Groupe de travail Probabilités et Statistique

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Quelle est la probabilité qu'une formule soit plus simple qu'une autre ?

Catégorie d'évènement : Groupe de travail Probabilités et Statistique Date/heure : 7 décembre 2023 09:15-10:15 Lieu : Salle de conférences Nancy Oratrice ou orateur : Pierre Mercuriali (IECL) Résumé :

Je présente ici certains travaux que j’ai effectués lors de ma thèse sur les représentations efficaces de fonctions Booléennes, ainsi que certaines explorations probabilistes que j’ai menées par la suite. Nous pouvons définir une fonction Booléenne {0,1}^n -> {0,1} par sa table de vérité, ce qui est en général plus coûteux que d’en donner une formule, e.g., en forme normale disjonctive ou conjonctive. Je présenterai un cadre de travail général qui permet de comparer, en termes de coût, les différentes manières de définir ces formes normales. La comparaison de certaines formes normales est un problème ouvert. Afin d’y répondre, je présenterai une extension de ce cadre de travail pour étudier la distribution des tailles des formules Booléennes minimales, étant données des contraintes structurelles fortes.

Énumération de cartes et polynômes de Jack.

Catégorie d'évènement : Groupe de travail Probabilités et Statistique Date/heure : 23 novembre 2023 09:15-10:15 Lieu : Salle de conférences Nancy Oratrice ou orateur : Houcine Ben Dali (IECL et IRIF Paris) Résumé :
Les cartes combinatoires sont des graphes plongés sur des surface orientables ou non. La théorie de représentation du groupe symétrique permet d’établir plusieurs connexions entre les séries génératrices de cartes et les fonctions de Schur, qui sont une famille de fonction symétriques. Je m’intéresse à deux familles de conjectures qui lient les polynômes de Jack, une déformation à un paramètre des fonctions de Schur, à des séries génératrices de cartes  comptées avec un poids de « non orientabilité ».
Dans cet exposé, je présente une interprétation combinatoire pour les polynômes de Jack en termes de cartes non orientables à niveaux. Ce résultat généralise une formule pour les caractères du groupe symétrique conjecturée par Stanley et démontré par Féray en 2010. Cet exposé repose sur un travail effectué en collaboration avec Maciej Dołęga.

Que se passe-t-il autour d'un vide extrême ? (II) Étude de la distribution aléatoire sur les polytopes décrivant les trous d'une percolation booléenne de très grand paramètre.

Catégorie d'évènement : Groupe de travail Probabilités et Statistique Date/heure : 16 novembre 2023 09:15-10:15 Lieu : Salle de conférences Nancy Oratrice ou orateur : Rémi Peyre Résumé :

Cet exposé, bien que s’inscrivant dans la continuité de celui de la semaine dernière, devrait néanmoins pouvoir être suivi sans souci majeur même par ceux n’y ayant pas assisté.

La semaine dernière, nous avons motivé l’introduction d’une certaine distribution de probabilité P à valeurs dans les polytopes d-dimensionnels, distribution que nous avons introduite comme décrivant, en régime asymptotique, la forme des trous qui subsistent lorsqu’on procède à une « percolation booléenne » de très grand paramètre dans ℝd (ce qui consiste à jeter au hasard dans l’espace un très grand nombre de boules interpénétrables). Après avoir rappelé brièvement la description rigoureuse de P, cet exposé sera consacré à l’étude de ses propriétés.

La première question qui nous préoccupera consistera à simuler “directement” P : en effet, la définition que nous avons donnée la semaine dernière ne permettait pas de construire facilement la loi P, mais seulement la loi Q déduite de la précédente en la biaisant par le volume du polytope. Or il se trouve qu’il existe aussi un moyen de décrire P sans passer par une telle mesure biaisée : ce qui permet non seulement d’en faire des simulations, mais surtout de disposer d’une approche plus commode pour en étudier les propriétés ! Cela nous permettra notamment de déterminer le volume moyen des polytopes tirés selon P : quantité qui est directement liée à la densité des trous dans la percolation booléenne.

La question du nombre moyen d’hyperfaces des polytopes tirés selon P est quant à elle liée à l’« indice extrêmal » des cellules de Voronoï de grand circumrayon — je rappellerai ce que tout cela signifie. Je présenterai à ce sujet une idée nouvelle que j’ai eue il y a quelques mois, qui a permis de résoudre et de généraliser une conjecture émise par Pierre CALKA il y a une dizaine d’années : en dimension 2, le nombre moyen de côtés de notre polygone aléatoire vaut 4, et plus généralement en dimension d, le nombre d’hyperfaces du polytope vaut 2d 😀

Enfin, je présenterai quelques autres caractéristiques de la distribution P que je suis arrivé à calculer. Un phénomène remarquable semble se dessiner : pour toutes les valeurs de d et j où j’ai su mener les calculs à bien, le nombre moyen de j-faces du polytope aléatoire de dimension d se trouve être égal au nombre de j-faces du d-hypercube ! Je vous partage cette conjecture avec d’autant plus d’intérêt que je n’en ai pris conscience que le soir après mon premier exposé…! 😋

Que se passe-t-il autour d'un vide extrême ? (I)

Catégorie d'évènement : Groupe de travail Probabilités et Statistique Date/heure : 9 novembre 2023 09:15-10:15 Lieu : Salle de conférences Nancy Oratrice ou orateur : Rémi Peyre Résumé :

Forme asymptotique des trous dans une percolation booléenne de grand paramètre

La mosaïque de Poisson-Voronoï est un objet classique en géométrie aléatoire : on jette des « germes » de façon poissonnienne dans l’espace euclidien ℝd ; et à chaque germe, on associe la « cellule » des points de l’espace situés plus près de lui que de n’importe quel autre germe. (Ce qui, au passage, donne lieu à de jolis dessins 😇). On peut alors chercher à comprendre les « phénomènes extrêmaux » d’un tel processus aléatoire, à savoir, répondre aux questions du type : lorsqu’une cellule possède un comportement extraordinaire, conditionnellement à cela, à quoi ressemble-t-elle ? Cette problématique a notamment été étudiée par Pierre CALKA et Nicolas CHENAVIER.

Ici nous nous intéressons aux cellules de très grand circumrayon, c’est-à-dire, les cellules dont une partie du bord est située à distance > R du germe pour un R très grand. L’existence d’une telle cellule est équivalente à dire qu’il y a dans l’espace une boule de rayon R entièrement vide de germes. Or, dans un tel cas, à ce vide sont toujours associées plusieurs (au moins d + 1) cellules de grand circumrayon. Mais combien au juste ? Il se trouve que, lorsqu’on fait tendre R vers l’infini, la loi du nombre de cellules dans un tel « agrégat » de cellules de grand circumrayon converge vers une limite qui n’est pas dégénérée (pour d > 1)… mais dont le comportement est encore mal compris !

Dans cette paire d’exposés, je vais raconter comment j’ai étudié cette loi-limite du nombre d’agrégats, via des objets géométriques aléatoires qui sont intéressants en tant que tels. L’étude de ces objets, ainsi que leur simulation, fait intervenir plusieurs idées intéressantes. Mon but ultime sera notamment de vous expliquer comment je suis parvenu à démontrer que l’espérance du nombre de cellules dans un agrégat (qu’on appelle, dans le jargon, « l’inverse de l’indice extrêmal ») vaut 2d, confirmant et généralisant une conjecture émise par P. Calka il y a une dizaine d’années.

Ce premier exposé sera plus spécifiquement consacré à l’étude asymptotique de la forme des zones situées à distance plus de R de tout germe : nous montrerons comment une renormalisation appropriée permet d’obtenir une convergence de cette forme vers une loi de probabilité non triviale, loi que nous définirons rigoureusement.

Réunion d'équipe

Catégorie d'évènement : Groupe de travail Probabilités et Statistique Date/heure : 28 septembre 2023 09:15-10:15 Lieu : Salle de conférences Nancy Oratrice ou orateur : Pascal Moyal Résumé :

La réunion d’équipe de la rentrée

Modèles individu-centrés en dynamique adaptative, comportement asymptotique et équation canonique : le cas des mutations petites et fréquentes.

Catégorie d'évènement : Groupe de travail Probabilités et Statistique Date/heure : 21 septembre 2023 10:45-11:45 Lieu : Salle de conférences Nancy Oratrice ou orateur : Vincent Hass (IECL) Résumé :

Le premier groupe de travail, un peu plus tôt que d’habitude. Voici le résumé.

La théorie des dynamiques adaptatives est une branche de la biologie de l’évolution qui étudie les liens entre écologie et évolution. Les hypothèses biologiques qui définissent son cadre sont celles de mutations rares et petites et de grande population asexuée. Les modèles de dynamiques adaptatives décrivent la population au niveau des individus, lesquels sont caractérisés par leurs phénotypes, et visent à étudier l’influence des mécanismes d’hérédité, de mutation et de sélection sur l’évolution à long terme de la population. Le succès de cette théorie vient notamment de sa capacité à fournir une description de l’évolution à long terme du phénotype dominant dans la population comme solution de « l’Equation Canonique des Dynamiques Adaptatives » dirigée par un gradient de fitness, où la  fitness décrit la possibilité d’invasions mutantes, et est construite à partir de paramètres écologiques.
Deux approches mathématiques principales portant sur l’équation canonique ont été développées à ce jour: une approche basée sur des EDP et une approche stochastique. Malgré son succès, l’approche stochastique est critiquée par des biologistes puisqu’elle est basée sur une hypothèse non-réaliste de mutations trop rares.
Le but est de corriger cette controverse biologique en proposant des modèles probabilistes plus réalistes. Plus précisément, le but est de s’intéresser mathématiquement, sous une double asymptotique de grande population et de petites mutations, aux conséquences d’une nouvelle hypothèse biologique de mutations fréquentes sur l’équation canonique. Il s’agit de déterminer, à partir d’un modèle stochastique individu-centré, le comportement en temps long du trait phénotypique moyen de la population. La question que l’on se pose se reformule en une analyse asymptotique lent-rapide agissant sur deux échelles de temps éco-évolutives. Une échelle lente correspondant à la dynamique du trait moyen et une rapide correspondant à la dynamique d’évolution de la distribution recentrée et dilatée des traits.
Cette analyse asymptotique lent-rapide repose sur des techniques de moyennisation. Cette méthode requiert d’identifier et de caractériser le comportement asymptotique de la composante rapide et que cette dernière possède des propriétés d’ergodicité. Plus précisément, le comportement en temps long de la composante rapide est non-classique et correspond à celui d’une diffusion à valeurs mesures originale qui s’interprète comme un processus de Fleming-Viot recentré que l’on caractérise comme l’unique solution d’un certain problème de martingale. Une partie de ces résultats repose sur une relation de dualité portant sur ce processus non-classique et nécessite des conditions de moments sur les données initiales. Au moyen de techniques de couplage et de la correspondance entre les processus particulaires de Moran et les généalogies de Kingman, on établit que le processus de Fleming-Viot recentré satisfait une propriété d’ergodicité avec résultat de convergence exponentielle en variation totale.
La mise en oeuvre des méthodes de moyennisation, inspirée par Kurtz, est fondée sur des arguments de compacité-unicité. L’idée consiste à prouver la compacité des lois du couple constitué de la composante lente et de la mesure d’occupation de la composante rapide puis d’établir un problème de martingale pour tous points d’accumulation de la famille des lois de ce couple. La dernière étape consiste à identifier ces points d’accumulation. Cette méthode requiert notamment l’introduction de temps d’arrêt pour contrôler les moments de la composante rapide et de prouver qu’ils tendent vers l’infini à l’aide d’arguments de grandes déviations, de réduire le problème posé initialement sur la droite réelle au cas du tore afin de prouver la compacité, d’identifier la limite de la composante rapide en adaptant un argument basé sur la dualité de Dawson, d’identifier la limite de la composante lente puis de passer du tore à la droite réelle.

International conference Informs APS 2023

Catégorie d'évènement : Groupe de travail Probabilités et Statistique Date/heure : 29 juin 2023 09:15-10:15 Lieu : Salle de conférences Nancy Oratrice ou orateur : Informs APS 2023 Résumé :

Quand aura-t-on encore l’occasion d’accueillir à Nancy cette confèrence si renommé?

Alos nous ne pouvons pas la manquer 🙂

Le groupe de travail n’aura pas lieu pour vous permettre la participation à la confèrence qui se tiendra au Centre Prouvé.

Colloquinte

Catégorie d'évènement : Groupe de travail Probabilités et Statistique Date/heure : 15 juin 2023 09:15-12:30 Lieu : Oratrice ou orateur : Irène Marcovici, Renaud Marty, Edouard Strickler, Koléhè Coulibaly-Pasquier Résumé :

+ « Schéma de splitting pour une équation de Schrödinger non linéaire avec dispersion aléatoire » (Renaud Marty)

Nous considérons dans cet exposé une équation de Schrödinger non linéaire avec dispersion aléatoire. Ce terme de dispersion est un processus stochastique continu général qui peut être par exemple défini à partir d’un mouvement brownien fractionnaire.Nous étudions un schéma de splitting pour la résolution numérique de cette équation.Nous établissons des résultats sur l’ordre de convergence du schéma et montrons qu’il préserve l’asymptotique.

+ « Une extension probabiliste de la suite d’Oldenburger-Kolakoski » (Irène Marcovici)

La suite d’Oldenburger-Kolakoski est l’unique suite infinie sur l’alphabet {1,2} qui commence par un 1 et est un point fixe de l’application de codage par plage. Dans cet exposé, nous prendrons un peu de recul par rapport à cette suite bien connue et très étudiée, en introduisant de l’aléa dans le choix des lettres écrites. Cela nous permettra de montrer des résultats portant sur la convergence de la densité de 1 dans les suites ainsi construites. Dans le cas où les lettres sont choisies selon une suite i.i.d. de variables aléatoires ou selon une chaîne de Markov, la densité moyenne de 1 converge. De plus, dans le cas i.i.d., nous arrivons même à démontrer que la densité converge presque sûrement.
Il s’agit d’un travail réalisé en collaboration avec Chloé Boisson et Damien Jamet.

+ « Les convolutions de Bernoulli » (Edouard Strickler)

Prenez un nombre, mutlipliez-le par une constante a < 1,  ajouter lui aléatoirement 1 ou – 1, et recommencez. Une chaîne de Markov ultra-simple ? et pourtant, elle cache de l’auto-similarité, des escaliers du diable, des nombres de Pisot, des résultats d’Erdös, une vallée de la mort, et son lot de mystères…

+ « Cutoff pour le mouvement Brownien sur les sphères«  (Koléhè Coulibaly-Pasquier)

Nous verrons comment l’entrelacement algébrique fait apparaître le flot de courbure moyenne stochastique renormalisé. Après couplage, entre le processus dual et le processus primal, nous présenterons la notion de temps fort stationnaire. Nous verrons qu’au temps ln(n)/n le mouvement Brownien sur la sphère S^(n+1) est brutalement proche (en séparation) de sa mesure invariante.C’est une série de travaux en collaboration avec Laurent Miclo, et Marc Arnaudon.

Workshop: Processus stochastiques, metastabilité et applications

Catégorie d'évènement : Groupe de travail Probabilités et Statistique Date/heure : 1 juin 2023 09:15-10:15 Lieu : Salle de conférences Nancy Oratrice ou orateur : International Workshop Résumé :

Le groupe de travail n’aura pas lieu pour que vous alliez au workhop internationale

Stochastic processes, metastability and applications

qui se tiendra à Nancy du 31 mai au 2 juin 2023, organisé par notre collègue Aline Kurtzmann.

Masterclass M2

Catégorie d'évènement : Groupe de travail Probabilités et Statistique Date/heure : 25 mai 2023 09:15-10:15 Lieu : Salle de conférences Nancy Oratrice ou orateur : Résumé :

Le groupe de travail n’aura pas lieu, à la place vous pouvez participer à la masterclass M2.

Les cours de proba (L. Coutin et I. Kortchemski) ont lieu du mercredi après-midi au vendredi.
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