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Base de données des enseignements et séminaires de l'EHESS

De nombreux phénomènes socio-économiques résultent d'effets de groupes, de phénomènes de diffusion et de contagion sociale : leur compréhension théorique repose sur une modélisation des interactions sociales.

Dans le cadre général de l'étude des « systèmes complexes », des travaux récents sur la modélisation des interactions sociales se développent à l'interface entre la théorie microéconomique standard, où l'interaction se fait via le système des prix, la théorie des jeux, qui modélise les interactions de nature stratégiques, et la physique statistique qui donne des outils pour décrire un comportement collectif à partir d'une description des comportements individuels.

L'objectif de ce séminaire est de présenter des travaux récents, leurs fondements méthodologiques et outils théoriques, et d'explorer de nouvelles pistes de recherche dans ce domaine, notamment celles qui s’appuient sur l’analyse de grandes bases de données. On privilégiera les approches prenant en compte l'hétérogénéité des préférences et comportements individuels, et la spatialité des interactions (prise en compte de la structure du réseau d'interaction). Les outils que nous rencontrerons seront-ils souvent ceux de la physique statistique des systèmes désordonnés, des équations aux dérivées partielles (EDP) en milieu hétérogène, de la théorie des jeux, ainsi que ceux de la simulation numérique dite « multi-agents ».

Deux séances exceptionnelles qui se tiendront à l'Institut des systèmes complexes (ISC-PIF, 113 rue Nationale 75013 Paris, M° Olympiades/Nationale), co-organisées avec le laboratoire SAMM (Université Paris 1-Panthéon Sorbonne) :

Vendredi 6 octobre 2017, à 10 h 30 : Modeling Archeological Interactions in Space, avec Barbara Mills (Univ. Arizona) et Oliver Nakoinz (Univ. Kiel).

Plus d'informations ici.
Il s'agit aussi d'une demi-journée satellite du colloque Interactions du SAMM, et qui sera (pour)suivie par une table-ronde aux 20^e Rendez-vous de l'Histoire de Blois le lendemain (voir ici).

Mardi 10 octobre 2017, à 14 h 30 : première séance d'une série autour des travaux de Thomas Schelling, décédé en décembre dernier, avec une conférence de William Clark (UCLA, professeur invité à Paris 1).

Plus d'informations ici.

Mercredi 22 novembre 2017 : Attention, jour et lieu inhabituels. Les deux séances du séminaire, initialement prévues pour les vendredi 10 et 24 novembre, sont remplacées par une séance double, de 14 h 30 à 16 h 30 à l'Institut Henri Poincaré (IHP, http://ihp.fr), Amphithéâtre Hermite, 11 rue Pierre et Marie Curie, 75005 Paris

Cette séance spéciale est organisée dans le cadre de la conférence de clôture de l'ERC ReaDi ("Reaction-Diffusion Equations, Propagation and Modelling"), qui se tient du 20 au 23 novembre à l'IHP (programme complet : https://reactiondiffusion.weebly.com/)

• 14 h 30-15 h 30 : José A. Scheinkman (Columbia University), « Supply and Shorting in Speculative Markets »
  This is joint work with Marcel Nutz (Columbia University). We propose a continuous-time model of trading among risk-neutral agents with heterogeneous beliefs. Agents face quadratic costsof-carry on their positions and as a consequence, their marginal valuation of the asset decreases when the magnitude of their position increases, as it would be the case for risk-averse agents. In the equilibrium models of investors with heterogeneous beliefs that followed the original work by Harrison and Kreps, investors are risk-neutral, short-selling is prohibited and agents face a constant marginal cost of carrying positions. The resulting resale option guarantees that the equilibrium price exceeds the price of the asset in a static buy-and-hold model where speculation is ruled out. Our model features three main novelties. First, increasing marginal costs entail that the price depends on the exogenous supply. Second, in addition to the resale option, agents may also value an option to delay, and this may cause the market to equilibrate below the static buy-and-hold price. Third, we introduce the possibility of short-selling; then the resale option for agents with short positions partly compensates the resale option for long agents. We characterize the unique equilibrium of our model through a Hamilton–Jacobi–Bellman equation of a novel form and use it to derive several comparative statics results.

Ref.: M. Nutz & J. A Scheinkman, working paper, https://doi.org/10.3386/w23751

• 15 h 30-16 h 30 : Jean-Pierre Nadal (CNRS & EHESS), « The 2005 French riots : a data-driven epidemiological modeling reveals a spreading wave of contagious violence »
  During autumn 2005, after two youth died while trying to escape a police control, riots started in a poor suburb of Paris, spread around and then in all France, hitting more than 800 municipalities and lasting about 3 weeks. Thanks to an access to a detailed, day by day, account of these events, we analyzed the dynamics of these riots. In this talk I will show that a parsimonious data-driven epidemic like model, taking into account both local (within city) and non-local (through geographic proximity or media) contagion, allows to reproduce the full time course of the riots at the scale of the country. I will make explicit the specificity of the model as compared to the modeling of the spread of infectious diseases. I will also discuss the methodology in the broader context of modeling social phenomena, showing in particular how modeling provides a kind of regularization of the data. In the case of the 2005 French riots, it allows to visualize the wave propagation around Paris in a way not described before.

Ref: L. Bonnasse-Gahot, H. Berestycki, M.-A. Depuiset, M. B. Gordon, S. Roché, N. Rodrez and J.-P. Nadal, Submitted, arxiv.org/abs/1701.07479

Vendredi 8 décembre 2017 : Paul Pezanis-Christou (School of Economics, The University of Adelaide, Australia), « Exploration vs Exploitation, Impulse Balance Equilibrium, and the El Farol bar problem »

Many social and economic activities require some degree of coordination in people's actions to be enjoyed. Congestion games, in which a group of individuals contemplates participating in an event that is enjoyed only if a few participate, characterize well such situations. Such games have been widely investigated in the social sciences, and laboratory experiments suggest that despite the existence of multiple equilibria in pure strategies, participants somehow manage to behave almost optimally: overall, their behaviour is found to converge to the game's (unique) symmetric Nash mixed-strategy equilibrium. This pattern was first coined as ‘magic’, and has subsequently been explained in terms of reinforcement learning processes, probability distortions or overconfidence. Yet, some investigations report persistent deviations which can be rationalised in terms of Quantal Response Equilibrium: a stochastic version of the Nash equilibrium which is remarkably successful in organizing the behaviour observed in numerous economic experiments.
The paper provides two new rationales of behaviour in a class of congestion games that is widely used in economics to study market-entry decisions and often referred to as the El Farol bar problem (Arthur, AmEconRev, 1994). The first model, EvE, uses an ‘Exploration vs Exploitation’ argument and happens to be structurally equivalent to that of the Quantal Response Equilibrium (McKelvey and Palfrey, GamesEconBehav, 1996). The second model, IBE, uses an Impulse Balance Equilibrium argument inspired from Selten et al. (ExpEcon, 2005) that makes a heuristic prediction as to how agents play games and assumes no best-responding behaviour: agents only balance the foregone payoffs associated to the options available.
Both EvE and IBE are parsimonious stationary models that involve only one parameter. To assess their explanatory power, we conduct market-entry experiments that manipulate both payoff structures and payoff levels, and that involve groups of ten participants playing for 150 rounds. The data indicate that these two models explain equally well the data in terms of goodness-of-fit whenever the observed probability of entry is less than the Nash equilibrium prediction; otherwise IBE marginally outperforms EvE. The estimates are also constant throughout the experiments which suggests no obvious learning pattern in participants’ behaviour. When assuming symmetric agents (as is usually done in the experimental economics literature) and when estimating the models with group rather than pooled data, IBE yields more consistent estimates than EvE. However, the opposite occurs when the symmetry assumption is relaxed, and the conduct of a specification test overwhelmingly rejects the null of consistency of the data with either model. The pros and cons of modelling heterogeneity in such games is briefly reviewed.
Overall, our study indicates that the conclusions drawn from the usual approach of assuming symmetric agents when estimating such models crucially depends on whether ones uses pooled or group data and that in the latter case, these models have in fact little empirical support.
Work in collaboration with Alan Kirman and François Laisney.

Vendredi 22 décembre 2017 : Julien Perret (chargé de recherche du ministère de la Transition écologique et solidaire (MTES), LaSTIG (Laboratoire des sciences et technologies de l'information géographique), IGN (Institut national de l'information géographique et forestière)), « Simplu3D : un modèle de simulation des droits à bâtir »

Simplu3D est un modèle de simulation des droits à bâtir permettant de générer des configurations bâties qui respectent les règles locales du droit de l'urbanisme (PLU/POS/RNU). Il s'agit de résoudre un problème d'optimisation d'une fonction objectif (le volume totale de la configuration bâtie par exemple) avec des contraintes géométriques (hauteur de construction, distances aux limites séparatives, etc.). La méthode de résolution choisie utilise un recuit simulé et un échantillonnage stochastique par Reversible-jump Markov chain Monte Carlo (RJMCMC).
Dans cette présentation, nous présentons le fonctionnement du modèle, son utilisation, mais aussi sa validation et les perspectives qu'ouvrent un tel modèle pour une meilleure compréhension des réglementations d'urbanisme, la concertation autour des projets d'urbanisme et, plus généralement, une meilleure prise de décision en matière d'urbanisme et d'aménagement du territoire.

Lundi 15 janvier  2018 : Janet Pierrehumbert (professor of Language Modelling, Dept. of Engineering Science, University of Oxford, UK), « Remembering and generalizing from examples of words »

People learn words from experienced examples of them. The words in turn provide the statistical foundation for learning word-formation patterns. What information about words is encoded and remembered? How are generalisations formed from stored examples? When people encounter variable input, do they simply remember and reproduce this variation, or do they systematise it in their own outputs?
In this talk, I will present results from corpus analyses and online game-like experiments that address these questions. These indicate that mental representations of words include much detail, including contextual detail such as social-indexical associations. At the same time, there is a great amount of individual variation in what information is encoded and the way abstract generalizations are formed from remembered examples. The basic mechanism for learning word formation is not probability-matching, as assumed in recent Bayesian models. People have a propensity to systematise the input, but differ in what contextual associations they notice, how open they are to unexpected input, and how aggressively they systematise. These results support claims that heterogeneity in the speech community plays a strong role in language variation and change.

Vendredi 23 février 2018 : Matthieu Latapy (CNRS, LIP6, UPMC), « Analyser des interactions temporelles avec les flots de liens »

Des transferts d'argent ou de données, des contacts entre individus, ou des achats de produits, toutes ces activités sont assimilables à des interactions temporelles. Étudier la structure et la dynamique de ces interactions revêt un caractère crucial pour la compréhension de nombreux phénomènes et pour de nombreuses applications (détection d'événements dans du trafic, détection de fraudes, recommandation de produits, optimisation de réseaux, construction de relations pérennes à partir d'interactions ponctuelles, etc). La structure de telles interactions est étudiée en utilisant des graphes ou des réseaux (ensembles de nœuds et de liens) ; leur dynamique est étudiée en utilisant des signaux ou des séries temporelles (variations d'une propriété au cours du temps) ; pour étudier la dynamique de leur structure, on utilise des séquences de graphes. Toutefois, ces approches ne capturent que de façon très limitée la nature à la fois structurelle et temporelle des interactions, qui nécessite un cadre spécifique.
Nous présentons ici une généralisation des graphes, que nous appelons des flots de liens, permettant un traitement cohérent des deux aspects. Nous obtenons un langage pour l'étude directe des séquences d'interactions, similaire à celui des graphes pour l'étude des relations.

Vendredi 9 mars 2018 : Gérard Weisbuch (CNRS - LPS, ENS), « Partage du gâteau et émergence de classes ? »

Le « partage du gâteau » proposé par Nash en 1950 est l'un des jeux classiques en théorie des jeux, formalisation simple de la question du  partage d'un profit de telle sorte que tous les participants estiment en avoir reçu une part « satisfaisante ». L'itération du jeu dans un cadre multi-agents a été proposée par Axtell, Epstein et Peyton Young en 2001 qui en déduisent un processus  d'émergence des classes sociales. En modélisant différemment les processus d'apprentissage et de choix des agents on abouti à des conclusions différentes mais non moins intéressantes.

Vendredi 23 mars 2018 : José Morán (CFM & CAMS), « Un nouveau mécanisme pour la loi de Zipf »

De nombreux modèles tentent d'expliquer les distributions à queues épaisses que l'on observe dans la distribution de la taille d'entreprises ou de la taille des villes. Nous proposons ici un modèle épuré : un agent initialement dans une entité A choisit de partir vers B si B est « meilleur » que A dans M critères parmi un total de K. Dans le cas M<K/2, la distribution du nombre d'agents par entité est uniforme et aucune domination n'est possible, tandis que pour M>K/2 elle tend asymptotiquement vers une distribution en loi de puissance d'exposant -2, fournissant ainsi un nouveau mécanisme simple pour la loi de Zipf.

L'exposé sera en français.

Vendredi 13 avril 2018 (de 10 h 30 à 12 h) : Nous accueillerons Ingela Alger (directrice de recherhe au CNRS, TSE, Toulouse), qui s'intéresse aux origines des comportements à caractère moral ou altruiste, vus comme le résultat de transmissions de génération à génération et sujets à la sélection naturelle.

Cette séance fait partie d'une série en mémoire de Thomas Schelling, co-organisée avec le laboratoire SAMM (Univ. Paris 1 - Panthéon Sorbonne).

Ingela Alger CNRS, Toulouse School of Economics "Uninvadable social behaviors and preferences in group-structured populations"

Abstract : Humans evolved in populations structured in groups that extended beyond the nuclear family. Individuals interacted with each other within these groups and there was limited migration and sometimes conflicts between these groups. Suppose that during this evolution, individuals transmitted their behaviors or preferences to their (genetic or cultural) offspring, and that material outcomes resulting from the interaction determined which parents were more successful than others in producing (genetic or cultural) offspring. Should one then expect pure material self-interest to prevail? Some degree of altruism, spite, inequity aversion or morality? By building on models in population biology we analyze the role that different aspects of population structure — such as group size, migration rates, probability of group conflicts, cultural loyalty towards parents — play in shaping behaviors and preferences which, once established, cannot be displaced by any other preference. In particular, we show that uninvadable preferences under limited migration between groups will consist of a materially self-interested, a moral, and an other-regarding component, and we show how the strength of each component depends on population structure.

22 juin : Mark S. Handcock, Professor and Chair of Statistics, UCLA, USA  "Some Impacts of Social Research on Statistical Methodology"

In 1992, Clifford C. Clogg published a paper on "the influence of sociological methodology, or methodology for social research more
generally, on modern statistics." In it he emphasized the contributions of the social sciences to the development of statistical methodology. Since that time the social sciences has continued to produce, motivate and demand new statistical methodology.

De nombreux phénomènes socio-économiques résultent d’effets de groupes et de comportements collectifs. Leur compréhension théorique repose sur une modélisation pertinente des interactions sociales entre les membres d’un groupe. Dans le cadre général de l’étude des « systèmes complexes » en SHS, des travaux sur la modélisation des interactions sociales se développent à l’interface entre la théorie microéconomique standard, où l’interaction se fait via le système des prix, la théorie des jeux, qui modélise les interactions de nature stratégique, et la physique statistique qui donne des outils pour précisément décrire un comportement collectif (niveau « macroscopique ») à partir d’une description des comportements individuels (niveau « microscopique »).
L’objectif est de présenter des travaux récents, leurs fondements méthodologiques et leurs outils théoriques, et d’explorer de nouvelles pistes de recherche dans ce domaine. On privilégie les approches prenant en compte l’hétérogénéité (diversité des préférences et comportements individuels) et la spatialité des interactions (prise en compte de la structure spatiale d’interaction). Aussi, les outils que nous rencontrons sont souvent ceux de la physique statistique des systèmes désordonnés, de la théorie des jeux, ceux des équations aux dérivées partielles (EDP) en milieu hétérogène, ainsi que ceux de la simulation « multi-agents ». Nous tâchons d’adopter une démarche inductive, partant d’études empiriques et de modèles spécifiques, afin de comparer différentes démarches de modélisation de comportements collectifs.
En hommage à Thomas Schelling décédé en décembre 2016, le Séminaire a créé une série spéciale autour des apports de ce pionnier de la modélisation des comportements collectifs dans les systèmes sociaux. Pour inaugurer cette série, le sociologue William A. V. Clark, UCLA, a donné une conférence remarquable intitulée « The legacy and continuing relevance of Thomas Schelling ».
Les exposés et discussions dans le cadre du séminaire de cette année peuvent être regroupés en quatre thèmes.

• Structures et dynamiques socio-spatiales

L’organisation spatiale et sociale des milieux urbains est un thème central du Séminaire. Nous avons accueilli Barbara Mills (Université Arizona) et Oliver Nakoinz (Université Kiel) qui ont discuté de l’analyse et de la modélisation de données archéologiques. José Moran (CAMS & CFM) nous a proposé un nouveau mécanisme simple pour la loi de Zipf, observée notamment pour la distribution de la taille d’entreprises ou la taille des villes. La propagation d’émeutes urbaines a été discutée par Jean-Pierre Nadal, à partir de l’analyse de données sur les émeutes de 2005, dont la modélisation révèle une vague géante qui a parcouru toute la France.

• Théorie des jeux, marchés et organisations sociales

Plusieurs séances ont porté sur l’organisation des marchés ou d’autres organisations sociales, mobilisant les outils de la théorie des jeux. Sur ce thème le séminaire a ainsi accueilli Paul Pezanis-Christou, The University of Adelaide, Australia, José Sheinkman, Columbia University, sur les marchés spéculatifs et Gérard Weisbuch, ENS, sur l’émergence de classes sociales. Ingela Alger, de l’École d’économie de Toulouse, a discuté une approche très originale en théorie des jeux sur l’émergence, au cours de l’évolution, de préférence qui font apparaître une partie pro-sociale, altruiste.
Structure et évolution des langues
L’an dernier l’analyse et la modélisation de la dynamique d’évolution des langues avaient été abordées. Cette année, Janet Pierrehumbert (University of Oxford, UK), montre, par des analyses fines de corpus, que l’hétérogénéité dans les représentations mentales des mots est corrélée aux contextes dans lesquels les mots ont été appris. Cette hétérogénéité jouerait un rôle important dans l’évolution des langues.

• Développements méthodologiques

Le séminaire permet de discuter des questions méthodologiques. Matthieu Latapy (LIP6, UPMC) a exposé de nouveaux outils pour l’analyse de réseaux, les « flots de liens », qui prennent en compte des aspects importants pour nombre de problématiques en sciences sociales. Il s’agit de caractériser séparément le réseau sur lequel se passent des interactions, et les événements singuliers que sont les interactions proprement dites. Francis Gross (Directorate General Statistics, BCE) part du constat que les banques centrales n’ont pas les outils de contrôle permettant de savoir qui possède quoi, et donc d’anticiper les effets d’une crise. Francis Gros a convaincu la BCE de la nécessité de se doter d’outils d’observation, donc de mesure, en attribuant l’équivalent d’un code-barres aux produits financiers. Julie Josse (CMAP, École Polytechnique) expose des développements récents sur l’analyse de données avec données manquantes – une situation fréquente en sciences sociales –, illustrant cette problématique par l’analyse du domaine de la santé. L’année s’est conclue avec une séance particulière donnée par le statisticien Mark S. Handcock de UCLA sur l’influence majeure des travaux en sciences sociales sur les développements méthodologiques en statistiques. Cet exposé, d’intérêt très général pour les sciences sociales, pourrait donner lieu à une conférence en 2019 visant un public très large à l’EHESS.
Durant cette année 2017-2018, une séance double s’est tenue dans le cadre de la semaine de clôture de l’ERC Readi, dirigée par Henri Berestycki ; plusieurs séances, dont la dernière et celles autour de Thomas Schelling, ont été co-organisées avec Julien Randon-Furling, du SAMM, Université Paris 1 – Panthéon-Sorbonne.

Publications
Jean-Pierre Nadal

• Avec L. Bonnasse-Gahot, H. Berestycki, M.-A. Depuiset, M. B. Gordon, S. Roché, et N. Rodríguez, « Epidemiological modeling of the 2005 French riots : a spreading wave and the role of contagion », Scientific Reports, 2018, open access - doi : 10.1038/s41598-017-18093-4.
• Avec Q. Feltgen et B. Fagard, « Frequency patterns of semantic change : Corpus-based evidence of a near-critical dynamics in language change », Royal Society Open Science, 2017, doi : 10.1098/rsos.170830 (open access).
• Avec G. Bouvier, C. Clopath, C. Bimbard, N. Brunel, V. Hakim et B. Barbour, « Cerebellar learning using perturbations », dans eLife, 2018.
• « De l’individu au Collectif » - Chapitre III, dans La cognition. Du neurone à la société, sous la dir. de D. Andler, T. Collins et C. Tallon-Baudry, Collection Folio essais (n. 636), Série XL, Gallimard, 2018 (ISBN 9782072764370).