Coordination et communication stratégique

   Dans ce travail d’HDR, nous présentons des résultats récents de Théorie de l’Information qui apportent un éclairage nouveau sur des problèmes de Théorie des Jeux, tels que la coordination des actions des joueurs ou le traitement de l’information stratégique. Bien que la Théorie de l’Information et la Théorie des Jeux aient des champs d’application distincts, ces deux théories s’appuient sur des outils mathématiques similaires. Les problèmes de coordination et d’information stratégique se posent pour la conception de réseaux d’appareils autonomes et pour l’étude du comportement d’agents rationnels. Les nouvelles générations de réseaux de communication intègrent des appareils qui prennent des décisions avec une plus grande autonomie. Ces machines observent leur environnement, interagissent, coopèrent avec d’autres machines ou avec des humains, s’adaptent dynamiquement à leur environnement et à la topologie du réseau.

     Le théorème de codage de source avec perte de Shannon (1959) est la pierre angulaire de notre étude. Etant donnée une contrainte de capacité de communication, ce théorème caractérise le schéma de codage optimal pour compresser une source d’information. Les performances du codage sont évaluées via un critère de fidélité que nous interprétons comme une fonction de coût à minimiser. Nous revisitons ce problème de codage en adoptant le point de vue de la Théorie des Jeux, dans lequel chaque joueur optimise sa propre fonction de coût qui dépend des actions des autres joueurs.
     Tout d’abord, nous étudions la capacité d’un encodeur et d’un décodeur à coordonner leurs actions avec les symboles générés par une source d’information. A cet effet, la suite d’actions de l’encodeur encapsule une version dégradée des symboles de source, qui sert à coordonner les futures actions du décodeur. Nous caractérisons les solutions de plusieurs instances du problème de coordination au Chap. IV, et au Chap. V, nous étendons ces résultats dans plusieurs directions, pour des problèmes de fuite d’état de canal, pour des problèmes de contrôle décentralisé et pour des problèmes de coordination forte. Le caractère stratégique de la transmission de l’information est étudié au Chap. VI lorsque les joueurs communiquent à travers un canal bruité. Nous considérons un encodeur qui s’engage à mettre en œuvre une stratégie, avant que les symboles de sources soient tirés, comme dans le jeu de persuasion Bayésienne.
     En guise de perspectives, nous étudierons l’impact des contraintes de communication sur la transmission d’informations stratégiques dans les problèmes de “mechanism design” de Jackson and Sonnenschein (2007), et dans les jeux de “cheap talk” de Crawford and Sobel (1982). Une autre direction de recherche consiste à approfondir les problèmes d’optimisation qui apparaissent pour le codage stratégique, en utilisant des outils issus de la Théorie des Graphes et de l’Optimisation Convexe. Nous pensons que ces résultats apporteront un point de vue nouveau sur les problèmes ouverts en jeux répétés avec observation imparfaite et information incomplète. L’objectif est de construire une théorie qui englobe les résultats de codage standard en théorie de l’information et les résultats pour les jeux “sender-receiver”.