Contributions to the theory of mean field games
Quelques contibutions à la théorie des jeux à champ moyen
par Ziad KOBEISSI sous la direction de Yves ACHDOU et de Pierre CARDALIAGUET
Thèse de doctorat en Mathématiques. Mathématiques appliquées
ED 386 Sciences Mathematiques de Paris Centre

Soutenue le vendredi 02 octobre 2020 à Université Paris Cité

Sujets
  • Commande, Théorie de la
  • Équations aux dérivées partielles
  • Modèles mathématiques
  • Théorie des jeux

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Mots clés
Jeux à champ moyen, Système d'équations aux dérivées partielles, Simulations numériques
Resumé
Cette thèse a pour objet d'étude la théorie des jeux à champs moyen. La majeure partie est consacrée à des jeux à champ moyen dans lesquels les joueurs peuvent interagir a travers la loi de leur état et de leur contrôle ; nous utiliserons la terminologie jeu à champ moyen de contrôle pour désigner de tels jeux. Dans un premier temps, nous faisons une hypothèse structure, qui consiste essentiellement à dire que la dynamique optimale dépend de la loi de contrôle de façon lipschitzienne avec une constante inférieure à un. Dans ce cas, nous prouvons plusieurs résultats d'existence de solutions au système de jeu à champ moyen de contrôle, et un résultat d'unicité en temps court. Dans un second temps, nous mettons en place un schéma numérique et faisons des simulations pour des modèles de mouvement de populations. Dans un troisième temps, nous montrons l'existence et l'unicité lorsque l'interaction par le contrôle satisfait une condition de monotonie. Le dernier chapitre concerne un algorithme de résolution numérique pour des jeux à champ moyen de type variationnel et sans interaction via la loi du contrôle ; nous utilisons une stratégie de préconditionnement par une méthode de multi-grille pour obtenir une convergence rapide.