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Méthodes de Monte Carlo et Chaînes de Markov pour la simulation [format pdf]

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Soutenance le 19 Février 2010
     
Devant le jury composé de :
Mr Anatoli Iouditski (rapporteur, Prof Univ. Grenoble 1)
Mr Jérôme Idier (DR CNRS, IRCCyN)
Mr Eric Moulines (Prof TELECOM ParisTech)
Mr Pierre Priouret (Prof emérite, Univ. Paris VI)
Mr Christian Robert (coordinateur, Prof Univ. Paris IX)
Mme Judith Rousseau (Prof Univ. Paris IX)

Résumé des travaux

Les méthodes de Monte Carlo dépendent d'un certain nombre de paramètres d'implémentation dont le choix est crucial pour l'efficacité de ces méthodes de simulation. Par suite, une certaine expertise de l'utilisateur est requise afin de savoir diagnostiquer les problèmes de convergence et surtout les résoudre. Une alternative à cette expertise est de développer des méthodes adaptatives qui corrigent, au fur et à mesure du déroulement de l'algorithme, la valeur des paramètres d'implémentation. Cette adaptation est guidée par la recherche des paramètres optimaux au sens d'un critère d'efficacité. La recherche sur les méthodes de simulation doit donc permettre d'aider à la compréhension fine du fonctionnement des échantillonneurs pour identifier le rôle des paramètres d'implémentation; et permettre d'aider à l'analyse du comportement des algorithmes proposés.

Mes travaux s'inscrivent pour l'essentiel dans le cadre de la recherche sur les méthodes de Motne Carlo : ils sont motivés par une compréhension fine de la dynamique des échantillonneurs, de l'influence des paramètres d'implémentation sur cette dynamique et de la convergence des échantillonneurs. Du fait des orientations prises durant ma thèse, ces travaux comportent une forte composante "markovienne" développée tout d'abord dans le but d'étudier les algorithmes de Monte Carlo par Chaînes de Markov (MCMC), mais qui maintenant se révèle aussi nécessaire pour l'étude des algorithmes MCMC adaptatifs ou plus généralement des algorithmes de simulation adaptatifs à dynamique markovienne. Je m'intéresse aussi à des aspects méthodologiques et applicatifs, aspects que j'ai développés principalement dans le cadre de deux projets ANR (projets ADAP'MC et ECOSSTAT).

Je distringue trois composantes dans mes travaux de recherche.

La première composante est relative à la théorie des chaînes de Markov : travaux sur la caractérisation de l'ergodicité, sur le contrôle de convergence vers la loi stationnaire; et sur les applications de cette théorie à l'étude des méthodes MCMC.

La seconde composante est relative l'optimisation des procédures de simulation : identification du rôle des paramètres d'implémentationd e certains échantillonneurs MCMC par l'étude du modèle fluide des chaînes et plus généralement, par des techniques de "renormalisation"; étude de la convergence des algorithmes adaptatifs à dynamique markovienne; étude d'algorithmes de réduction de variance adaptatifs.

La dernière composante est plus liée à l'application des méthodes de Monte Carlo : applications orientées vers la résolution de problèmes inverses par des méthodes statistiques.

La description de ces trois composantes structure le mémoire de synthèse pour l'obtention de l'habilitation à diriger les recherches.