Thèse soutenue

Sur la convergence en temps long des jeux à champ moyen de type potentiel

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Auteur / Autrice : Marco Masoero
Direction : Pierre Cardaliaguet
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences
Date : Soutenance le 21/11/2019
Etablissement(s) : Paris Sciences et Lettres (ComUE)
Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale SDOSE (Paris)
Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation de la thèse : Université Paris Dauphine-PSL (1968-....)
: École nationale supérieure des mines (Paris ; 1783-....)
Laboratoire : Centre de recherche en mathématiques de la décision (Paris)
Jury : Président / Présidente : Yves Achdou
Examinateurs / Examinatrices : Pierre Cardaliaguet, Yves Achdou, Diogo A. Gomes, Fabio Camilli, Daniela Tonon, Guillaume Carlier, Piermarco Cannarsa
Rapporteurs / Rapporteuses : Diogo A. Gomes, Fabio Camilli

Mots clés

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Résumé

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Cette thèse porte sur l’étude du comportement en temps long des jeux à champ moyen (MFG) potentiels, indépendamment de la convexité du problème de minimisation associé. Pour le système hamiltonien de dimension finie, des problèmes de même nature ont été traités par la théorie KAM faible. Nous transposons de nombreux résultats de cette théorie dans le contexte des jeux à champ moyen potentiels. Tout d'abord, nous caractérisons par approximation ergodique la valeur limite associée aux systèmes MFG à horizon fini. Nous fournissons des exemples explicites dans lesquels cette valeur est strictement supérieure au niveau d’énergie des solutions stationnaires du système MFG ergodique. Cela implique que les trajectoires optimales des systèmes MFG à horizon fini ne peuvent pas converger vers des configurations stationnaires. Ensuite, nous prouvons la convergence du problème de minimisation associé à MFG à horizon fini vers une solution de l’équation Hamilton-Jacobi critique dans l’espace de mesures de probabilité. De plus, nous montrons une limite de champ moyen pour la constante ergodique associée à l’équation Hamilton-Jacobi de dimension finie correspondante. Dans la dernière partie, nous caractérisons la limite du problème de minimisation à horizon infini que nous avons utilisé pour l'approximation ergodique dans la première partie du manuscrit.