L’estimation spectrale consiste en l’estimation des valeurs propres ou vecteurs propres de matrices bruitées. Dans cet exposé, nous verrons comment la notion d’indépendance libre, un concept issu de la théorie des opérateurs, permet de construire des estimateurs spectraux pertinents et d’en étudier la précision dans un régime non-asymptotique. Si le temps le permet, je présenterai des résultats relativement récents de Au, Dahlqvist, Gabriel et Male qui permettent une application de ce principe dans le cas de l’estimation de grands graphes bruités.

Cet exposé s’appuie partiellement sur un travail en collaboration avec Octavio Arizmendi et Carlos Vargas Obieta.

Dans ce séminaire, je m’intéresse au problème de l’identification d’une utilité dynamique consistante, qui, par définition, coïncide avec la fonction valeur d’un problème d’optimisation de portefeuille. Je montre que cette utilité est nécessairement solution d’une équation aux dérivées partielles stochastique (EDPS) forward, de second ordre et non linéaire.

J’établis ensuite une caractérisation explicite de cette solution en la représentant comme la composition de deux flots stochastiques bien choisis, ce qui permet d’en obtenir une résolution théorique.

À partir de cette représentation, je propose une approche numérique nouvelle pour approximer la solution. Cela conduit naturellement à l’étude d’un problème plus général : la composition de schémas d’Euler. Dans ce cadre, nous établissons un résultat général de convergence pour de telles compositions, applicable en particulier à l’EDPS considérée. Cette approche permet ainsi de construire des méthodes numériques simples et efficaces, fondées sur la composition de schémas associés à deux équations différentielles stochastiques appropriées.

Enfin, je présenterai quelques applications de cette approche, illustrant son intérêt au-delà du cadre initial, en particulier dans le domaine d’apprentissage des préférences.

Date possible pour le colloquinte

Dans cet exposé, nous revisiterons un sujet classique de la théorie multiplicative des nombres. Inspirés par les travaux de Hildebrand et Tenenbaum, notre objectif est d’obtenir une formule asymptotique en petits intervalles pour le nombre d’entiers ayant exactement k diviseurs premiers distincts. Nous mettrons l’accent sur l’uniformité en k, ainsi que sur la structure anatomique typique des entiers $E_k$.

We discuss the method of picking a convenient coordinate system adapted to vector fields. Let $X_1, …, X_q$ be either real or complex $C^1$ vector fields. We discuss the question of when there is a coordinate system in which the vector fields are smoother (e.g. $C^m$ or $C^\infty$, or real analytic). By answering this in a quantitative way, we obtain coordinate charts which can be used as generalized scaling maps. When the vector fields are real this is joint work with Stovall, and continues in the line of quantitative sub-Riemannian geometry initiated by Nagel, Stein, and Wainger. When the vector fields are complex one obtains a geometry with more structure which can be thought of as “sub-Hermitian”.

The phenomenon known as ‘the Mackey analogy’ is a correspondance between the tempered dual of a Lie group $G$ and the unitary dual of its associated motion group $G_0$.  The precise statement, formulated and proven by Higson in the case of complex groups, and by Afgoustidis in the general case of real groups, has long been known to be intimately connected to the Connes-Kasparov isomorphism relating the K-theory of the reduced C$^\ast$-algebras of $G$ and $G_0$ via a deformation argument.
In this talk, I will report on joint work with Higson and Román, aimed at understanding the Mackey analogy directly at the level of the group C$^\ast$-algebras.  The main result is an embedding of the C$^\ast$-algebra of $G_0$ into the reduced C$^\ast$-algebra of $G$, which is proven to characterize the bijection of Afgoustidis and to induce the Connes-Kasparov isomorphism.

Anton Kapustin, Nikita Sopenko and others have studied the group of “locally generated automorphisms” of a UHF C*-algebra whose matrix algebra factors are labelled by the points of a coarse space.  This talk will be about a related Lie algebra of “locally generated derivations.”  Specifically it will be about the problem of computing the homology of this Lie algebra.  I shall describe a set of techniques that may be employed to solve the problem, at least for lattices in Euclidean space and similar spaces. Some are from the coarse Baum-Connes conjecture, and some, from homological algebra, are much older. This is joint work with Tsuyoshi Kato.

We construct a Poisson algebra bundle whose distributional sections are suitable to represent multilocal observables in classical field theory. To do this, we work with vector bundles over the unordered configuration space of a manifold M and consider the structure of a 2-monoidal category given by the usual (Hadamard) tensor product of bundles and a new (Cauchy) tensor product which provides a symmetrized version of the usual external tensor product of vector bundles on M.

In “$L_\infty$-algebras and higher analogues of Dirac structures and Courant algebroids” (arXiv:1003.1004), Marco Zambon constructed an explicit $L_\infty$-morphism between the Courant $r=1$-Lie algebra of a smooth manifold $M$, twisted by a closed 2-form $\sigma$, and the untwisted Courant $r=2$-Lie algebra of $M$. He left open the question of whether similar canonical $L_\infty$-morphisms exist in higher degrees — that is, between the Courant $r$-Lie algebra twisted by a closed $(r+1)$-form $\sigma$ and the untwisted Courant $(r+1)$-Lie algebra. In this talk, we present a general framework that naturally accounts for the existence of such morphisms for arbitrary $r$. This is joint work with Domenico Fiorenza.

In this talk I will describe a way to implement the resonance method in problems of analytic number theory which are not necessarily multiplicative in nature.
This extension of the method not only produces improved extreme results wherever Dirichelt’s approximation theorem has been usually employed but it also highlights its connection to Bohr’s and Jessen’s proof of Kronecker’s approximation theorem.

En se laissant guider par l’exemple des ensembles de Sidon (ensembles de nombres dont les sommes de deux éléments sont uniques, très étudiés en combinatoire additive), je présenterai des résultats récents, en collaboration avec R. Riblet, où des techniques de théorie des ensembles permettent de construire des ensembles “grands” en certains sens (cardinalité, mesure ou dimension) tout en étant “épars” car évitant des configurations prescrites (pas de relation linéaire, ou ne contenant pas de parallélogramme, etc.). Des questions subtiles en lien avec l’axiome du choix seront évoquées.

Motivé par ses travaux et ceux de Behrend dans les années 30 concernant les ensembles primitifs d’entiers, Erdős conjectura en 1948 que si $\mathcal{A}$ est un ensemble dénombrable de réels $>1$, tel que $\limsup_{x\to +\infty} \frac{1}{\log x}\sum_{\alpha\leq x, \alpha\in \mathcal{A}}\frac{1}{\alpha} >0$, alors pour tout $\varepsilon>0$, il existe une infinité de triplets $(\alpha, \beta, n)\in \mathcal{A}^2\times \mathbb{N}$ tels que $\alpha\neq \beta$ et $|n\alpha-\beta|<\varepsilon.$ Très peu de temps avant sa mort en 1996, il avait offert 500$ pour la résolution de ce problème de nature diophantienne.

Dans cet exposé, je présenterai un travail récent, en collaboration avec Dimitris Koukoulopoulos et Jared Lichtman, où l’on démontre cette conjecture.

Random multiplicative functions are random models for arithmetic functions such as Dirichlet characters. Moments of sums involving random multiplicative functions are related to interesting counting problems, and understanding these counts can allow one to deduce the limiting distribution of the sums. Using this idea, Benatar, Nishry, and Rodgers showed that the limiting distribution of exponential sums with random multiplicative coefficients is Gaussian. However, they found that moments do not suffice if one wishes to understand the maximum size of these exponential sums. After introducing random multiplicative functions, we will discuss why this is the case, and show how one can obtain conjecturally sharp lower bounds for the maximum size of exponential sums with random multiplicative coefficients.

We consider some questions of arithmetic statistics for matrices of a given rank or fixed determinant or characteristic polynomial, whose entries are parametrised by arbitrary polynomials over the integers. In particular, some of our results improve a recent bound of V. Blomer and J. Li (2022) for counting matrices of given rank that are parametrised by monomials.

Joint works with Philipp Habegger, Ali Mohammadi and Igor Shparlinski.

Les équations classiques de l’hydrodynamique (Euler, Navier-Stokes) sont non-locales à travers le terme de pression. Des modèles simplifiés comme l’équation de Burgers se focalisent sur un champ scalaire pour enlever les contraintes géométriques. Nous présentons ici une variante non-locale des équations de Burgers, dont les instabilités sont liées au signe local de la solution, avec des résultats obtenus en collaboration avec R. Shvydkoy, C. Imbert, J. Tan, R. Anton et K. Verdure.

Résumé à venir

Résumé à venir

Résumé à venir

We survey interesting properties of some nonlocal operators that have no analogue for linear second order elliptic PDE.

Je présenterai un travail en collaboration avec Thibault Lacombe, où
nous démontrons que les solutions Lipschitz $u$ de $\mathrm{div}\,
G(\nabla u)=0$ dans un domaine du plan sont $C^1$, pour des champs de
vecteurs strictement monotones $G$ dans $C^0(\mathbb R^2;\mathbb R^2)$
satisfaisant une condition d’ellipticité très générale. Lorsque le champ
de vecteurs $G$ est le gradient d’une fonction strictement convexe,
notre résultat généralise des résultats de De Silva et Savin (Duke Math.
J. 2010). Lorsque $G$ n’est pas un gradient, l’hypothèse d’ellipticité
doit être interprétée correctement, et nous produisons un exemple qui
montre l’effet non trivial de la partie antisymétrique de $\nabla G$.

Il s’agit d’un travail en collaboration avec Guedes-Bonthonneau, Chhaibi, Rivière et To.

Sur une surface riemannienne, nous construisons une mesure de Yang-Mills sur les connexions distributionnelles, avec le processus d’holonomie correspondant. Les ingrédients de notre construction sont: une nouvelle jauge de Morse et l’analyse d’équations de transport pour les flots de gradient en très faible régularité. Nous montrons que notre mesure retrouve les formules de la théorie de Yang-Mills en dimension 2, telles qu’on les trouve dans les travaux de Witten, Driver, Sengupta et Lévy. Enfin, nous expliquons en quel sens notre mesure converge vers le volume symplectique d’Atiyah–Bott–Goldman sur l’espace de modules des connexions plates dans la limite semi-classique.

The objective of this work is to study the stability of two systems of type Rao-Nakra sandwich beam in the whole line $R$ with a frictional damping or an infinite memory acting on the Euler-Bernoulli equation. When the speeds of propagation of the two wave equations are equal, we show that the solutions do not converge to zero when time goes to infinity. In the reverse situation, we prove some $L^2 (R)$-norm and $L^1 (R)$-norm decay estimates of solutions and theirs higher order derivatives with respect to the space variable. Thanks to interpolation inequalities and Carlson inequality, these $L^2 (R)$-norm and $L^1 (R)$-norm decay estimates lead to similar ones in the $L^q (R)$-norm, for any $q\in [1,+\infty]$. In our both $L^2 (R)$-norm and $L^1 (R)$-norm decay estimates, we specify the decay rates in terms of the regularity of the initial data and the nature of the control. Applications to some Cauchy Timoshenko type systems will be also given. The proof is based on the energy method combined with the Fourier analysis (by using the transformation in the Fourier space and well chosen multipliers).

A part of these results was obtained in collaboration with Salim Messaoudi (University of Sharjah, UAE).

For the details, see the following papers:

A. Guesmia, Some $L^q (R)$-norm decay estimates ($q\in[1,+\infty]$) for two Cauchy systems of type Rao-Nakra sandwich beam with a frictional damping or an infinite memory, J. Appl. Anal. Comp., 12 (2022), 2511-2540.
A. Guesmia, On the stability of a linear Cauchy Rao-Nakra sandwich beam under frictional dampings, Taiwanese J. Math., 27 (2023), 799-811.
A. Guesmia and S. Messaoudi, Some $L^2 (R)$-norm and $L^1 (R)$-norm decay estimates for Cauchy Timoshenko type systems with a frictional damping or an infinite memory, J. Math. Anal. Appl., 527 (2023), 127385.

It is well established that the L_1 optimal transport can be employed to characterize solutions of the Beckmann problem, where one looks for a vector-valued measure of minimal total variation with the constraint that fixes its divergence as the difference of two probabilities distributions. In turn, the Beckmann problem underlies optimal design of heat conductors.

I will talk about a second-order counterpart of this theory, where in the Beckmann problem we have a constraint on the double divergence. In 2D, this problem enjoys the interpretation of optimally designing a ceiling using a grillage structure. I will show that its solutions can be characterized through a new formulation where we look for a probability that dominates the data in the sense of convex order while attaining minimal variance. Afterwards, equivalent optimal transport formulations can be proposed for efficient numerical treatment.

Work in collaboration with Guy Bouchitté.

Kato’s well known distributional inequality for the magnetic Laplacian holds equally in the more general setting of non-relativistic quantum electrodynamics (QED), where the wave function is vector-valued and the vector potential is quantized. We give two new applications of this result: First, we show that eigenstates satisfy a subsolution estimate. Second, for general states, with energy distribution strictly below the ionization threshold, we give a short proof of pointwise exponential decay in the electronic configuration.

Joint work with Valentin Kußmaul

Dans le cadre de coefficients réguliers et sous une hypothèse de contrôle géométrique que je rappellerai, l’une des méthodes les plus modernes pour démontrer l’observabilité des ondes repose sur la considération de paquets d’ondes dont la fréquence typique tend vers l’infini, sur la compréhension du transport des mesures semiclassiques le long des rayons de l’optique géométrique, ainsi que sur un argument de prolongement unique, le tout enrobé dans un raisonnement par contradiction. J’exposerai cette recette subtile et montrerai comment elle permet de généraliser le résultat d’observabilité à des cas où les coefficients présentent une régularité plus faible, jusqu’à des coefficients de classe C^1. Dans ce cas, le champ de vecteurs hamiltonien qui gouverne les rayons n’est plus que C^0. L’unicité des rayons est alors perdue. Une régularité encore moindre compromettrait l’existence même des rayons.

The main objective of this work is to study the stability of a linear one-dimensional thermoelastic Bresse system in a bounded domain, where the coupling is given through the first component of the Bresse model with the heat conduction of Gurtin-Pipkin type. Two kinds of coupling are considered; the first coupling is of order one with respect to space variable, and the second one is of order zero. We state the well-posedness and show the polynomial and strong stability of the systems for regular and weak solutions, respectively, where the polynomial decay rates depend on the smoothness of the initial data. Moreover, in case of coupling of order one, we prove the equivalence between the exponential stability and some new conditions on the parameters of the system. However, when the coupling is of order zero, we prove the non-exponential stability independently of the parameters of the system. Applications to the corresponding particular Timoshenko models are also given, where we prove that both couplings lead to the exponential stability if and only if some conditions on the parameters of the systems are satisfied, and both couplings guarantee the polynomial and strong stability for regular and weak solutions, respectively, independently of the parameters of the systems. The proof of the well-posedness result is based on the semigroups theory, whereas a combination of the energy method and the frequency domain approach is used for the proof of the stability results.

For the details, see the following paper:

A. Guesmia, Well-posedness and stability results for thermoelastic Bresse and Timoshenko type systems with Gurtin-Pipkin’s law through the vertical displacements, SeMa J., (2023), 1-49.

In the derivation of the wave kinetic equation coming from the Schrödinger equation, a key feature is the invariance of the Schrödinger equation under the action of U(1). This allows quasi-resonances of the equation to drive the effective dynamics of the statistical evolution of solutions to the Schrödinger equation. In this talk, I will give an example of an equation that does not have the same invariance as the Schrödinger equation, and I will show that in this example, exact resonances (always) take precedence over quasi-resonances, so that the effective dynamics of the statistical evolution of the solutions are not kinetic. However, these dynamics are not linear (let alone trivial). I will present the problem and the ideas involved in deriving the effective dynamics and some elements of proof: in particular, I will describe the representation of solutions of the initial equation in diagrammatic form. This talk is based on a joint work with Annalaura Stingo (X) and Arthur Touati (Bordeaux).

Finite-time stabilization of linear systems using either additive or multiplicative controls is studied. A necessary condition is formulated in terms of a weak observability condition and is used to construct the set of initial states from which, the system can reach its equilibrium in finite time. Sufficient conditions are then provided to guarantee finite-time stabilization. The approach mainly relies on Lyapunov-like functions. Applications to finite-dimensional systems and partial differential equations are also presented.