Autour de quelques processus à accroissements stationnaires et autosimilaires

Around some selfsimilar processes with stationary increments

• Auteur / Autrice : Benjamin Arras
• Direction : Jacques Lévy Véhel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mathématiques
• Date : Soutenance le 11/12/2014
• Etablissement(s) : Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'Ingénieur (Châtenay-Malabry, Hauts de Seine)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Mathématiques et informatique pour la complexité et les systèmes (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2006-....)
• Jury : Président / Présidente : Frederi G. Viens
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jacques Lévy Véhel, Mihai Gradinaru, Ciprian A. Tudor, Massimiliano Gubinelli, Ivan Nourdin
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Mihai Gradinaru, Ciprian A. Tudor

Mots clés

Mots clés contrôlés

Wiener, Intégrales de

Ondelettes

Processus stochastiques

Mots clés libres

Calcul stochastique

Développement en ondelettes

Intégrale multuple de Wiener-Itô

Stochastic calculus

Wavelet expansion

Multiple Wiener-Itô integral

Résumé

Dans ce travail de thèse, nous nous intéressons à certaines propriétés d'une classe de processus stochastiques à accroissements stationnaires et autosimilaires. Ces processus sont représentés par des intégrales multiples de Wiener-Itô. Dans le premier chapitre, nous étudions les propriétés géométriques des trajectoires de ce type de processus. En particulier, nous obtenons un développement en ondelettes presque-sûr. Celui-ci permet alors de trouver une borne supérieure pour le module de continuité uniforme, une borne supérieure pour le comportement asymptotique du processus et un résultat presque-sûr concernant les coefficients ponctuel et local de Hölder. De plus, nous obtenons des bornes inférieures et supérieures pour les dimensions de Hausdorff du graphe et de l'image des versions multidimensionnelles anisotropes de la classe de processus considérée. Dans le deuxième et le troisième chapitre de cette thèse, nous nous intéressons au calcul différentiel stochastique relatif au processus de Rosenblatt. A l'aide de la théorie des distributions de Hida, nous définissons une intégrale stochastique par rapport au processus de Rosenblatt. Nous obtenons une formule d'Itô pour certaines fonctionnelles du processus de Rosenblatt. Nous calculons explicitement la variance de l'intégrale stochastique par rapport au processus de Rosenblatt pour une classe spécifique d'intégrandes aléatoires. Enfin, nous comparons l'intégrale introduite avec d'autres définitions utilisées dans la littérature et procédons à une étude fine des termes résiduels faisant le lien entre ces différentes définitions.

In this PhD thesis, we are concerned with some properties of a class of self-similar stochastic processes with stationary increments. These processes are represented by multiple Wiener-Itô integrals. In the first chapter, we study geometric properties of the sample path of this type of processes. Specifically, we obtain an almost sure wavelet expansion which, in turn, allows us to compute an upper bound for the uniform modulus of continuity, an upper bound for the asymptotic growth at infinity of the processes and the almost sure values of the pointwise and local Hölder exponents at any points. Moreover, we obtain lower and upper bounds for the Hausdorff dimensions of the graph and the image of multidimensional anisotropic versions of the class of processes previously considered. In the second and in the third chapters, we are interested in the stochastic calculus with respect to the Rosenblatt process. Using Hida distributions theory, we define a stochastic integral with respect to the Rosenblatt process. We obtain an Itô formula for some functional of the Rosenblatt process. We compute explicitly the variance of the stochastic integral with respect to the Rosenblatt process for a specific class of stochastic integrands. At last, we compare the considered integral with other definitions used in the literature and provide a careful analysis of the residual terms linking the different definitions of integrals.