Cette thèse se place dans le cadre du vaste domaine s'intitulant géométrie non commutative, domaine dont l'étude est motivée par l'opinion courante des mathématiciens et physiciens selon laquelle les méthodes de la géométrie non commutative peuvent être utiles pour décrire certains processus dynamiques à l'échelle de Planck. Aussi l'objectif principal de cette thèse est de généraliser quelques modèles dynamiques définis sur l'espace de Minkowski sur son q-analogue. Des tentatives d'introduire des modèles dynamiques qui seraient covariants par rapport à l'action de groupes quantiques ont été entrepris juste après la création de la théorie sur les groupes quantiques par Drinfeld. Les modèles les plus intéressants sont ceux qui sont liés au q-analogue de l'espace de Minkowski. C'est P. Kulish qui définit cette algèbre comme étant un cas particulier d'une algèbre appelée modified Reflection Equation Algebra (mREA) elle-même liée à un opérateur appelé symétrie de Hecke. Nous définissons donc certains modèles dynamiques qui sont des déformations de modèles classiques, l'espace des phases de nos modèles déformés n'est autre alors que notre espace de q-Minkowski. Nous recherchons par la suite des intégrales de mouvement de ces dynamiques, ce qui nous amène à définir des analogues de l'énergie et du vecteur de Runge-Lenz. Nous généralisons pour terminer les équations aux dérivées partielles de la théorie des champs et en particulier l'opérateur de Maxwell.

A chaque instant $t$, nous construisons la dynamique des particules collantes dont la masse est distribuée initialement suivant une fonction de répartition $F_0$, avec une vitesse $u_0$, à partir de l'enveloppe convexe $H(\cdot,t)$ de la fonction $m\in (0,1)\mapsto \int_a^m\big( F_0^(-1)(z) + tu_0\big(F_0^(-1)(z)\big)\big)dz$. Ici, $F_0^(-1)$ est l'une des deux fonctions inverses de $F_0$. Nous montrons que les deux processus stochastiques $X_t^-(m)= \partial_m^-H(m,t),\; X_t^+(m) = \partial_m^+H(m,t)$, définis sur l'espace probabilisé $([0, 1], (\cal B), \lambda)$, sont indistinguables et ils modélisent les trajectoires des particules. Le processus $X_t:= X_t^- = X_t^+$ est une solution de l'équation $(EDS): \; \frac(dX_t)(dt) =\E[ u_0(X_0)/X_t]$, telle que $P(X_0 \leq x) = F_0(x)\,\,\forall x$. L'inverse $M_t:= M(\cdot,t)$ de la fonction $m\mapsto \partial_mH(m,t)$ est la fonction de répartition de la masse à l'instant $t$. Elle est aussi la fonction de répartition de la variable aléatoire $X_t$. On montre l'existence d'un flot $(\phi(x,t,M_s, u_s))_( s < t)$ tel que $X_t= \phi(X_s,t,M_s,u_s)$, où $u_s(x) = \E[ u_0(X_0)/X_s = x]$ est la fonction vitesse des particules à l'instant $s$. Si $\frac(dF_0^n)(dx)$ converge faiblement vers $\frac(dF_0)(dx)$, alors la suite des flots $\phi(\cdot,\cdot,F_0^n,u_0)$ converge uniformément, sur tout compact, vers $\phi(\cdot,\cdot,F_0,u_0)$. Ensuite, nous retrouvons et étendons certains résultats des équations aux dérivées partielles, à savoir que la fonction $(x,t)\mapsto M(x,t)$ est la solution entropique d'une loi de conservation scalaire de donnée initiale $F_0$, et la famille $\big(\rho(dx,t) = P(X_t\in dx),\, u(x,t) = \E[ u_0(X_0)/X_t = x]\big)_(t >0)$ est une solution faible du système de gaz sans pression de données initiales $\frac(dF_0(x))(dx), u_0$. Cette thèse contient aussi d'autres solutions de l'équation différentielle stochastique $(EDS)$ ci-dessus.

Dans cette thèse, je me suis interessé a deux aspects de la gestion de portefeuille : la maximisation de l'utilité e d'un portefeuille financier lorsque on impose une contrainte sur l'exposition au risque, et la couverture quadratique en marché incomplet. Part I. Dans la première partie, j' étudie un problème d'assurance de portefeuille du point de vue du manager d'un fond d'investissement, qui veut structurer un produit financier pour les investisseurs du fond avec une garantie sur la valeur du portefeuille a la maturité . Si, a la maturité, la valeur du portefeuille est au dessous d'un seuil x e, l'investisseur sera remboursé a la hauteur de ce seuil par une troisième partie, qui joue le rôle d'assureur du fond (on peut imaginer que le fond appartient à une banque et que donc c'est la banque elle même qui joue le rôle d'assureur). En échange de cette assurance, la troisième partie impose une contrainte sur l'exposition au risque que le manager du fond peut tolérer, mesurée avec une mesure de risque monétaire convexe. Je donne la solution complet e de ce problème de maximisation non convexe en marché complet et je prouve que le choix de la mesure de risque est un point crucial pour avoir existence d'un portefeuille optimal. J'applique donc mes résultats lorsque on utilise la mesure de risque entropique (pour laquelle le portefeuille optimal existe toujours), les mesures de risque spectrales (pour lesquelles le portefeuille optimal peut ne pas exister dans certains cas) et la G-divergence. Mots-cl es : Assurance de portefeuille ; maximisation d'utilité ; mesure de risque convexe ; VaR, CVaR et mesure de risque spectrale ; entropie et G-divergence. Part II. Dans la deuxième partie, je m'intéresse au problème de couverture quadratique en marché incomplet. J'assume que le marché est d écrit par un processus Markovien tridimensionnel avec sauts. La premi ère variable d' état décrit l'actif - financier, échangeable sur le marché, qui sert comme instrument de couverture ; la deuxième variable d' état modélise un actif financier que intervient dans la dynamique de l'instrument de couverture mais qui n'est pas échangeable sur le march é : il peut donc être vu comme un facteur de volatilité de l'instrument de couverture, ou comme un actif financier que l'on ne peut pas acheter (pour de raisons légales par exemple) ; la troisième et dernière variable d' état représente une source externe de risque qui affecte l'option Européenne qu'on veut couvrir, et qui, elle aussi, n'est pas échangeable sur le marché. Pour résoudre le problème j'utilise l'approche de la programmation dynamique, qui me permet d' écrire l' équation de Hamilton-Jacobi- Bellman associé e au problème de couverture quadratique, qui est non locale en non linéaire. Je prouve que la fonction valeur associée au problème de couverture quadratique peut être caractérisée par un système de trois équations integro- différentielles aux dérivées partielles, dont l'une est semilinéaire et ne dépends pas du choix de l'option a couvrir, et les deux autres sont simplement linéaires , et que ce système a une unique solution r régulière dans un espace de Hölder approprié, qui me permet donc de caractériser la stratégie de couverture optimale . Ce résultat est démontré lorsque le processus est non dégénéré (c'est a dire que la composante Brownienne est strictement elliptique) et lorsque le processus est a sauts purs. Je conclus avec une application de mes résultats dans le cadre du marché de l' électricité. Mots-cl es : Couverture quadratique ; modèle a sauts ; programmation dynamique ; équation de Hamilton-Jacobi-Bellman ; équations aux dérivées partielles integro-différentielles.

Dans le contexte automobile actuel, étroitement lié à la volonté de réduire les émissions de CO2 dans l'atmosphère, les véhicules hybrides demeurent un passage obligé à court et moyen terme. Un véhicule hybride possède deux sources d'énergie pour assurer sa propulsion : en général un moteur thermique constitue la principale source d'énergie, tandis qu'un moteur électrique représente la source secondaire. La capacité d'un véhicule hybride à consommer moins de carburant, et à rejeter moins de CO2, provient de la présence du moteur électrique. Celui-ci peut être utilisé soit conjointement avec le moteur thermique, soit seul, aucun carburant n'étant alors consommé. La présence de ces deux sources d'énergie impose au système global d'être régi par une stratégie de contrôle déterminant la répartition du couple entre les deux moteurs en fonction de l'état de charge de la batterie. Cette répartition peut être déterminée pour être optimale vis-à-vis de critères tels que la consommation de carburant, les émissions de polluants, etc. L'objectif de la thèse est de développer des méthodes d'optimisation de la répartition de couple entre les deux moteurs d'un véhicule hybride, dans l'objectif de minimiser les émissions de CO2. Une première étape a consisté à développer des modèles représentatifs d'une architecture type adaptés aux types d'optimisation réalisée. Les algorithmes d'optimisation diffèrent selon qu'ils soient capables de traiter des problèmes hors-ligne, ou temps-réel. Parmi les algorithmes d'optimisation hors-ligne étudiés, la programmation dynamique a été utilisée pour déterminer le dimensionnement optimal des éléments principaux d'une architecture hybride, et en déterminer le gain théorique par rapport à une motorisation traditionnelle. Par ailleurs, un algorithme de tir original nommé SCOP a été développé, celui-ci permettant de traiter des problèmes de commande optimale avec contraintes sur l'état, tout en multipliant les performances par 50 par rapport à la méthode de programmation dynamique. Une stratégie de contrôle temps-réel, basée sur l'Equivalent Consumption Minimization Strategy (ECMS) utilisant le principe de Pontryagin, a été développée et implémentée sur un prototype de véhicule hybride, une Smart équipée d'un alterno-démarreur. Les résultats obtenus démontrent de l'action de la stratégie pour la réduction de la consommation de carburant et des émissions de CO2.

Questa tesi è una raccolta di tre articoli riguardanti l’economia dell’informazione. Il primo articolo riguarda i possibili effetti negativi delle elezioni sul benessere degli elettori. Infatti, il controllo ottimo nei confronti di un politico dipende in modo non banale dalla relazione tra effetto disciplinante, effetto di selezione e effetto di riduzione della rendita. Il risultato è che un eccessivo controllo nei confronti di un politico può ridurre il benessere sociale. Il secondo articolo analizza un modello di competizione elettorale nel quale l’abilità del politico è sconosciuta anche al politico stesso oltre che agli elettori. L’analisi è in tempo continuo e sviluppata mediante tecniche di programmazione dinamica e di filtraggio. Le credenze sull’abilità vengono aggiornate secondo la regola di Bayes tramite l’osservazione del processo diffusivo che descrive il valore del settore pubblico. Il politico trae utilità da una rendita che è però inferiore in presenza di una scadenza elettorale. Il terzo articolo descrive una relazione principale-agente in tempo continuo dove l’output è rappresentato da un processo diffusivo il cui drift è determinato dallo sforzo dell’agente, che il principale non osserva, e dall’abilità dell’agente, che non è osservata nemmeno dall’agente stesso. Vengono analizzati sia gli incentivi espliciti dati dal contratto che gli incentivi impliciti legati ai career-concerns. L’analisi è sviluppata in tempo continuo; vengono applicate tecniche di programmazione dinamica e di filtraggio. / This thesis is a collection of three essays about information economics. The first essay studies the possible negative effects of elections on voters’ welfare. In fact, the optimal control of politicians depends on the interplay of disciplining, selection and rent-shrinking effects in a non-trivial way. We show that too much control on the politician may reduce social welfare. The second essay studies an agency model of electoral competition where the incumbent’s ability is unknown to the voters as well as to the politician herself. The analysis is developed in a continuous-time stochastic framework using dynamic programming techniques. Competence is unobservable to everyone and learned over time in a Bayesian fashion through the observation of the value of the public sector. Politicians can divert resources being in office thus reducing the economy wealth but this rent is lower (all other things the same) with an electoral constraint. The third essay describes a continuous-time principal-agent model in which the output is a diffusion process whose drift is determined by the agent’s unobserved effort and by manager’s competence (it is assumed symmetric information about it). We study separately both explicit incentives arising from the contract and implicit incentives arising from career concerns.. All the analysis is developed in a continuous-time stochastic framework; we apply dynamic programming and filtering techniques.

Dans cette thèse, nous proposons des algorithmes et présentons des résultats numériques pour la résolution de jeux répétés stochastiques, à deux joueurs et somme nulle dont l'espace d'état est de grande taille. En particulier, nous considérons la classe de jeux en information complète et en horizon infini. Dans cette classe, nous distinguons d'une part le cas des jeux avec gain actualisé et d'autre part le cas des jeux avec gain moyen. Nos algorithmes, implémentés en C, sont principalement basés sur des algorithmes de type itérations sur les politiques et des méthodes multigrilles. Ces algorithmes sont appliqués soit à des équations de la programmation dynamique provenant de problèmes de jeux à deux joueurs à espace d'états fini, soit à des discrétisations d'équations de type Isaacs associées à des jeux stochastiques différentiels. Dans la première partie de cette thèse, nous proposons un algorithme qui combine l'algorithme des itérations sur les politiques pour les jeux avec gain actualisé à des méthodes de multigrilles algébriques utilisées pour la résolution des systèmes linéaires. Nous présentons des résultats numériques pour des équations d'Isaacs et des inéquations variationnelles. Nous présentons également un algorithme d'itérations sur les politiques avec raffinement de grilles dans le style de la méthode FMG. Des exemples sur des inéquations variationnelles montrent que cet algorithme améliore de façon non négligeable le temps de résolution de ces inéquations. Pour le cas des jeux avec gain moyen, nous proposons un algorithme d'itération sur les politiques pour les jeux à deux joueurs avec espaces d'états et d'actions finis, dans le cas général multichaine (c'est-à-dire sans hypothèse d'irréductibilité sur les chaînes de Markov associées aux stratégies des deux joueurs). Cet algorithme utilise une idée développée dans Cochet-Terrasson et Gaubert (2006). Cet algorithme est basé sur la notion de projecteur spectral non-linéaire d'opérateurs de la programmation dynamique de jeux à un joueur (lequel est monotone et convexe). Nous montrons que la suite des valeurs et valeurs relatives satisfont une propriété de monotonie lexicographique qui implique que l'algorithme termine en temps fini. Nous présentons des résultats numériques pour des jeux discrets provenant d'une variante des jeux de Richman et sur des problèmes de jeux de poursuite. Finalement, nous présentons de nouveaux algorithmes de multigrilles algébriques pour la résolution de systèmes linéaires singuliers particuliers. Ceux-ci apparaissent, par exemple, dans l'algorithme d'itérations sur les politiques pour les jeux stochastiques à deux joueurs et somme nulle avec gain moyen, décrit ci-dessus. Nous introduisons également une nouvelle méthode pour la recherche de mesures invariantes de chaînes de Markov irréductibles basée sur une approche de contrôle stochastique. Nous présentons un algorithme qui combine les itérations sur les politiques d'Howard et des itérations de multigrilles algébriques pour les systèmes linéaires singuliers.

Applying complex ecosystems theory, this thesis maps and analyzes the codependency of ecological and manufacturing flows affecting cities, the landscape, and the environment. Learning from this analysis, a prototype for a hybrid eco-manufacturing and urban park is proposed on degraded industrial lands. Its design is influenced by eco-industrial parks including Kalundborg and contemporary urban parks including La Villette, Downsview, and Fresh Kills. The prototype’s design is motivated by the mutating spatiality caused by contemporary trends in North American manufacturing and the degrading environmental state of the Great Lakes. The horizontal expansion of post-Fordist industrial areas on the urban periphery of North American cities has helped lead decentralization of core urban areas. This organization is becoming vulnerable to future energy and environmental concerns. In Hamilton, this trend has resulted in approximately 3,400 acres of underutilized contaminated land in its historical bayfront industrial areas. The hybrid park prototype will incubate reuse of a 576 acre site within this land by creating a network of eco-operations and public spaces. As part of North America’s Great Lakes, Hamilton Harbour drains into the head of Lake Ontario. The Port of Hamilton’s manufacturing activity strains the ecological systems of these lakes. Some of the most problematic discharge into Hamilton Harbour occurs at Windermere Basin. The basin is surrounded by a twilight industrial area that contaminates its water, soil, and air. This will be the location of the hybrid park prototype. Light manufacturing spaces that treat industrial contamination will be designed. Their organization will hypothesize a new form of urbanization based on environmentally benign uses of energy and materials.

Applying complex ecosystems theory, this thesis maps and analyzes the codependency of ecological and manufacturing flows affecting cities, the landscape, and the environment. Learning from this analysis, a prototype for a hybrid eco-manufacturing and urban park is proposed on degraded industrial lands. Its design is influenced by eco-industrial parks including Kalundborg and contemporary urban parks including La Villette, Downsview, and Fresh Kills. The prototype’s design is motivated by the mutating spatiality caused by contemporary trends in North American manufacturing and the degrading environmental state of the Great Lakes. The horizontal expansion of post-Fordist industrial areas on the urban periphery of North American cities has helped lead decentralization of core urban areas. This organization is becoming vulnerable to future energy and environmental concerns. In Hamilton, this trend has resulted in approximately 3,400 acres of underutilized contaminated land in its historical bayfront industrial areas. The hybrid park prototype will incubate reuse of a 576 acre site within this land by creating a network of eco-operations and public spaces. As part of North America’s Great Lakes, Hamilton Harbour drains into the head of Lake Ontario. The Port of Hamilton’s manufacturing activity strains the ecological systems of these lakes. Some of the most problematic discharge into Hamilton Harbour occurs at Windermere Basin. The basin is surrounded by a twilight industrial area that contaminates its water, soil, and air. This will be the location of the hybrid park prototype. Light manufacturing spaces that treat industrial contamination will be designed. Their organization will hypothesize a new form of urbanization based on environmentally benign uses of energy and materials.

The urban landscape reflects the social, economic, and policy changes that have taken place in a community. The inner city has been previosly called a microcosm that indicates the changes that are occurring in society. The inner city can thus be studied to examine how it responds and adapts to economic change. This thesis asks in what ways are the historic and current economic transitions visible in Hamilton’s inner city landscape; and how do planning policies influence the emerging urban built form. The thesis examines select characteristics of the contemporary inner city derived from the literature (i.e. art and entertainment amenitites, recreational uses, residential revitalization, institutional uses, post-Fordist economy, decline in manufacturing activity, promotion of multi-modal transportation, sustainability policy, and statement place making) and their expected physical manifestations. The methods consist of a historical analysis and visual diagnosis that uses photographs and field notes in order to provide a bottom-up interpretation of downtown Hamilton’s changing urban landscape. There is evidence of arts-culture led rejuvenation of downtown Hamilton and the public realm. However, there is the challenge of promoting revitalization in a context of visual urban blight and the possibilities of policy-induced loss of employment lands.

We prove exponential decay for a fractional power of the Green's function for some correlated Anderson models using the fractional moment method.