cfb)) par rapport a la seconde variable. Ce resultat est ensuite applique pour la resolution de l'equation differentielle stochastique
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El, Asri Brahim. "Switching optimal et équations différentielles stochastiques rétrogrades réfléchies." Le Mans, 2010. http://cyberdoc.univ-lemans.fr/theses/2010/2010LEMA1003.pdf.
Full textAbstract:
Dans les deux premières parties, nous nous intéressons à un problème de Switching à plusieurs régimes de fonctionnement, les fonctions de profits sont à croissance polynomiale arbitraire et les fonctions de switching d’un régime à un autre (coût de Switching) non constantes dépendant de l’état et du temps. Dans la première partie, nous étudions essentiellement le cadre Markovien en horizon fini et dans la seconde nous étudions le cadre général en horizon infini. En horizon fini nous montrons que le théorème de vérification associé à notre problème qui s’exprime par l’intermédiaire d’un système d’EDP paraboliques avec obstacles inter-connectés à une solution unique au sens de viscosité. Cette solution est construite à partir du système d’EDSR réfléchies et le principe de la programmation dynamique associés au problème du switching optimal. Puis en horizon infini, nous établissons le théorème de vérification pour lequel nous montrons l’existence d’une solution en utilisant la théorie de l’enveloppe de Snell et des équations différentielles stochastiques rétrogrades. Nous étudions ensuite le cadre markovien et nous montrons que le théorème de vérification associé à notre problème qui s’exprime par l’intermédiaire d’un système d’EDP elliptiques avec obstacles inter-connectés à une solution unique au sens de viscosité. Enfin, dans la dernière partie, nous étudions les EDSRs réfléchies à deux barrières continues où les coefficients sont supposés simplement p-intégrables avec р Є (1; 2). En utilisant la notion de solution locale, nous démontrons que cette équation admet une solution unique. Comme applications, nous abordons un problème de jeu de Dynkin puis la solution au sens de viscosité d’un problème d’équation aux dérivées partielles avec deux obstacles<br>We study optimal switching and Lр-solution for doubly reflected backward stochastic differential equations. In the first part, we show existence and uniqueness of a solution for a system of m variational partial differential inequalities with inter-connected obstacles. This system is the deterministic version of the Verification Theorem of the Markovian optimal m-states switching problem. The switching cost functions are arbitrary. In the second part we study the problem of the deterministic version of the Verification Theorem for the optimal m-states switching in infinite horizon under Markovian framework with arbitrary switching cost functions. The problem is formulated as an extended impulse control problem and solved by means of probabilistic tools such as the Snell envelop of processes and reflected backward stochastic differential equations. A viscosity solutions approach is employed to carry out a fine analysis on the associated system of m variational inequalities with inter-connected obstacles. We show that the vector of value functions of the optimal problem is the unique viscosity solution to the system. Finally in the third part, we deal the problem of existence and uniqueness of a solution for à backward stochastic differential equation (BSDE for short) with two strictly separated continuous reflecting barriers in the case when the terminal value, the generator and the obstacle process are Lр-integrable with р Є (1, 2). The main idea is to use the concept of local solution to construct the global one. As applications, we obtain new results in zerosum Dynkin games and in double obstacle variational inequalities theories
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Royer, Manuela. "Équations différentielles stochastiques rétrogrades et martingales non linéaires." Rennes 1, 2003. http://www.theses.fr/2003REN1A018.
Full textAbstract:
Introduites par E. Pardoux et S. Peng, les Equations Différentielles Stochastiques Rétrogrades ont fait l'objet de nombreux travaux. On peut les étudier suivant plusieurs points de vue. Dans une première partie, on améliore des résultats d'existence et d'unicité pour les solutions d'EDSR à horizon aléatoire lorsque le générateur est strictement monotone, puis monotone. Le fort lien qui existe entre les EDSR et les Equations aux Dérivées Partielles permet de donner une approche probabiliste pour des EDP elliptiques. Dans une seconde partie, on s'intéresse à la notion d'espérance non linéaire, qui est une généralisation de l'espérance classique dans la mesure où elle en vérifie les propriétés essentielles, hormis la linéarité. On se place dans le cadre où les trajectoires ne sont pas continues en considérant une filtration engendrée par un mouvement brownien et un processus de Poisson. On établit un théorème de décomposition de Doob-Meyer pour les surmartingales non linéaires.
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Ibaouene, Youcef. "Processus Weyl presque périodique et équations différentielles stochastiques." Thesis, Normandie, 2019. http://www.theses.fr/2019NORMR120.
Full textAbstract:
La thèse est dédiée à l'étude de certaines équations différentielles à coefficients Weyl presque périodiques. Elle contient deux parties essentielles : La première partie est consacrée à des problèmes déterministes. On y étudie l'existence et l'unicité d'une solution mild bornée Weyl presque périodique pour l'équation différentielle linéaire abstraite u’ (t) = Au(t) + f(t); t ∈ R; dans un espace de Banach X, où A : D(A) ⊂ X → X est un opérateur linéaire (non borné) qui génère un C0-semi-groupe exponentiellement stable et f : R → X est une fonction Weyl presque périodique. Finalement, toujours dans la première partie, nous étudions l'existence et l'unicité d'une solution mild bornée Weyl presque périodique pour l'équation différentielle semi-linéaire abstraite u’ (t) = Au(t) + f(t; u(t)); t ∈ R; où f : R x X, R → X est une fonction Weyl presque périodique en t ∈ R uniformément par rapport aux compacts de X. Dans la deuxième partie, nous généralisons ces études au cas stochastique. Précisément, nous étudions l'existence et l'unicité de solution Weyl presque périodique en loi pour une classe d'équations différentielles stochastiques semi-linéaires, dans un espace de Hilbert séparable<br>The thesis deals essentialy with a class of abstract dfferential equations with Weyl almost periodic coefficients, and comprises two part. The first part is devoted to the deterministic problems, in a first step, we study the existence and uniqueness of bounded Weyl almost periodic solution to the linear abstract differential equation u’ (t) = Au(t) + f(t); t ∈ R; in a Banach space X, where A : D(A) ⊂ X → X is a linear (unbounded) operator which generates an exponentially stable C0-semigroup on X and f : R → X is a Weyl almost periodic function. Finally, in a second step, always in the same frame, we consider the semi-linear differential equation u’ (t) = Au(t) + f(t; u(t)); t ∈ R ; where f(t; u) is a Weyl almost periodic in t ∈ R; uniformly with respect compact subsets of X. The second part, is concerned with the stochastic case. Precisely, we examine the existence and uniqueness of Weyl almost periodic solution in law to the abstract semilinear stochastic evolution equation on a Hilbert separable space
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Popier, Alexandre François Roland. "Equations différentielles stochastiques rétrogrades avec condition finale singulière." Aix-Marseille 1, 2004. http://www.theses.fr/2004AIX11037.
Full text
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Nguyen, Thi Thao. "Approximation et simulation d'équations différentielles stochastiques singulières." Orléans, 2003. http://www.theses.fr/2003ORLE2032.
Full text
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Petit-Bergez, Sabrina. "Problèmes faiblement bien posés : discrétisation et applications." Phd thesis, Université Paris-Nord - Paris XIII, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00545794.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, nous nous intéressons à la discrétisation par des schémas aux différences finies de problèmes faiblement bien posés. Nous donnons de nouvelles définitions qui prennent en compte la perte de régularité apparaissant dans les problèmes faiblement bien posés et nous étendons la condition nécessaire et suffisante de convergence de Lax-Richtmyer. En utilisant la théorie des perturbations et le développement en série de Puiseux, nous calculons le taux de convergence des schémas faisant partie d'une certaine classe. Nous illustrons numériquement nos résultats. Dans un deuxième temps, nous nous intéressons à un cas particulier de problèmes faiblement bien posés: les couches parfaitement adaptées de Bérenger ou PML. Nous donnons des estimations d'énergie pour les équations de Maxwell que nous étendons au schéma de Yee. Enfin, nous étudions le comportement asymptotique en temps de la solution d'une équation PML en utilisant l'approximation de l'optique géométrique.
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Gaudron, Guillaume. "Convergence en loi d'EDS et d'EDS Rétrogrades : application à l'homogénéisation d'EDP linéaires ou semilinéaires." Aix-Marseille 1, 1999. http://www.theses.fr/1999AIX11010.
Full textAbstract:
Certaines solutions d'edp paraboliques ou elliptiques, lineaires ou semilineaires, peuvent s'obtenir par l'intermediaire de processus stochastiques solutions d'eds. Le but de cette these est de combiner ces formules probabilistes avec des resultats de convergence en loi, pour etablir des theoremes limites pour certaines edp a coefficients aleatoires ou periodiques. La premiere partie de ce travail (chapitres 2 et 3) traite d'un exemple de convergence de diffusions soumises a un champ de vitesse turbulent aleatoire qui depend d'un petit parametre. En etablissant leur convergence en loi, et grace au lien classique entre les edp et les diffusions, nous retrouvons les lois d'echelles anomales mises en evidence par avellaneda et majda pour ce modele simple de turbulence et nous ameliorons les resultats concernant les edp associees. Ce qui est original c'est de profiter du fait que les diffusions sous-jacentes sont explicites pour d'une part etablir la convergence en loi sans utiliser une forme de theoreme central-limite et d'autre part identifier la limite. La deuxieme partie (chapitres 4 a 6) comporte l'etude de la convergence en loi d'edsr associees a des edp paraboliques ou elliptiques semi-lineaires. La encore, nous profitons du lien existant entre les edsr et certains types de solutions d'edp non lineaires pour obtenir des resultats d'homogeneisation pour ces edp. L'originalite de ce travail, outre le fait qu'il utilise la theorie recente des edsr, est d'essayer de savoir pour quel type de non-lineaire on peut obtenir des resultats interessants sans supposer de comportement a priori sur la forme de l'equation limite. L'approche est tres naturelle et la methode employee s'applique a des solutions d'edp a coefficients aussi bien aleatoires que periodiques. L'idee de ce travail est que l'on peut autoriser dans l'edp une fonction nonlineaire de la solution et de son gradient qui soit un polynome du second degre par rapport au gradient.
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Menozzi, Stephane. "Discrétisation de processus stochastiques, estimées de densités et applications." Habilitation à diriger des recherches, Université Paris-Diderot - Paris VII, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00533333.
Full textAbstract:
Nous présentons dans ce mémoire un résumé des travaux concernant tout d'abord les discrétisations de processus stochastiques: processus de diffusion stoppés, équation différentielles stochastiques rétrogrades, développement d'erreur pour les densités d'EDS dirigées par des processus stables symétriques approchées par leur schéma d'Euler. Nous abordons ensuite les estimées de densité pour une certaine classe de processus dégénérés (processus de Langevin et théorème limite local associé, chaine d'oscillateurs bruités) ainsi que quelques applications (bornes de Monte Carlo non asymptotiques).
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Morlais, Marie-Amélie. "Équations différentielles stochastiques rétrogrades à croissance quadratique et applications." Rennes 1, 2007. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00179388.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, l’étude menée consiste à établir de nouveaux résultats théoriques concernant des problèmes d’existence et d’unicité pour des Equations Différentielles Stochastiques Rétrogrades (EDSR) à croissance quadratique. Ceci a notamment pour but de permettre la résolution d’un problème de mathématiques financières, à savoir la maximisation de l’utilité exponentielle d’un portefeuille sous contraintes. Généralisant des résultats déjà connus en filtration brownienne pour les EDSR quadratiques, ce travail permet ainsi d’apporter des réponses au problème financier dans des contextes plus généraux<br>In my PhDthesis, I have been mainly interested in the theoretical study of Backward Stochastic Differential Equations (BSDEs) with quadratic growth. The other major part of my study consists in focusing on applications to finance and especially in the classical utility maximization problem under portfolio constraints. To this end, I have extended results for non linear BSDEs by using martingale methods already known in the brownian setting to solve this problem in more general filtrations
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Cesars, Jasmine. "Inférence statistique et équations différentielles stochastiques. Applications en hydrologie." Thesis, Antilles, 2019. http://www.theses.fr/2019ANTI0428.
Full textAbstract:
Les ´equations diff´erentielles stochastiques (EDS) sont souvent utilis´ees pour mod´eliserdes ph´enom`enes al´eatoires en temps continu. C’est le cas des EDS ayant poursolution des processus dits de diffusion qui servent `a d´ecrire des propagations demaladie ou des cours financiers. L’´etude des EDS gouvern´ees par le processus deWiener (ou mouvement brownien) a connu des avanc´ees significatives ces derni`eresann´ees mais celle concernant des EDS gouvern´ees par des processus de L´evy `asauts, en raison de sa complexit´e, est moins d´evelopp´ee. Dans cette th`ese, nous nousint´eressons `a des EDS `a sauts, `a solution explicite tel que le mod`ele de Black-Scholesgouvern´e par un processus de Poisson associ´e `a des sauts stochastiques. Le processusde Langevin `a sauts al´eatoires est ´egalement ´etudi´e. Les propri´et´es distributionnellesde ces mod`eles sont pr´esent´ees, en particulier le fait que les solutions directesou transform´ees des EDS associ´ees peuvent ˆetre des processus `a accroissementsind´ependants. Le lien avec les caract´eristiques probabilistes des amplitudes de sautest mis en avant. Dans la pratique, l’observation d’un processus solution de cesEDS ne peut se faire qu’en temps discret alors qu’il s’agit d’un processus en tempscontinu. Les r´esultats, que nous avons obtenus concernant les lois de probabilit´esassoci´ees `a des observations en temps discret, permettent d’´etablir des vraisemblancesconditionnelles ou non conditionnelles utiles pour l’inf´erence statistique surles param`etres du mod`ele consid´er´e. Ainsi l’´etude du logarithme du rapport devraisemblance est men´ee dans le cas du mod`ele de Black-Scholes `a sauts et `a r´egimes.Un test de rupture relatif au taux de d´ecroissance est propos´e ainsi que des m´ethodesde simulations num´eriques des solutions des EDS consid´er´ees. Des scripts ´ecrits dansl’environnement de programmation permettent de g´en´erer des jeux de donn´eesartificielles offrant des possibilit´es de tester des outils inf´erentiels d´evelopp´es. Uneapplication en hydrologie est effectu´ee `a partir de donn´ees concernant la Guadeloupeet provenant de la banque HYDRO<br>Stochastic differential equations (SDE) are often used to model random phenomenain continuous time. This is the case for SDE whose solution are diffusion processesdescribing propagations of diseases or financial stocks. The study of SDE governed bya Wiener process (or Brownian motion) has made good progress in recent years, butthe SDE governed by Levy processes jump are less studied due to their complexity.In this PhD work, we are interested in SDE with jumps, having an explicit solutionsuch as the Black-Scholes model governed by a Poisson process associated withstochastic jumps. The Langevin process with random jumps is also studied. Thedistributional properties of these models are presented, in particular the fact thatthe direct or transformed solutions of the associated SDE can be processes withindependent increments. The link with the probabilistic characteristics of the jumpamplitudes is highlighted. In practice, the observation of a solution process of theseSDE can be carried out only in discrete time whereas it is a continuous time process.The results, which we have obtained concerning the laws of probability associatedwith discrete time observations, allow to establish conditional likelihood useful forstatistical inference on the model parameters. Thus, the study of the logarithm of thelikelihood ratio is conducted in the case of the Black-Scholes model with jumps andchange points. A change point test about the intrinsic rate of decrease is proposedas well as methods of numerical simulations of the SDE solutions. Scripts writtenin the programming environment allows to generate artificial data sets offeringpossibilities to test inferential tools. An application in hydrology is carried out fromdata concerning Guadeloupe and from the HYDRO bank
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Varvenne, Maylis. "Ergodicité des équations différentielles stochastiques fractionnaires et problèmes liés." Thesis, Toulouse 3, 2019. http://www.theses.fr/2019TOU30046.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, nous nous intéressons à trois problèmes en lien avec l'ergodicité de dynamiques aléa-toires à mémoire (discrètes ou continues) et tout particulièrement des Équations Différentielles Stochas-tiques (EDS) dirigées par un mouvement brownien fractionnaire. Le premier chapitre porte sur l'étude du comportement en temps long pour une classe générale de dynamiques aléatoires discrètes dirigées par un processus gaussien stationnaire ergodique. En s'inspirant des travaux de Hairer (2005), Fontbona-Panloup (2017), Deya-Panloup-Tindel (2019) sur l'ergodicité des EDS fractionnaires, nous construisons une structure markovienne au-dessus de la dynamique considérée, nous démontrons l'existence et l'unicité d'une mesure invariante puis nous donnons une borne sur la vitesse de convergence de la loi du processus vers cette mesure. La vitesse obtenue dépend du comportement asymp-totique de la fonction de covariance du processus gaussien qui dirige la dynamique (ou plus précisément de celui des coefficients intervenant dans sa représentation en moyenne mobile). Le deuxième chapitre expose des résultats sur la concentration en temps long à la fois pour des fonctionnelles de la solution d'une EDS fractionnaire additive sur un intervalle [0,T] et pour des fonctionnelles d'observations discrètes de ce processus. Ce résultat général est ensuite appliqué à des fonctionnelles spécifiques liées aux mesures d'occupations (discrètes ou continues) de la solution de l'EDS. Le dernier chapitre, dont les résultats utilisent ceux du chapitre 2, est un travail effectué en collaboration avec Panloup et Tindel qui porte sur l'estimation paramétrique du drift (non linéaire) pour une EDS fractionnaire additive. Nous utilisons une estimation par minimum de contraste basée sur l'identification de la mesure invariante (dont une approximation est construite à partir d'observations discrètes de l'EDS). Nous démontrons la consistance des estimateurs considérés et obtenons des bornes non asymptotiques sur l'erreur quadratique. Nos résultats sont illustrés par des simulations numériques. Enfin, nous montrons sur une classe d'exemples que l'hypothèse d'identifiabilité relative à ce problème d'estimation (intrinsèquement liée à la mesure invariante) est satisfaite<br>In this thesis, we focus on three problems related to the ergodicity of stochastic dynamics with memory (in a discrete-time or continuous-time setting) and especially of Stochastic Differential Equations (SDE) driven by fractional Brownian motion. In the first chapter, we study the long-time behavior of a general class of discrete-time stochastic dynamics driven by an ergodic and stationary Gaussian noise. Following the seminal paper written by Hairer (2005) on the ergodicity of fractional SDE (see also Fontbona-Panloup (2017) and Deya-Panloup-Tindel (2019)), we first build a Markovian structure above the dynamics, we show existence and uniqueness of the invariant distribution and then we exhibit some upper-bounds on the rate of convergence to equilibrium in terms of the asymptotic behavior of the covariance function of the Gaussian noise (or more precisely, of the asymptotic behavior of the coefficients appearing in its moving average representation). The second chapter establishes long-time concentration inequalities both for functionals of the whole solution on an interval [0,T] of an additive fractional SDE and for functionals of discrete-time observations of this process. Then, we apply this general result to specific functionals related to discrete and continuous-time occupation measures of the process. The last chapter, which uses the results developed in Chapter 2, is a joint work with Panloup and Tindel which focuses on the parametric estimation of the (non-linear) drift term in an additive fractional SDE. We use a minimum contrast estimation based on the identification of the invariant distribution (for which we build an approximation from discrete-time observations of the SDE). We provide consistency results as well as non-asymptotic estimates of the corresponding quadratic error. Some of our results are illustrating through numerical discussions. We also give some examples for which the identifiability condition related to our estimation procedure (intrinsically linked to the invariant distribution) is fulfilled
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Mu, Rui. "Jeux différentiels stochastiques de somme non nulle et équations différentielles stochastiques rétrogrades multidimensionnelles." Thesis, Le Mans, 2014. http://www.theses.fr/2014LEMA1004/document.
Full textAbstract:
Cette thèse traite les jeux différentiels stochastiques de somme non nulle (JDSNN) dans le cadre de Markovien et de leurs liens avec les équations différentielles stochastiques rétrogrades (EDSR) multidimensionnelles. Nous étudions trois problèmes différents. Tout d'abord, nous considérons un JDSNN où le coefficient de dérive n'est pas borné, mais supposé uniquement à croissance linéaire. Ensuite certains cas particuliers de coefficients de diffusion non bornés sont aussi considérés. Nous montrons que le jeu admet un point d'équilibre de Nash via la preuve de l'existence de la solution de l'EDSR associée et lorsque la condition d'Isaacs généralisée est satisfaite. La nouveauté est que le générateur de l'EDSR, qui est multidimensionnelle, est de croissance linéaire stochastique par rapport au processus de volatilité. Le deuxième problème est aussi relatif au JDSNN mais les payoffs ont des fonctions d'utilité exponentielles. Les EDSRs associées à ce jeu sont de type multidimensionnelles et quadratiques en la volatilité. Nous montrons de nouveau l'existence d’un équilibre de Nash. Le dernier problème que nous traitons, est un jeu bang-bang qui conduit à des hamiltoniens discontinus. Dans ce cas, nous reformulons le théorème de vérification et nous montrons l’existence d’un équilibre de Nash qui est du type bang-bang, i.e., prenant ses valeurs sur le bord du domaine en fonction du signe de la dérivée de la fonction valeur ou du processus de volatilité. L'EDSR dans ce cas est un système multidimensionnel couplé, dont le générateur est discontinu par rapport au processus de volatilité<br>This dissertation studies the multiple players nonzero-sum stochastic differential games (NZSDG) in the Markovian framework and their connections with multiple dimensional backward stochastic differential equations (BSDEs). There are three problems that we are focused on. Firstly, we consider a NZSDG where the drift coefficient is not bound but is of linear growth. Some particular cases of unbounded diffusion coefficient of the diffusion process are also considered. The existence of Nash equilibrium point is proved under the generalized Isaacs condition via the existence of the solution of the associated BSDE. The novelty is that the generator of the BSDE is multiple dimensional, continuous and of stochastic linear growth with respect to the volatility process. The second problem is of risk-sensitive type, i.e. the payoffs integrate utility exponential functions, and the drift of the diffusion is unbounded. The associated BSDE is of multi-dimension whose generator is quadratic on the volatility. Once again we show the existence of Nash equilibria via the solution of the BSDE. The last problem that we treat is a bang-bang game which leads to discontinuous Hamiltonians. We reformulate the verification theorem and we show the existence of a Nash point for the game which is of bang-bang type, i.e., it takes its values in the border of the domain according to the sign of the derivatives of the value function. The BSDE in this case is a coupled multi-dimensional system, whose generator is discontinuous on the volatility process
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Hibon, Hélène. "Équations différentielles stochastiques rétrogrades quadratiques et réfléchies." Thesis, Rennes 1, 2018. http://www.theses.fr/2018REN1S007/document.
Full textAbstract:
Cette thèse s'intéresse à une étude variée des EDSRs. Une grande partie des résultats sont obtenus sous l'hypothèse d'une croissance de type quadratique du générateur en sa dernière variable. Un premier lien entre EDSRs quadratiques unidimensionnelles et théorie des jeux nous amène à développer des résultats avec générateurs convexes. La théorie du contrôle optimal nécessite quant à elle de traiter du cas multidimensionnel, dans lequel existence et unicité globales ne sont obtenues que pour des générateurs diagonalement quadratiques. Les résultats majeurs sur les EDSRs réfléchies (dont la solution est contrainte à rester dans un domaine) concernent des générateurs Lipschitziens. C'est dans ce cadre que nous développons un résultat de propagation du chaos, avec une contrainte portant sur la loi de la solution plutôt que sur sa trajectoire. Nous dressons enfin un pont entre EDSRs quadratiques et EDSRs réfléchies grâce aux EDSRs quadratiques de type champ moyen. Nous donnons plusieurs nouveaux résultats sur la possibilité de résoudre une équation quadratique dont le générateur dépend également de la moyenne des deux variables<br>In this thesis, we are interested in studying variously Backward Stochastic Differential Equations. A large proportion of the results are obtained under the assumption that the driver is of quadratic growth in its last variable. A first link between one-dimensional quadratic BSDEs and game theory leads us to develop results with convex drivers. Optimal control theory requires as for it to deal with the multidimensional case, in which global existence and uniqueness are obtained only for diagonaly quadratic drivers. Major achievements in reflected BSDEs (whose solution is constrained to remain in a domain) are reached for Lipschitz drivers. We develop a result of chaos propagation in this setting, with a constraint on the law of the solution rather than on its path. We finaly build bridge between quadratic BSDEs and reflected BSDEs thanks to mean field quadratic BSDEs. We give several new results on solvability of a quadratic BSDE whose driver depends also on the mean of both variables
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Hdhiri, Ibtissam. "Equations différentielles stochastiques rétrogrades et applications." Le Mans, 2006. http://cyberdoc.univ-lemans.fr/theses/2006/2006LEMA1028.pdf.
Full textAbstract:
Cette thèse porte principalement sur l'étude des équations différentielles stochastiques rétrogrades, souvent notées EDSRs et leurs applications. Dans la première partie, on s'interesse aux EDSRs réfléchies sur deux barrières distinctes. On montre l'existence de la solution pour un générateur continu à croissance quadratique. Par la suite, on résout un problème de jeux de somme nulle sensibles au risque. Comme application à la finance, on s'intéresse à l'option américaine de jeu sous l'incertitude de K night. Dans la seconde partie, on considère un problème du type options réelles dit d'arrêt et de reprise lorsque le bruit provient d'un mouvement Brownien et d'une mesure de Poisson indépendante. Ce problème est résolu grâce à l'enveloppe de Snell et aux EDSRs réfléchies à sauts. Nous énonçons un résultat de vérification stochastique qui sera démontré par la suite. Lorsque le bruit est Markovien, nous montrons que le problème est lié à un système d'EIDPs, ce qui nous permet d'établir un résultat de vérification déterministe. Finalement, nous considérons le même problème avec des jonctions d'utilité exponentielles<br>This thesis deals with the Backward stochastic differential equations (BSDEs for short) and their applications. The first part is devoted to the double barrier refiected BSDEs. We show the existence of a solution for su ch equations when the barriers are completely separate and the generator is continuous with quadratic growth. As an application we solve the risk-sensitive mixed zero-sum stochastic differential game. Ln addition we deal with recallable options under K nightian uncertainty. Ln the second part, we focus on a real option problem namely the starting and stopping problem when the noise is driven by a Brownian motion and an independent Poisson process. This problem is tackled in using the notion of Snell envelope and BSDEs with jumps. We de rive a stochastic verification theorem which we show later that is satisfied. LVhen the random noise stems from a standard SDE with jumps we show that the problem is related to a system of two variational inequalities, hence we give a deterministic verification result. Finally, we deal with the problem with exponential utilities
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Wantz, Mézières Sophie. "Etude de processus stochastiques non linéaires." Nancy 1, 1997. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/SCD_T_1997_0163_WANTZ_MEZIERES.pdf.
Full textAbstract:
Notre étude porte sur les processus qui sont solutions d'équations différentielles stochastiques. Nous montrons un phénomène d'instabilité pour un processus bidimensionnel dont la densité vérifie une E. D. P. De type Burgers : la solution fluctue lorsque la diffusion tend vers zéro. Pour une E. D. S. Ordinaire à dérive rentrante, nous étudions le comportement asymptotique des temps d'atteinte du processus en un point fixé lorsque l'on fait tendre le point de départ vers l'infini. Pour une seconde E. D. S. Rentrante, non linéaire et réfléchie dans un intervalle réel, nous montrons que le processus converge en loi vers une unique mesure stationnaire. Nous résolvons également un problème de simulation pour un processus stochastique bidimensionnel constitué d'un processus unidimensionnel et d'une primitive liée à ce processus<br>Our study deals with processes which are solutions of stochastic differential equations in which the law of the solution can interact. We etablish an instability phenomena for a two-dimensional stochastic process which density verifies a P. D. E. Of Burgers' type: the solution fluctuates when the diffusion tends to zero. For an ordinary S. D. E with inward drift, we study the asymptotic behaviour of hitting times for the process to a fixed point when the starting point goes to infinity. We consider another equation with inward drift which is more non linear and reflected in a real interval and we prove that the process tends in law to a unique stationnary measure. We solve a simulation problem for a two-dimensional stochastic process composed of a one-dimensional process and an integral related to this process
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Gégout-Petit, Anne. "Filtrage d'un processus partiellement observé et équations différentielles stochastiques rétrogrades réfléchies." Aix-Marseille 1, 1995. http://www.theses.fr/1995AIX11006.
Full textAbstract:
Cette these comprend deux parties independantes. La premiere partie etudie un probleme de perturbation singuliere en filtrage non lineaire lorsque le processus est partiellement observe. Nous proposons un filtre approche de dimension finie pour la partie observee. A l'aide de ce filtre nous construisons un filtre approche de dimension infinie pour la partie non-observee. Il verifie cependant une equation de type zakai ou la dimension de la variable spatiale est plus petite que celle de l'equation de zakai verifiee par le filtre exact. La methode utilisee donne l'erreur d'approximation entre les deux filtres. La deuxieme partie etablit un theoreme d'existence et d'unicite pour la solution des equations differentielles stochastiques retrogrades (e. D. S. R. ) reflechies dans un convexe sans hypotheses de regularite sur celui-ci. Des conditions suffisantes sont d'abord donnees pour que la solution d'une e. D. S. R. Au sens classique reste dans un convexe donne. Nous montrons ensuite que s'il existe une solution au probleme reflechi, alors celle-ci est unique et le processus de reflexion est absolument continu. Nous montrons enfin l'existence par une methode de penalisation
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Lin, Yiqing. "Équations différentielles stochastiques sous les espérances mathématiques non-linéaire et applications." Phd thesis, Université Rennes 1, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00955814.
Full textAbstract:
Cette thèse est composée de deux parties indépendantes : la première partie traite des équations différentielles stochastiques dans le cadre de la G-espérance, tandis que la deuxième partie présente les résultats obtenus pour les équations différentielles stochastiques du seconde ordre. Dans un premier temps, on considère les intégrales stochastiques par rapport à un processus croissant, et on donne une extension de la formule d'Itô dans le cadre de la G-espérance. Ensuite, on étudie une classe d'équations différentielles stochastiques réfléchies unidimensionnelles dirigées par un G-mouvement brownien. Dans la suite, en utilisant une méthode de localisation, on prouve l'existence et l'unicité de solutions pour les équations différentielles stochastiques dirigées par un G-mouvement brownien, dont les coefficients sont localement lipschitziens. Enfin, dans le même cadre, on discute des problèmes de réflexion multidimensionnelle et on fournit quelques résultats de convergence. Dans un deuxième temps, on étudie une classe d'équations différentielles stochastiques rétrogrades du seconde ordre à croissance quadratique. Le but de ce travail est de généraliser le résultat obtenu par Possamaï et Zhou en 2012. On montre aussi l'existence et l'unicité des solutions pour ces équations, mais sous des hypothèses plus faibles. De plus, ce résultat théorique est appliqué aux problèmes de maximisation robuste de l'utilité du portefeuille en finance.
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Luo, Dejun. "Flot d’homéomorphismes associé aux équations différentielles stochastiques à coefficients non-Lipschitziens." Dijon, 2008. http://www.theses.fr/2008DIJOS014.
Full textAbstract:
L’objet de la thèse est d’étudier des équations différentielles ordinaires ou stochastiques au-delà du cadre lipschitzien. Elle est composée de trois parties. Dans la première partie, nous étudierons des équations différentielles stochastiques, sous les hypothèses que ses coefficients de diffusion sont réguliers, mais le terme de dérive satisfait seulement à la condition de Osgood générale ; nous montrerons que les solutions définissent un flot stochastique d’homéomorphismes globaux. De plus, nous montrerons divers résultats de stabilité, ou bien par l’approximation du type de Wong-Zakai, ou bien par perturber le drift. Finalement dans le cas où le coefficient de dérive admet une divergence généralisée qui est localement carré intégrable, nous construirons une solution explicite à l’équation correspondante de transport stochastique; ce qui permet de démontrer, si la divergence généralisée est bornée, le flot stochastique d’homéomorphismes laisse la mesure de Lebesgue quasi-invariante. Nous étudierons dans la deuxième partie la régularité des solutions des équations différentielles (stochastiques) avec des coefficients du type log-lipschitzien. Nous montrerons que, si l’exposant du logarithme est strictement inférieur à 1, alors presque sûrement, sa solution est höldériennes d’ordre quelconque. Par conséquent, sous le flot, la dimension de Hausdorff des sous-ensembles ne croît pas; la dimension de Hausdorff reste invariante dans le cas d’équations différentielles ordinaires. Lorsque l’exposant du logarithme est égal à 1, l’ordre höldérien de solution décroît exponentiellement avec le temps ; nous montrerons, si la divergence généralisée du coefficient d’équation différentielle ordinaire est localement bornée, alors la mesure de Lebesgue est quasi-invariante sous le flot défini par l’équation. La dernière partie sera consacrée au flot stochastique isotrope d’exposant de Sobolev critique sur. Nous montrerons que le flot est un flot stochastique d’homéomorphismes. Enfin la partie d’appendice concerne une généralisation de la théorie de DiPerna- Lions-Ambrosio sur l’espace de Wiener<br>This thesis consists of three parts. In the first part, we study the Stratonovich stochastic differential equation with singular drift coefficient. Under the assumptions that its diffusion coefficients are smooth, but the drift satisfies only the general Osgood condition, we prove that its solution is a stochastic flow of homeomorphisms. In the case that the drift satisfies a somewhat special non-Lipschitz condition, we prove that the Wong-Zakai type limit theorem holds; by regularizing the drift, we obtain another limit theorem. Finally assuming that the generalized divergence of the drift coefficient is locally square integrable, we construct an explicit solution to the corresponding stochastic transport equation; if moreover the generalized divergence is bounded, then it turns out that the homeomorphic flow leaves the Lebesgue measure quasi-invariant. We consider in the second part the regularity of solutions to (stochastic) differential equations with log-Lipschitz coefficients. We prove that almost surely, its solutions are Hölder continuous of any order. Therefore under the map of the solution, the Hausdorff dimension of any subset does not increase; in particular, the Hausdorff dimension remains invariant in the case of ordinary differential equation. Moreover, if the generalized divergence of the coefficient of the ordinary differential equation is locally bounded, then the Lebesgue measure is quasi-invariant under the action of the solution. In part three, we study the critical isotropic stochastic flow on , and we prove that the solution to the corresponding Itô stochastic differential equation is a stochastic flow of homeomorphisms. Finally the appendix concerns the generalization of the DiPerna-Lions-Ambrosio theory to the Wiener space
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Lin, Yiqing. "Équations différentielles stochastiques sous les espérances mathématiques non-linéaires et applications." Thesis, Rennes 1, 2013. http://www.theses.fr/2013REN1S012/document.
Full textAbstract:
Cette thèse est composée de deux parties indépendantes : la première partie traite des équations différentielles stochastiques dans le cadre de la G-espérance, tandis que la deuxième partie présente les résultats obtenus pour les équations différentielles stochastiques du seconde ordre. Dans un premier temps, on considère les intégrales stochastiques par rapport à un processus croissant, et on donne une extension de la formule d'Itô dans le cadre de la G-espérance. Ensuite, on étudie une classe d'équations différentielles stochastiques réfléchies unidimensionnelles dirigées par un G-mouvement brownien. Dans la suite, en utilisant une méthode de localisation, on prouve l'existence et l'unicité de solutions pour les équations différentielles stochastiques dirigées par un G-mouvement brownien, dont les coefficients sont localement lipschitziens. Enfin, dans le même cadre, on discute des problèmes de réflexion multidimensionnelle et on fournit quelques résultats de convergence. Dans un deuxième temps, on étudie une classe d'équations différentielles stochastiques rétrogrades du seconde ordre à croissance quadratique. Le but de ce travail est de généraliser le résultat obtenu par Possamaï et Zhou en 2012. On montre aussi l'existence et l'unicité des solutions pour ces équations, mais sous des hypothèses plus faibles. De plus, ce résultat théorique est appliqué aux problèmes de maximisation robuste de l'utilité du portefeuille en finance<br>This thesis consists of two relatively independent parts : the first part concerns stochastic differential equations in the framework of the G-expectation, while the second part deals with a class of second order backward stochastic differential equations. In the first part, we first consider stochastic integrals with respect to an increasing process and give an extension of Itô's formula in the G-framework. Then, we study a class of scalar valued reflected stochastic differential equations driven by G-Brownian motion. Subsequently, we prove the existence and the uniqueness of solutions for some locally Lipschitz stochastic differential equations driven by G-Brownian motion. At the end of this part, we consider multidimensional reflected problems in the G-framework, and some convergence results are obtained. In the second part, we study the wellposedness of a class of second order backward stochastic differential equations (2BSDEs) under a quadratic growth condition on their coefficients. The aim of this part is to generalize a wellposedness result for quadratic 2BSDEs by Possamaï and Zhou in 2012. In this thesis, we work under some usual assumptions and deduce the existence and uniqueness theorem as well. Moreover, this theoretical result for quadratic 2BSDEs is applied to solve some robust utility maximization problems in finance
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Massa-Turpin, Isabelle. "Sur l'interprétation probabiliste de solutions faibles D'EDP : contrôle stochastique optimal sous observations partielles et équations différentielles stochastiques rétrogrades." Valenciennes, 2004. http://ged.univ-valenciennes.fr/nuxeo/site/esupversions/be5e6f25-dba7-491b-aa3c-07d7f6306048.
Full textAbstract:
Cette thèse est scindée en deux. Elle a pour objet, d'une part, l'étude des solutions de viscosité d'inéquations variationnelles ou quasi-variationnelles issues du contrôle stochastique optimal de processus sous observations partielles. Plus précisément, on s'intéresse à la caractérisation de fonctions valeur associées à des problèmes de contrôle continu optimal jumélé avec arrêt ou impulsion. D'autre part, on traite le lien entre les solutions d'Equations Différentielles Partielles semi-linéaires et celles d'Equations Différentielles Stochastiques Rétrogrades (EDSR). On étudie d'abord des EDSR à sauts réfléchies sur deux barrières. On montre alors comment la solution de l'EDS progressive rétrograde génére la solution de viscosité d'une équation intégro-différentielle partielle avec deux obstacles. On établit ensuite le lien entre les solutions de Sobolev d'EDPs et celles d'EDSR comme application directe d'un résultat d'équivalence de normes<br>The thesis is divided in two parts. It deals with viscosity solutions of variational inequalities or quasi-variational inequalities in the first section. More precisely, we are interested in the caracterization of value functions associated to optimal stochastic control problems of a partially observed diffusion. These problems consisting of continuously acting controls combined with impulse controls or stopping times. The second part is devoted to the link between solutions of semilinear PDEs and the solutions of BSDEs. We first study double barrier BSDEs with jumps. We then prove that the solution of the FBSDE provides a viscosity solution of a parabolic integral-differential partial equation with two obstacles. Next we state the connection between Sobolev solutions of PDEs and the ones of BSDE as an application of a norm equivalence result
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Morlais, Marie-Amélie. "Equations différentielles stochastiques rétrogrades à croissance quadratique et applications." Phd thesis, Université Rennes 1, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00179388.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, l'étude menée consiste à établir de nouveaux résultats théoriques concernant des problèmes d'existence et d'unicité pour des Equations Différentielles Stochastiques Rétrogrades (EDSR) à croissance quadratique : ceci a pour but de permettre la résolution d'un problème de Mathématiques Financières, à savoir la maximisation de l'utilité (exponentielle) d'un portefeuille sous contraintes. Généralisant des résultats déjà connus en filtration brownienne pour les EDSR quadratiques, ce travail permet ainsi d'apporter des réponses au problème financier dans des contextes plus généraux.
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Boulanger, Christophe. "Stabilité et stabilisation de systèmes différentiels stochastiques." Metz, 1998. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1998/Boulanger.Christophe.SMZ9807.pdf.
Full textAbstract:
On étudie la stabilité et la stabilisation de systèmes différentiels stochastiques par des méthodes de type Lyapunov développées par Khasminskii ou Arnold. La première partie est consacrée à l'asymptotique stabilisation en probabilité de systèmes différentiels stochastiques. On étudie la régulation par la sortie et la stabilisation par des retours d'état localement bornés de systèmes différentiels stochastiques contrôlés par la technique des fonctions de Lyapunov contrôlées généralisées. D'autre part, des conditions nécessaires et suffisantes sont établies pour asymptotiquement stabiliser en probabilité des systèmes différentiels stochastiques contrôlées par des retours d'état dépendants de la sortie. Dans le cas de systèmes différentiels stochastiques contrôlés linéaires, on obtient un retour d'état linéaire dépendant de la sortie. Une classe de systèmes différentiels stochastiques contrôlés avec sortie à structure triangulaire est globalement asymptotiquement stabilisée en probabilité par un intégrateur. Dans la seconde partie, on stabilise exponentiellement en moyenne quadratique des systèmes différentiels stochastiques à grande échelle, écrits sous forme hiérarchique. De plus, plusieurs sortes de systèmes différentiels stochastiques composites sont stabilisés, dont des systèmes partiellement linéaires avec délais ; et des systèmes différentiels stochastiques en cascade. Le but de la troisième partie est d'étudier plusieurs sortes de systèmes différentiels stochastiques contrôlés et de déterminer des conditions suffisantes d'existence d'une fonction de Lyapunov contrôlée. La quatrième partie est consacrée à des systèmes différentiels stochastiques dirigés par une infinité de processus de Wiener. Des techniques de type Lyapunov sont obtenues pour la stabilité exponentielle en moyenne quadratique et l'asymptotique stabilité en probabilité. Un problème de filtrage non linéaire en dimension infinie est traité. Nous établissons les équations de Zakai et de Kushner-Stratonovich associées à ce problème de filtrage. De plus, dans le cas non corrélé, une forme robuste de l'équation de Zakai est obtenue<br>In this study we study stability and stabilization of stochastic differential systems by using Lyapunov techniques developed by Khasminskii or Arnold. The first part deals with asymptotic stabilization in probability of stochastic differential systems. The output regulation and stabilization of nonlinear control stochastic systems is studied using locally bounded state feedback. Besides, necessary and sufficient conditions are established to asymptotically stabilize in probability controlled stochastic systems by means of output feedback laws. In the linear case, a linear output feedback law is used. For a class of stochastic differential systems whose output have a triangular structure, sufficient conditions are obtained to asymptotically stabilize in probability the system by means of a smooth output feedback integrator. In the second part, large-scale stochastic differential systems in hierarchical form are exponentially stabilized in mean square if only each of the subsustems is exponentially stable in mean square. Furthermore, composite stochastic differential systems with time delays, and cascade systems are stabilized. The goal of the third part is to compute sufficient conditions for a control of Lyapunov function associated with a class of controlled stochastic differential systems. The fourth part deals with stochastic differential systems driven bay an infinite dimensional Brownian motion. Some Lyapunov techniques are obtained to exponentially stabilize in mean square or asymptotically stabilize in probability this class of systems. Moreover, a nonlinear filtering problem with correlated noises, bounded coefficients and a signal evolving in an infinite dimensional space is studied. We derive the Kushner-Stratonovich and the Zakai equations
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Hargé, Gilles. "Régulatité de certaines fonctionnelles sur l'espace de Wiener." Evry-Val d'Essonne, 1993. http://www.theses.fr/1993EVRY0001.
Full textAbstract:
On travaille ici sur des fonctionnelles définies sur l'espace de Wiener à partir d'équations différentielles stochastiques ou comme sommes de séries de processus particuliers. On se propose de montrer que de telles fonctionnelles possèdent, des propriétés de régularité comme par exemple celle de continuité approcimative. On donne de plus des estimations de vitesse de convergence associées à ces notions. Enfin, on montre, sous des hypothèses fortes, l'existence d'un développement limité appoximatif à l'ordre un pour le processus solutions d'une équation différentielle stochastique.
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Matoussi, Anis. "Equations différentielles stochastiques rétrogrades réfléchies à coefficients continus, solutions faibles d'EDPS et d'EDDSR." Le Mans, 1998. http://www.theses.fr/1998LEMA1006.
Full textAbstract:
Cette thèse a pour objet, d'une part, l'étude des équations différentielles stochastiques rétrogrades réfléchies (EDDSR) et d'autre part, la preuve de l'existence et l'unicité des solutions d'équations aux dérivées partielles stochastiques quasi-linéaires (EDPS), formulées dans un sens faible ; en utilisant des solutions généralisées des équations différentielles doublement stochastiques rétrogrades (EDDSR). Dans la première partie, on s'attache à montrer l'existence d'une solution pour l'EDSR réfléchie sur une ou deux barrières à coefficient non Lipschitz. On s'interroge en effet sur les hypothèses minimales à inclure pour obtenir ce résultat. Dans la seconde partie, on s'intéresse à l'EDPS quasi-lineaire suivante : U/T = LU (T, X) + F(T, X, U(T, X), (*U)(T, X))DT + H(T, X, U(T, X), (*U)(T, X))B/T(T), U(T, X) = G(X) ou G est une distribution. Compte tenu des résultats déjà connus sur ce sujet, nous répondons aux questions suivantes: - dans le cas ou les coefficients F(S, X, Y, Z) et H(S, X, Y, Z) sont linéaires en (Y, Z) et appartiennent à un espace de type Sobolev en X, existe-t-il une formulation faible des EDDSR pour donner une formule de Feynman-Kac pour la solution d'EDPS ? - dans le cas ou les coefficients sont non-linéaires, peut-on montrer l'existence et l'unicite d'une solution de l'EDPS et ainsi généraliser les résultats obtenus par Barles et Lesigne (1997) dans le cadre des EDP standards ?
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Pellegrini, Clément. "Existence, unicité et approximation des équations de Schrödinger stochastiques." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00334668.
Full textAbstract:
Les "équations de Schrödinger stochastiques" sont des équations différentielles stochastiques de type non classique qui apparaissent dans le domaine de la mesure en mécanique quantique. Leurs solutions sont appelées "trajectoires quantiques" et décrivent l'évolution de petits systèmes quantiques ouverts soumis à une mesure continue de type indirecte (on mesure l'environnement qui interagit avec le petit système).<br /><br />Habituellement, les justifications mathématiques et physiques de ces modèles sont loin d'être intuitives et évidentes. Soit elles manquent de rigueur car basées sur des arguments heuristiques, soit elles uilisent des outils mathématiques lourds et très abstraits (Filtrage quantique, espérance conditionnelle dans les algèbres de Von Neumann...).<br /><br />Dans cette thèse, on met en place un modèle discret de mesure en mécanique quantique. Ce modèle est basé sur celui des "interactions quantiques répétées" développé par Stéphane ATTAL et Yan PAUTRAT. Le cadre est le suivant. On considère un petit système en contact avec une chaine infinie de petits systèmes (tous notés H) identiques et indépedants entre eux. Chaque copie H interagit avec le petit système pendant un temps h. Après chaque interaction, on effectue une mesure sur H. Cette série de mesures entraine une série de modifications aléatoires de l'état du petit système. Cette série de modifications est alors décrite à l'aide d'une chaine de Markov dépendante du paramètre h. On montre alors que l'on peut obtenir les trajectoires quantiques, solutions des équations de Schrödinger stochastiques, comme limite continue (h tend vers 0) à partir de ces chaines de Markov. Ce résultat de convergence nécessite, au préalable, une étude complète des problèmes d'existence et d'uncité des solutions.<br /><br />Grâce à ce résultat de convergence, à partir d'un modèle physique discret, on justifie de façon rigoureuse et intuive l'utilisation des équations de Schrödinger stochastiques. On étend ensuite ces résultats dans le cas de modèles en dimension finie quelconque et on introduit la notion de controle.
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Mellouk, Mohammed. "Quelques propriétés des équations différentielles stochastiques dans des espaces de Besov-Orlicz." Paris 6, 1999. http://www.theses.fr/1999PA066338.
Full textAbstract:
La these se decompose en quatres parties independantes qui traitent de questions relatives aux proprietes des trajectoires de diffusions (theoreme de support, grandes deviations, loi de strassen) et du temps local brownien dans des sous espaces de fonctions continues munis d'une toplogie plus forte que celle definie par la norme uniforme classique. Plus particulierement, ce travail analyse ces proprietes dans les espaces de besov-orlicz qui constituent la classe la plus fine rendant compte des proprietes des trajectoires browniennes ainsi qu'il resulte des travaux de ciesielski, kerkyacharian et roynette par l'intermediaire des descriptions analytiques des espaces de besov-orlicz sur la base de haar. Dans les quatres parties de ce travail, on etudie successivement, dans ces espaces, la regularite de la trajectoire spatiale du temps local brownien (on montre grace a une version, due a biane et yor, du theoreme de ray, que la regularite en espace du temps local brownien est la meme que celle du brownien lui meme), les grandes deviations des equations differentielles anticipatives (au sens de stratonovich), le theoreme de support de stroock-varadhan de ces memes equations (en utilisant l'approche millet-sanz qui fait usage de transformations absolument continues de l'espace des trajectoires construites par interpolation lineaire adaptee, on caracterise le support toplogique de la loi de ces equations), la quatrieme partie, plus independante que les autres, est consacree au principe de grandes deviations des equations d'evolutions a coefficients aleatoires (ce resultat est obtenu a l'aide d'un principe de contraction etendu), generalisant ainsi divers travaux anterieurs.
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Xu, Mingyu. "Contributions à l'étude des équations différentielles stochastiques rétrogrades fléchies et applications aux équations et dérivées partielles." Le Mans, 2005. http://cyberdoc.univ-lemans.fr/theses/2005/2005LEMA1004.pdf.
Full textAbstract:
Dans un premier chapitre, nous avons considéré les équation différentielles stochastiques rétrogrades (EDSRs) réfléchies avec une ou deux barrières continues à droite et limitées à gauche (càdlàg). En utilisant une méthode d'itération de Picard nous avons obtenu l'existence et l'unicité de lasolution de l'EDSR à deux barrières. Nous avons ensuite utilisé une méthode de pénalisation dans le cas d'une barrière. En considérant les solutions (Y n,Zn,Kn) des équations pénalisées comme solutions d'EDSRs réfléchies, on montre que la limite (Y,Z,K) est la solution du problème, parles propriétés de l'enveloppe de Snell et le théorème ”limit monotonic” de Peng (Peng, S. , 1999). Dans le cas de l'équation avec deux barrières càdlàgs, de manière analogue, une généralisation du”limit monotonic” théorème permet de passer à la limite dans les équations pénalisées. Ensuite, la représentation des solutions via les Jeux de Dynkin nous permet d'obtenir que la limite (Y,Z,K)est alors la solution du problème. Dans un second travail, nous avons généralisé ce type de résultat au cas o`u les barrières sont seulement L2, en utilisant toujours une méthode de pénalisation avec la théorie des g-sur-solutions. Dans un second chapitre, nous considérons les EDSRs réfléchies avec une barrière continue,associées à (_, f,L), lorsque _ 2 L2(FT ), f(t, !, y, z) est continue, satisfait des conditions de mono-tonie, de croissance générale en y, et la condition lipschitzienne en z, et lorsque la barrière (Lt)0_t_Test un processus continu progressivement mesurable, qui vérifie certaines conditions d'intégrabilité. Nous avons notamment montré l'existence et l'unicité de la solution dans L2, pour cette équation réfléchie avec temps terminal déterministe. La preuve de l'existence s'effectue en quatre étapes. La première étape consiste à montrer le résultat sous des hypothèses de bornitude pour _, f(t, 0) etL+. La seconde étape (la plus délicate) consiste à relaxer l'hypothèse de bornitude sur L+ ; enfin les deux dernières étapes nous permettent d'obtenir le résultat général, en relaxant les hypothèses de bornitude sur _ et f(t, 0). Les théorèmes de comparaison jouent un rôle important, en nous permettant de passer à la limite dans les équations. Nous avons ensuite étudié le cas o`u le temps terminal est aléatoire. L'existence et l'unicité de la solution sont montrées. Dans un troisième chapitre, nous étudions les EDSRs réfléchies à une barrière dont le générateur satisfait des conditions de monotonie, de croissance générale en y, et une condition de croissance quadratique ou linéaire en z, et lorsque la barrière L est uniformément bornée. Nous montrons l'existence d'une solution par approximation, sous ces conditions. Nous trouvons également une condition nécessaire et suffisante pour le cas f(t, !, y, z) = |z|2 , et construisons sa solution expli-citement. Pour le cas f(t, !, y, z) = |z|p, p 2 (1, 2), nous montrons une condition suffisante. Dans un quatrième chapitre, nous traitons des EDSRs réfléchies avec deux barrières, lorsque satisfait des conditions de monotonie, continuité, croissance générale en y, et de Lipschiz en z,comme dans le second chapitre. Pour les barrières, nous exigeons que L et U soient continues, L < Usur [0, T], et l'hypothèse de Mokobodski. Nous montrons l'existence et l'unicité de la solution pour cette équation. Dans un cinquième chapitre, nous étudions les applications des ESDRs. Une application importante des EDSRs consiste à donner une interprétation probabiliste (Formule de Feynman-Kacnonlinéaire) pour les solutions des équations aux dérivées partielles (EDPs) semi linéaires parabo-liques. Nous appliquons la méthode d'approximation et les résultats de l'EDSR dans (Pardoux,1999), pour l'EDP semi linéaire, dans le sens Sobolev, par la solution de l'EDSR correspondante. Ensuite, nous utilisons la notion de l'EDP avec obstacle (Bally et al. , 2004). Par la même approximation que dans le second chapitre, nous montrons l'interprétation probabiliste de la solution(u, _) de l'EDP par la solution (Y,Z,K) de l'EDSR réfléchie. Ici, nous supposons que l'obstacle hest à croissance polynômiale. Nous prouvons un théorème qui permet de remplacer la fonction test régulière par la fonction test aléatoire sous les conditions de monotonie et de croissance générale,et par ce théorème nous obtenons l'unicité de la solution de l'EDP via l'unicité de la solution del'EDSR ou l'EDSR réfléchie. Enfin dans un dernier chapitre, nous étudions les solutions numériques des EDSRs et présentons des résultats de simulation, et nous appliquons notamment cette technique au calcul des options américaines<br>In the first chapter, we consider the reflected backward stochastic differential equation (BSDEsin short) with one or two right continuous and left limited (RCLL in short) barriers. Using the Picarditeration method, we obtained the existence and uniqueness of the solution of the reflected BSDEwith two RCLL barriers. Then we use the penalization method to the case of one RCLL barrier. Considering the solutions (Y n,Zn,Kn) of penalized equations as solutions of reflected BSDEs,we prove that the limit (Y,Z,K) is the solution of equation, by properties of Snell envelope andmonotonic limit theorem (Peng S. , 1999). In the case of equation with two RCLL barriers, by theanalogue method, we prove the limit (Y,Z,K) of penalized equation is the solution of problem,by the representation of solutions via Dynkin game. Here we need a generalized monotonic limittheorem, which permit us to pass the limit for penalized equations. In a second work, we have generalized this type of result to the case where barriers are just inL2, by the method of penalization and the theory of g-supersolution. In the second chapter, we consider the reflected BSDEs with one continuous barrier, associatedto (_, f,L), when _ 2 L2(FT ), f(t, !, y, z) is continuous, satisfies monotonic and general increasingconditions on y, and Lipschitz condition on z, and when the barrier (Lt)0_t_T is a progressivelymeasurable continuous process, which verifies certain integrability condition. We have also notable prove the existence and uniqueness of solution in L2, for this reflectedequation with determinist terminal time. The proof of existence is effected by four steps. The firststep consists to prove the result under the boundness condition of _, f(t, 0) et L+. The second step(the most delicate) consists to relax the boundness condition of L+ ; the following two step permitus to obtain the general result, relaxing the boundness condition on _ and f(t, 0). The comparisontheorems play important roles, which help us to pass the limit in the equations. Then we study thecase when the terminal time is a stopping time. The existence and uniqueness of the solution arealso proved. In the third chapter, we have studied the reflected BSDEs with one barrier, whose generator fsatisfies the monotonic and general increasing condition on y, and quadratic and linear condition onz, when the barrier L is uniformly bounded. We prove the existence of a solution by approximation,under these conditions. We also find a necessary and sufficient condition for the case f(t, !, y, z) =|z|2, and construct its solution explicitly. For the case f(t, !, y, z) = |z|p, p 2 (1, 2), we prove asufficient condition. In the forth chapter, we treat the reflected BSDE with two barrier, when f satisfies the mono-tonic, continuous and general increasing conditions on y, and Lipschitz condition on z, like in thesecond chapter. For the barriers, we suppose that L and U are continuous, L < U on [0, T], andMokoboski condition. We prove the existence and uniqueness of the solution for this equation. In the fifth chapter, we study the applications of BSDE. A important application of BSDEconsists to give a probabilistic interpretation (nonlinear Feynman-Kac formula) pour solutions ofsemilinear parabolic partial differential equations. We apply the approximation method and resultsof BSDE in (Pardoux, 1999) for semiliear PDE in Sobolev sense, by the solution of correspondingBSDEs. In following, we use the notion of PDE with obstacle (Bally et al. , 2004). By the sameapproximation in second chapter, we prove the probabilistic interpretation of the solution (u, _) ofPDE by the solution (Y,Z,K) of reflected BSDE. Here, we suppose that the obstacle h is polynomialincreasing. We prove a theorem which permits us to replace the regular test function by the randomtest function under monotonic and general increasing conditions, and by this theorem we obtainthe uniqueness of the solution of PDE from the solution of BSDE or reflected BSDE. Finally, in the last chapter, we study the numerical solutions of BSDEs and present somesimulation results, and we apply this technique to the calculation of American option
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Giet, Jean-Sébastien. "Processus stochastiques : application à l'équation de Navier-Stokes ; simulation de la loi de diffusions irrégulières ; vitesse de convergence du schéma d'Euler pour des fonctionnelles." Nancy 1, 2000. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/SCD_T_2000_0109_GIET.pdf.
Full textAbstract:
La première partie de cette thèse est consacrée à l'élaboration d'une représentation probabiliste de la solution de l'équation de Navier-Stokes considérée dans un domaine [oméga] de R3, régulier et borné. A la solution qui représente la vitesse d'un fluide visqueux et incompressible dans le domaine est associé le tourbillon. Ce dernier sera interprété comme la densité d'un processus de branchement, les phénomènes aléatoires de branchements correspondant à des créations ou des destructions de masse du tourbillon. Dans la deuxième partie, nous considérons certaines E. D. S. Bidimensionnelles présentant localement des coefficients de dérivé et de diffusion de très grande amplitude. Nous proposons un schéma de simulation adapté à cette particularité. La méthode développée ici conduit à remplacer la simulation de l'E. D. S. Initiale, par la simulation de deux E. D. S. Unidimensionnelles à coefficients réguliers. Dans la troisième partie, nous étudions l'erreur commise en remplaçant une diffusion régulière par l'approximation donnée par le schéma d'Euler, dans l'espérance de différentes fonctionnelles de la trajectoire. Une majoration, établie dans le cas de l'intégrale d'une fonction mesurable et bornée de la trajectoire, permet de proposer une série d'applications dont une majoration de l'erreur dans l'approximation de la solution d'un problème de Gauchy par des méthodes probabilistes.
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Moutsingas, Octave. "Approche probabiliste des particules collantes et système de gaz sans pression." Lille 1, 2003. https://pepite-depot.univ-lille.fr/RESTREINT/Th_Num/2003/50376-2003-41.pdf.
Full textAbstract:
A chaque instant t, nous construisons la dynamique des particules collantes distribuées initialement suivant une fonction de répartition F0, avec une vitesse u0, à partir de l'enveloppe convexe H(. , t) de la fonction mE (0, 1)→ ∫ma (F0-l(z) + tu0(F0-l(z)))dz. Ici, F0-l est l'une des deux fonctions inverses de F0. Nous montrons que les processus X;(m) = ðmH(m, t), Xt(m) = ðmH(m,t) , définis sur l'espace probabilisé ([0,1], β, [lambda]), sont indistinguables et ils modélisent les trajectoires des particules. Le processus Xt := X-t = X+t est une solution de l'équation (EDS) : dXt/dt = E[u0(X0)/XtJ, telle que P(X0 [inférieur ou é̀gal à]x) = F0(x)[quel que soit]x. L'inverse Mt := M(. , t) de la fonction m → ðmH(m, t) est la fonction de répartition des particules à l'instant t. Elle est aussi la fonction de répartition de la variable aléatoire Xt. On montre l'existence d'un flot (ø(x,t, Ms, us), s <t) tel que Xt = ø(Xs, t, Ms,us), où us(x) = E[u0(X0)/Xs = x] est la fonction vitesse des particules à l'instant s. Si dFn0/dx converge faiblement vers dF0/dx, alors la suite des flots ø(. ,. , Fn0, u0) converge uniformément, sur tout compact, vers ø(. ,. , F0,u0). Ensuite, nous retrouvons et étendons certains résultats des équations aux dérivées partielles: la fonction (x, t) ~ M(x, t) est la solution entropique d'une loi de conservation scalaire de donnée initiale F0, et la famille (P(dX,t) = P(Xt E dx), u(x, t) = E[u0(X0)/Xt = x], t > 0) est une solution faible du système de gaz sans pression de données initiales dF0/dxX),u0. Cette thèse contient aussi d'autres solutions de l'équation différentielle stochastique (EDS) ci-dessus. Ces solutions sont obtenues par la superposition des dynamiques collante et de désintégration.
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Delarue, François. "Equations différentielles stochastiques progressives-rétrogrades : application à l'homogénéisation des EDP quasi-linéaires." Aix-Marseille 1, 2002. http://www.theses.fr/2002AIX11003.
Full textAbstract:
Les travaux exposés dans cette thèse traitent d'une façon assez générale des équations différentielles stochastiques progressives-rétrogrades (en abrégé EDSPR). De telles équations possèdent entre autres l'intérêt de fournir une représentation probabiliste des solutions d'EDP quasi-linéaires. Dans cette optique, nous sommes motivés par l'étude, à l'aide de cet objet probabiliste, de l'homogénéisation de telles EDP. En réalité, afin de poursuivre au mieux un tel objectif, nous développons dans un premier temps le cadre préexistant de la théorie des EDSPR. Cette première phase de travail nous permet d'établir un résultat supplémentaire d'existence et d'unicité des solutions, nécessitant comme hypothèse principale l'uniforme ellipticité de la matrice de diffusion. Notre démarche consiste à combiner techniques probabilistes et estimations a priori des solutions d'EDP quasi-linéaires. Dans un deuxième temps, nous parvenons à démontrer, à l'aide de techniques purement stochastiques, ces estimations analytiques, et à établir ainsi une preuve exclusivement probabiliste du résultat d'existence et d'unicité précédemment mentionné. Ces travaux préliminaires nous permettent de nous consacrer ensuite à l'application à l'homogénéisation des EDP quasi-linéaires. Dans un premier temps, nous nous attachons au cas d'équations paraboliques à structure périodique, en se fondant à la fois sur des propriétés de stabilité des EDS (progressives)-rétrogrades et sur des techniques de convergence faible. Nous étendons finalement dans un second temps cette approche au cas d'équations à coefficients aléatoires
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Moussaoui, Hadjer. "Contribution aux équations différentielles stochastiques rétrogrades et application aux équations aux dérivées partielles et au contrôle stochastique." Electronic Thesis or Diss., Toulon, 2018. http://www.theses.fr/2018TOUL0016.
Full textAbstract:
L'objectif de cette thèse est l'étude des équations différentielles stochastiques rétrogrades (EDSR) et progressives-rétrogrades (EDSPR), dont les résultats principaux sont : Le premier porte sur la solvabilité des EDSR à croissance logarithmique de type (lylllnlyll lzlJllnlzll) et application aux équations aux dérivées partielles (EDP). Le deuxième concerne l'existence d'un contrôle optimal stricte pour un système dirigé par une EDSPR fortement couplée. Des multiples applications sont établies. Un résultat d'existence et d'unicité de la solution de l'équation de Hamilton-Jacobi-Belmann (HJB) est également établi<br>The objective of this thesis is to study backward stochastic differential equations (BSDE) and forward-backward stochastic differential equations (FBSDE), the main results are:The first is about the solvability of logarithmic BSDE of type (lylllnlyll lzlJllnlzll) and application to partial differential equations (PDE). The second concems the existence of strict optimal control for a system driven by a strongly coupled FBSDE. Multiple applications are established. A result of existence and uniqueness of the solution of the Hamilton-Jacobi-Belmann equation (HJB) is also established
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Piozin, Lambert. "Quelques résultats sur les équations rétrogrades et équations aux dérivées partielles stochastiques avec singularités." Thesis, Le Mans, 2015. http://www.theses.fr/2015LEMA1004/document.
Full textAbstract:
Cette thèse est consacrée à l'étude de quelques problèmes dans le domaine des équations différentielles stochastiques rétrogrades (EDSR), et leurs applications aux équations aux dérivées partielles.Dans le premier chapitre, nous introduisons la notion d'équation différentielle doublement stochastique rétrograde (EDDSR) avec condition terminale singulière. Nous étudions d’abord les EDDSR avec générateur monotone, et obtenons ensuite un résultat d'existence par un schéma d'approximation. Une dernière section établit le lien avec les équations aux dérivées partielles stochastiques, via l'approche solution faible développée par Bally, Matoussi en 2001.Le deuxième chapitre est consacré aux EDSR avec condition terminale singulière et sauts. Comme dans le chapitre précédent la partie délicate sera de prouver la continuité en T. Nous formulons des conditions suffisantes sur les sauts afin d'obtenir cette dernière. Une section établit ensuite le lien entre solution minimale de l'EDSR et équations intégro-différentielles. Enfin le dernier chapitre est dédié aux équations différentielles stochastiques rétrogrades du second ordre (2EDSR) doublement réfléchies. Nous avons établi l'existence et l'unicité de telles équations. Ainsi, il nous a fallu dans un premier temps nous concentrer sur le problème de réflexion par barrière supérieure des 2EDSR. Nous avons ensuite combiné ces résultats à ceux existants afin de donner un cadre correct aux 2EDSRDR. L'unicité est conséquence d'une propriété de représentation et l'existence est obtenue en utilisant les espaces shiftés, et les distributions de probabilité conditionnelles régulières. Enfin une application aux jeux de Dynkin et aux options Israëliennes est traitée dans la dernière section<br>This thesis is devoted to the study of some problems in the field of backward stochastic differential equations (BSDE), and their applications to partial differential equations.In the first chapter, we introduce the notion of backward doubly stochastic differential equations (BDSDE) with singular terminal condition. A first work consists to study the case of BDSDE with monotone generator. We then obtain existing result by an approximating scheme built considering a truncation of the terminal condition. The last part of this chapter aim to establish the link with stochastic partial differential equations, using a weak solution approach developed by Bally, Matoussi in 2001.The second chapter is devoted to the BSDEs with singular terminal conditions and jumps. As in the previous chapter the tricky part will be to prove continuity in T. We formulate sufficient conditions on the jumps in order to obtain it. A section is then dedicated to establish a link between a minimal solution of our BSDE and partial integro-differential equations.The last chapter is dedicated to doubly reflected second order backward stochastic differential equations (2DRBSDE). We have been looking to establish existence and uniqueness for such equations. In order to obtain this, we had to focus first on the upper reflection problem for 2BSDEs. We combined then these results to those already existing to give a well-posedness context to 2DRBSDE. Uniqueness is established as a straight consequence of a representation property. Existence is obtained using shifted spaces, and regular conditional probability distributions. A last part is then consecrated to the link with some Dynkin games and Israeli options
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Lemor, Jean-Philippe. "Approximation par projections et simulations de Monte-Carlo des équations différentielles stochastiques rétrogrades." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2005. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00001396.
Full textAbstract:
Cette thèse traite de l'approximation des équations différentielles stochastiques rétrogrades (EDSR) par projections et simulations de Monte-Carlo. Les applications envisagées ont rapport aux mathématiques financières. Dans une première partie, nous proposons un premier algorithme dont nous étudions la convergence en fonction de ses paramètres. Ayant montré les limitations de ce premier algorithme, nous étudions dans une deuxième partie un second algorithme pour lequel nous établissons de nouvelles bornes d'erreurs. Celles-ci nous permettent d'obtenir une précision arbitrairement petite dans l'approximation des solutions d'EDSR. Nous étendons dans une troisième partie nos résultats au cas des EDSR rétrogrades qui permettent de modéliser le problème de réplication d'options américaines. Enfin, dans une dernière partie, nous expérimentons numériquement les algorithmes analysés précédemment. En conclusion, nous donnons des pistes pour étendre ce travail.
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Barbata, Asma. "Filtrage et commande basée sur un observateur pour les systèmes stochastiques." Thesis, Université de Lorraine, 2015. http://www.theses.fr/2015LORR0013/document.
Full textAbstract:
Ce mémoire de thèse traite du filtrage et de la commande des systèmes non linéaires décrits par des équations différentielles stochastiques au sens d'Itô dont la diffusion est commandée par un bruit qui intervient de manière multiplicative avec l'état. Dans ce manuscrit, nous avons cherché à relaxer les conditions de stabilité utilisées dans la littérature en employant la stabilité exponentielle presque sûre, aussi appelée stabilité exponentielle avec une probabilité de un. Un nouveau théorème sur la stabilité exponentielle presque sûre du point d'équilibre d'une classe de systèmes stochastiques non linéaires triangulaires est proposé: la stabilité de l'ensemble du système est assurée par la stabilité de chaque sous-système considéré isolément. Ce théorème est appliqué au filtrage des systèmes stochastiques avec des bruits multiplicatifs. Des conditions pour le rejet asymptotique des perturbations intervenant dans une équation différentielle stochastique avec des bruits multiplicatifs sont proposées avec un taux de convergence exponentielle presque sûre garanti. Un correcteur, par retour d’état et par retour de sortie, de type bang-bang est synthétisé pour une classe de systèmes non linéaires stochastiques avec la stabilité exponentielle presque sûre. Le lemme borné réel pour les systèmes stochastiques algébro-différentiels avec des bruits multiplicatifs est formulé, ainsi que le développement de la formule d'Itô pour ces systèmes. Un correcteur H-infini par retour de sortie est synthétisé pour ces systèmes avec la stabilité exponentielle en moyenne quadratique. Un observateur pour ces systèmes est proposé avec la stabilité exponentielle presque sûre<br>This thesis deals with the filtering and control of nonlinear systems described by Itô stochastic differential equations whose diffusion is controlled by a noise which is multiplied with the state vector. In this manuscript, the goal is to relax the conditions of stability used in the literature using the almost sure exponential stability, also called exponential stability with probability equal to one. A new theorem on the almost sure exponential stability of the equilibrium point of a class of triangular nonlinear stochastic systems is proposed: the stability of the whole system is ensured by the stability of each decoupled subsystem. This theorem is applied to the filtering of stochastics systems with multiplicative noises. Conditions for asymptotic rejection of perturbations occurring in a stochastic differential equation with multiplicative noises have been proposed. The considered stability is the almost sure exponential one. A bound of the Lyapunov exponent ensures the almost sure convergence rate to zero for the state of the system. A bang-bang control law is synthesized for a class of stochastic nonlinear systems in two cases: (i) state feedback and (ii) measured output feedback with an observer. The used stability is the almost sure exponential one. The bounded real lemma is developed for stochastic algebro-differential systems with multiplicative noises and the Itô formula given for thèse systems. This approach has been used for the synthesis of an H-ihfinity measured output feedback control law with the exponential mean square stability. An observer for nonlinear stochastic algebro-differential systems was proposed using the almost sure exponential stability
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Bahlali, Khaled. "Sur les solutions fortes d'équations différentielles stochastiques à coefficients non lipschitziens en dimension finie." Paris 6, 1988. http://www.theses.fr/1988PA066036.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, on étudie les solutions fortes des équations différentielles stochastiques (EDS) à coefficients non lipschitziens. Au premier chapitre, partie A, on considère des EDS d'Itō dont le coéfficien de diffusion est non dégénéré (uniforméménet elliptique) et on établit des conditions suffisantes pour avoir l'existence et l'unicité forte des solutions. Sous ces dernières conditions, on montre, à la partie B, que les solutions sont non confluentes. Au chapitre II, on étend une partie des résultats obtenus au chapitre I, aux EDS par rapport à des semi-martingales.
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Soumana, Hima Abdoulaye. "Équations différentielles stochastiques sous G-espérance et applications." Thesis, Rennes 1, 2017. http://www.theses.fr/2017REN1S007/document.
Full textAbstract:
Depuis la publication de l'ouvrage de Choquet (1955), la théorie d'espérance non linéaire a attiré avec grand intérêt des chercheurs pour ses applications potentielles dans les problèmes d'incertitude, les mesures de risque et le super-hedging en finance. Shige Peng a construit une sorte d'espérance entièrement non linéaire dynamiquement cohérente par l'approche des EDP. Un cas important d'espérance non linéaire cohérente en temps est la G-espérance, dans laquelle le processus canonique correspondant (B_{t})_{t≥0} est appelé G-mouvement brownien et joue un rôle analogue au processus de Wiener classique. L'objectif de cette thèse est d'étudier, dans le cadre de la G-espérance, certaines équations différentielles stochastiques rétrogrades (G-EDSR) à croissance quadratique avec applications aux problèmes de maximisation d'utilité robuste avec incertitude sur les modèles, certaines équations différentielles stochastiques (G-EDS) réfléchies et équations différentielles stochastiques rétrogrades réfléchies avec générateurs lipschitziens. On considère d'abord des G-EDSRs à croissance quadratique. Dans le Chapitre 2 nous fournissons un resultat d'existence et unicité pour des G-EDSRs à croissance quadratique. D'une part, nous établissons des estimations a priori en appliquant le théorème de type Girsanov, d'où l'on en déduit l'unicité. D'autre part, pour prouver l'existence de solutions, nous avons d'abord construit des solutions pour des G-EDSRs discretes en résolvant des EDPs non-linéaires correspondantes, puis des solutions pour les G-EDSRs quadratiques générales dans les espaces de Banach. Dans le Chapitre 3 nous appliquons les G-EDSRs quadratiques aux problèmes de maximisation d'utilité robuste. Nous donnons une caratérisation de la fonction valeur et une stratégie optimale pour les fonctions d'utilité exponentielle, puissance et logarithmique. Dans le Chapitre 4, nous traitons des G-EDSs réfléchies multidimensionnelles. Nous examinons d'abord la méthode de pénalisation pour résoudre des problèmes de Skorokhod déterministes dans des domaines non convexes et établissons des estimations pour des fonctions α-Hölder continues. A l'aide de ces résultats obtenus pour des problèmes déterministes, nous définissons le G-mouvement Brownien réfléchi et prouvons son existence et son unicité dans un espace de Banach. Ensuite, nous prouvons l'existence et l'unicité de solution pour les G-EDSRs multidimensionnelles réfléchies via un argument de point fixe. Dans le Chapitre 5, nous étudions l'existence et l'unicité pour les équations différentielles stochastiques rétrogrades réfléchies dirigées par un G-mouvement brownien lorsque la barrière S est un processus de G-Itô<br>Since the publication of Choquet's (1955) book, the theory of nonlinear expectation has attracted great interest from researchers for its potential applications in uncertainty problems, risk measures and super-hedging in finance. Shige Peng has constructed a kind of fully nonlinear expectation dynamically coherent by the PDE approach. An important case of time-consistent nonlinear expectation is G-expectation, in which the corresponding canonical process (B_{t})_{t≥0} is called G-Brownian motion and plays a similar role to the classical Wiener process. The objective of this thesis is to study, in the framework of the G-expectation, some backward stochastic differential equations (G-BSDE) under a quadratic growth condition on their coefficients with applications to robust utility maximization problems with uncertainty on models, Reflected stochastic differential equations (reflected G-SDE) and reflected backward stochastic differential equations with Lipschitz coefficients (reflected G-BSDE). We first consider G-BSDE with quadratic growth. In Chapter 2 we provide a result of existence and uniqueness for quadratic G-BSDEs. On the one hand, we establish a priori estimates by applying the Girsanov-type theorem, from which we deduce the uniqueness. On the other hand, to prove the existence of solutions, we first constructed solutions for discrete G-BSDEs by solving corresponding nonlinear PDEs, then solutions for the general quadratic G-BSDEs in the spaces of Banach. In Chapter 3 we apply quadratic G-BSDE to robust utility maximization problems. We give a characterization of the value function and an optimal strategy for exponential, power and logarithmic utility functions. In Chapter 4, we discuss multidimensional reflected G-SDE. We first examine the penalization method to solve deterministic Skorokhod problems in non-convex domains and establish estimates for continuous α-Hölder functions. Using these results for deterministic problems, we define the reflected G-Brownian motion and prove its existence and its uniqueness in a Banach space. Then we prove the existence and uniqueness of the solution for the multidimensional reflected G-SDE via a fixed point argument. In Chapter 5, we study the existence and uniqueness of the reflected backward stochastic differential equations driven by a G-Brownian motion when the obstacle S is a G-Itô process