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Modèles de graphes aléatoires

Participants : Vincent Dumas, Philippe Flajolet, Philippe Robert

Les recherches de cette année concernent le problème combinatoire de recouvrement d'un graphe par choix aléatoire d'arêtes. Ceci se rattache au problème fameux du ``collectionneur de coupons'', lequel est lui-même un modèle de nombreux phénomènes d'allocation dynamique de ressources. Le modèle étudié est issu directement d'un problème rencontré en simulation de réseaux d'interconnexion et dû à A. Greenberg (AT&T Bell Lab.).

À chaque unité de temps, une arête d'un graphe de référence G est tirée au hasard et il s'agit de déterminer la profondeur d'empilement vue des sommets. L'objet de cette étude est notamment de préciser à quelle vitesse et comment la topologie du graphe joue un rôle dans le comportement quantitatif de ce processus combinatoire.

Les participants ont montré que le processus tend presque sûrement vers l'infini à vitesse constante . En fait, une chaîne de Markov ergodique convergeant très vite à l'équilibre y est sous-jacente. En utilisant une analogie avec les processus de branchement dépendant de l'âge et un résultat de Kingman dans ce domaine, une borne supérieure pour la constante a été obtenue.

Pour comprendre le rôle de la topologie, en particulier pour montrer que la constante pour le tore est plus petite que pour le réseau complètement connecté (conjecture encore non résolue), ils ont examiné l'une des caractéristiques de ce modèle : si l'on tire au hasard des arêtes d'un graphe G, quel est le temps nécessaire à la première couverture complète de tous les sommets ? Ce problème apparaît comme équivalent au problème du collectionneur de coupons avec tirages en groupes. Ils ont montré que le temps moyen de couverture complète est fréquemment de l'ordre de s'il y a N sommets. Ont été obtenues des expressions explicites de ce temps moyen dans le cas de plusieurs classes de graphes classiques dotées de propriétés de symétrie, ainsi que des approximations poissonniennes dans le cas de graphes réguliers.


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