Probabilities and Statistic seminar

Upcoming presentations

Wei Lu

Catégorie d'évènement : Séminaire Probabilités et Statistique Date/heure : 18 September 2025 10:45-11:45 Lieu : Salle de conférences Nancy Oratrice ou orateur : Wei Lu Résumé :

Wei Lu est/sera maître de conférences à Nancy dans notre équipe à partir/depuis le 1er septembre 2025.


Matteo D'achille

Catégorie d'évènement : Séminaire Probabilités et Statistique Date/heure : 2 October 2025 10:45-11:45 Lieu : Salle de conférences Nancy Oratrice ou orateur : Matteo D'achille Résumé :

Matteo D’achille est/sera maître de conférences à Metz dans notre équipe à partir/depuis le 1er septembre 2025.


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Past presentations

From long random Motzkin paths to KPZ related asymptotics

Catégorie d'évènement : Séminaire Probabilités et Statistique Date/heure : 26 June 2025 10:45-11:45 Lieu : Salle de conférences Nancy Oratrice ou orateur : Jacek Wesolowski (Warsaw University of technology) Résumé :
We will consider Motzkin paths of length L with general weights on the edges and endpoints and discuss limiting  behavior of their initial and final segments as L becomes large. We then go for macroscopic limits of the resulting processes. In two different regimes, we obtain Markov processes which consitute the non-Brownian part of the stationary measure for the KPZ equation on the half-line and of conjectural stationary measure of the hypothetical KPZ fixed point on the half-line. The results rely on the behavior of the Al-Salam–Chihara polynomials in the neighbourhood of the right end of the support  of their orthogonality measure and on Ramanujan-type limiting properties of the q-Pochhammer and q-Gamma functions as q->1.
This is a joint work with Wlodek Bryc (Univ. of Cincinnati) and Alexey Kuznetsov (York Univ. Toronto).

Limite hydrodynamique de processus de branchement avec sélection

Catégorie d'évènement : Séminaire Probabilités et Statistique Date/heure : 19 June 2025 10:45-11:45 Lieu : Salle de conférences Nancy Oratrice ou orateur : Brieuc Frénais (IECL) Résumé :

Les systèmes de particules sont des outils souvent utilisés pour modéliser des populations interagissant entre elles et/ou avec un environnement extérieur. Je présenterai un modèle appelé N-BMP (N-processus de Markov branchant) dans lequel les particules ont des trajectoires indépendantes sur la droite réelle, et se séparent en deux (on parle de branchement) à des instants aléatoires successifs indépendants et distribués selon une loi exponentielle. Pour garder une population de taille constante au cours du temps, la particule la plus basse est tuée à chaque instant de branchement. Je poserai la question de la limite hydrodynamique de ce processus, c’est-à-dire le comportement du processus obtenu quand le nombre N de particules tend vers l’infini. Le cas où les particules ont des trajectoires browniennes a notamment été étudié depuis 2017, et mis en relation avec un problème à frontière libre associé à l’équation de la chaleur. Je présenterai les résultats que nous avons obtenus, qui donnent un cadre plus général dans lequel le N-BMP a une limite hydrodynamique, en faisant intervenir une frontière analogue à celle qui apparaît dans le cas brownien. Travail en collaboration avec Jean Bérard.


Lancement Fédération de recherche MaGE

Catégorie d'évènement : Séminaire Probabilités et Statistique Date/heure : 22 May 2025 10:00-12:30 Lieu : Oratrice ou orateur : Résumé :
Pas de séminaire ce jeudi, car il y a la matinée de lancement de la fédération de recherche MaGE.
Au programme, en amphi 3 :
— café de bienvenue à 10h,
— de 10h30 à 11h30 :  une présentation de ce qu’est une fédération de recherche du CNRS par Alessandra Sarti (Poitiers, Insmi), une présentation de MaGE et des structures qui la composent : le LMR à Reims, l’IECL à Metz et Nancy, l’IRMA à Strasbourg et le département mathématique de l’IRIMAS à Mulhouse,
— à 11h30 : conférence de Karin Melnick de l’Université du Luxembourg « Transformations conformes des variétés lorentziennes ».Lien vers l’affiche : https://owncloud.math.unistra.fr/index.php/s/YzrjO3rBPTBdds5


Modern Perspectives on Hyperspherical Uniformity Testing: Maximal Projections and Stein Characterizations

Catégorie d'évènement : Séminaire Probabilités et Statistique Date/heure : 15 May 2025 10:45-11:45 Lieu : Salle de conférences Nancy Oratrice ou orateur : Bruno Ebner (Karlsruher Institut für Technologie) Résumé :

We introduce a novel methodology for testing uniformity on the unit hypersphere $S^{d−1}$, based on maximal projections and recent developments in Stein’s method. The first framework provides a unified perspective that encompasses classical tests such as those of Rayleigh and Bingham, while also revealing connections to multivariate skewness and kurtosis. We derive the asymptotic null distribution using limit theorems for Banach space-valued stochastic processes and employ tools from spherical harmonics theory to simulate the corresponding limiting distributions. The test’s performance is analyzed under both contiguous and fixed alternatives, and consistency is established for a broad class of alternatives. Furthermore, we present Bahadur efficiency results for specific alternatives. Theoretical properties and empirical power are assessed through comprehensive Monte Carlo simulations. Complementing this, we explore a second, more recent ap- proach leveraging Stein characterizations to propose new testing procedures that extend the insights of the projection-based framework.

Keywords. uniformity tests, maximal projections, directional data, stochastic pro- cesses in Banach spaces, contiguous alternatives, Monte Carlo simulations, Stein’s method


Analysing spatial point patterns on the surface of 3D shapes

Catégorie d'évènement : Séminaire Probabilités et Statistique Date/heure : 24 April 2025 10:45-11:45 Lieu : Salle de conférences Nancy Oratrice ou orateur : Ed Cohen (Imperial College, London) Résumé :

Statistical methodology for spatial point patterns has traditionally focused on Euclidean data and planar surfaces. However, with recent advances in 3D biological imaging technologies targeting protein molecules on a cell’s plasma membrane, spatial point patterns are now being observed on complex shapes and manifolds whose geometry must be respected for principled inference. Consequently, there is now a demand for tools that can analyse these data for important scientific studies in cellular and micro-biology. Motivated by studying the spatial distribution of LPS proteins on the surface of E-Coli, we develop the fundamental functional summary statistics for the analysis of point patterns to general convex bounded shapes and demonstrate how they can be used to test for complete spatial randomness. We then develop their multi-type extensions, together with a test for independence of the component marginal processes. To support these methods, we introduce a plug-in estimator for the intensity of a spatial point process on a manifold. We conclude with a discussion on how these methods can readily be extended to a class of non-convex shapes. This talk will aim to provide an accessible overview of the references below.

References:

Ward, E.A.K. Cohen, N. M. Adams. Testing for complete spatial randomness on 3-dimensional bounded convex shapes. Spatial Statistics, Vol. 41, 2021.

Ward, H. S. Battey and E. A. K. Cohen. Nonparametric estimation of the intensity function of a spatial point process on a Riemannian manifold. Biometrika, Vol. 110, 2023.

Kumar, P. Inns, S. Ward, V. Lagage, J. Wang, R. Kaminska, S. Uphoff, E. A. K. Cohen, G. Mamou and C. Kleanthous. Immobile lipopolysaccharides and outer membrane proteins differentially segregate in growing Escherichia coli. Proceedings of the National Academy of Sciences, 122 (10), 2025

Ward, E. A. K. Cohen and N. M. Adams. Functional summary statistics and testing for independence in marked point patterns on the surface of three-dimensional convex shapes. Spatial Statistics, Vol. 67, 2025


Advancing Copula Methods: Nonparametric Estimation, Smooth Testing, and Data-Driven Clustering

Catégorie d'évènement : Séminaire Probabilités et Statistique Date/heure : 3 April 2025 10:45-11:45 Lieu : Salle de conférences Nancy Oratrice ou orateur : Yves Ngounou Bakam (ENSAI) Résumé :

Copulas, introduced in the 1950’s and rediscovered in recent years, are powerful tools for modeling dependence structures between multidimensional variables. These tools are particularly valuable in fields like finance, insurance, economics, and biol- ogy, where understanding the relationships between variables is critical. Despite their generality, copulas can present significant challenges, particularly when estimating dependence structures in complex datasets, especially when dealing with data from different sources, scales, and shapes.

This work addresses three core challenges in copula modeling: estimation, testing, and clustering. We first propose a nonparametric copula density estimator based on Legendre orthogonal polynomials. A nonparametric copula estimator is then deduced by integration. Both estimates are based on a set of moments that define the copulas, and we’ll call them the copula coefficients. Flexible modeling is possible even when copula densities may not exist due to the complete characterization of these coeffi- cients. A data-driven method is introduced to select the optimal number of copula coefficients to use, and extensive simulations show the superior performance of our approach compared to existing methods.

Next, we propose a smooth test for comparing K ≥ 2, copulas simultaneously, based on differences in their copula coefficients. The procedure involves a two-step data-driven procedure. In the first step, the most significantly different coefficients are selected for all pairs of populations and the subsequent step utilizes these coefficients to identify populations that exhibit significant differences.

Finally, we use this test to develop a clustering method that automatically identifies populations with similar dependence structures. They approaches, implemented in the Kcop R package, are demonstrated through numerical studies and real-world applica- tions. This approach can be extended to the independent clustering in high dimension where work is ongoing.

This is joint work with Denys Pommeret.


Local expansion properties of paracontrolled systems

Catégorie d'évènement : Séminaire Probabilités et Statistique Date/heure : 3 April 2025 09:15-10:15 Lieu : Salle de conférences Nancy Oratrice ou orateur : Nicolas Moench (Rennes) Résumé :
In recent years, the theories of regularity structures and paracontrolled calculus enabled the study of singular SPDE, providing the appropriate functional framework to handle renormalisation of these equations. While regularity structures uses local descriptions of distributions through generalized Taylor expansions,  paracontrolled calculus takes a more global approach, utilizing harmonic analysis and the concept of paracontrolled systems. We will present a result that connects these two theories by introducing a family of regularity structures that captures the local behavior of paracontrolled systems.

Viscosity solutions for systems of variational inequalities with nonlinear boundary conditions on bounded domains

Catégorie d'évènement : Séminaire Probabilités et Statistique Date/heure : 27 March 2025 10:45-11:45 Lieu : Salle de conférences Nancy Oratrice ou orateur : Manal Jakani (ENSAE) Résumé :

We study a system of partial differential equations (PDEs) with interconnected obstacles and Neumann-type boundary conditions on a smooth bounded domain D. This system is the Hamilton-Jacobi-Bellman system of equations associated with multidimensional switching problem in finite horizon when the state process is constrained to live in the domain D. We prove the existence of a unique continuous viscosity solution. The existence of a viscosity solution is obtained using a probabilistic approach which connects the system of PDEs to a system of backward stochastic differential equations, where randomness is constrained to stay in the domain D. The second main result consists in verifying the maximum principle, which ensures the comparison between any viscosity sub-solution and super-solution of the PDEs system. This guarantees the uniqueness and continuity of the solution.


Stochastic Gradient Langevin Dynamics pour l'échantillonnage des distributions a posteriori (faiblement) log-concaves

Catégorie d'évènement : Séminaire Probabilités et Statistique Date/heure : 20 March 2025 10:45-11:45 Lieu : Salle de conférences Nancy Oratrice ou orateur : Marelys Crespo Navas (Toulouse) Résumé :
Ce travail porte sur l’étude d’un algorithme de type Langevin conçu pour l’échantillonnage d’une mesure de probabilité définie sur R^d qui est largement utilisé pour l’échantillonnage de distributions postérieures. Cet algorithme est une version en temps continu du Stochastic Gradient Langevin Dynamics, qui incorpore une étape d’échantillonnage stochastique dans la diffusion de Langevin sur amortie traditionnelle.
L’analyse est menée dans un cadre faiblement convexe, paramétré à l’aide de l’inégalité de Kurdyka–Łojasiewicz (KL). Cette approche permet de traiter des configurations avec une courbure décroissante et est beaucoup moins restrictive que le cas fortement convexe.
On a établi des estimations explicites non-asymptotiques du temps de simulation nécessaire pour obtenir une epsilon-approximation (en termes d’entropie). Une attention particulière est accordée au coût de calcul, en tenant compte du nombre d’observations (n) générant la distribution postérieure, de la dimension de l’espace ambiant (d) où se trouve le paramètre d’intérêt, ainsi que du paramètre r impliqué dans l’inégalité KL, qui varie de 0 (cas fortement log-concave) à 1 (cas limite de Laplace).

Testing for sphericity using spatial signs under elliptical directions

Catégorie d'évènement : Séminaire Probabilités et Statistique Date/heure : 20 March 2025 09:15-10:15 Lieu : Salle de conférences Nancy Oratrice ou orateur : Gaspard Bernard (Luxembourg) Résumé :

In this talk, we consider the problem of testing for the sphericity of a collection of random vectors. It is well known that in the classical elliptical model, testing for rotational symmetry of the underlying distribution is equivalent to testing that a scatter parameter is a multiple of the identity matrix. We consider the more general model of random vectors with elliptical directions introduced by R.H. Randles and present a few scenarios where testing for sphericity is still equivalent to testing that the scatter parameter is a multiple of the identity. These new scenarios include, for instance, non-classical settings where some dependence of a rather general form studied here for the first time may be present between observations. We study, under these new assumptions, the behavior of the classical spatial sign test and show that under certain mild assumptions, the test is asymptotically valid and has the same local asymptotic power as in the classical elliptical scenario. We then show that, contrary to some commonly held belief, the spatial sign test enjoys some local asymptotic optimality properties when it comes to testing for sphericity when the underlying distribution is strongly heavy-tailed.

(L’exposé sera en français, avec des slides en anglais.)


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