Cette thèse se propose d'étudier sous divers points de vue les groupes d'automorphismes d'immeubles. Un de ses objectifs est de mettre en valeur les différences autant que les analogies entre les immeubles affines et non affines. Pour appuyer cette dichotomie, on y démontre que les groupes d'automorphismes d'immeubles non affines n'ont jamais de paire de Gelfand, contrairement aux immeubles affines. Dans l'autre sens, pour souligner l'analogie entre immeubles affines et non affines, on définit une nouvelle notion de bord combinatoire d'un immeuble. Dans le cas des immeubles affines, ce bord s'identifie au bord polyédral. On relie la construction de ce bord à d'autres constructions déjà existantes, par exemple, la compactification de Busemann du graphe des chambres. La compactification combinatoire est également isomorphe à la compactification par la topologie de Chabauty de l'ensemble des chambres, sous des hypothèses de transitivité. On relie aussi le bord combinatoire à un autre espace, généralisant une construction de F. Karpelevic pour les espaces symétriques : celle du bord raffiné d'un espace CAT(0).On démontre alors que les points du bord paramètrent les sous-groupes moyennables maximaux de l'immeuble, à indice fini près. Enfin, on prouve que l'action du groupe d'automorphismes d'un immeuble localement fini sur le bord combinatoire de ce dernier est moyennable, fournissant ainsi des résolutions en cohomologie bornée et des applications bord explicites. Ceci donne aussi une nouvelle preuve que ces groupes satisfont la conjecture de Novikov.

La théorie des pavages apériodiques a connu des développements rapides depuis les années 1980, avec la découvertes d'alliages métalliques cristallisant dans une structure quasi-périodique.Dans cette thèse, on étudie particulièrement deux méthodes de construction de pavages : par coupe et projection, et par substitution. Deux angles d'approche sont développés : l'étude de la fonction de complexité, et l'étude métrique de l'espace de pavages.Dans une première partie, on calcule l'asymptotique de la fonction de complexité pour des pavages coupe et projection, généralisant ainsi des résultats connus en dynamiques symbolique pour la dimension 1. On montre que pour un pavage coupe et projection canonique N sur d sans période, la complexité croît (à des constantes près) comme n à la puissance a, où a est un entier compris entre d et N-d.Ensuite, on se base sur une construction de Pearson et Bellissard qui construisent un triplet spectral sur les ensembles de Cantor ultramétriques. On suit leur construction dans le cas d'ensembles de Cantor auto-similaires. Elle s'applique en particulier aux transversales d'espaces de pavages de substitution.Enfin, on fait le lien entre la distance usuelle sur l'enveloppe d'un pavage et la complexité de ce pavage. Les liens entre complexité et métrique permettent de donner une preuve directe du fait suivant : la complexité des pavages de substitution apériodiques de dimension d croît comme n à la puissance d.La question de liens entre la complexité et la topologie (et pas seulement avec la distance) reste ouverte. Nous apportons cependant des réponses partielles dans cette direction.

Cette thèse est divisée en deux parties. La première partie introduit une méthode probabiliste numérique pour les EDPs parabolique et complètement non-linéaire, puis on considère ses propriétés asymptotiques (convergence et taux de convergence) et aussi l'analyse de l'erreur due à l'approximation de l'espérance conditionnelle par une méthode de type Monte Carlo. Les EDPs complètement non- linaires apparaissent dans plusieurs applications en ingénierie, économie et finance. Citons par exemple le problème de propagation de front par courbure moyenne, ou le problème de sélection de portefeuille. Une classe importante d'EDP complètement non-linéaire est constituée par les équations de HJB découlant du contrôle optimal stochastique. Dans la plupart des cas, il n'existe pas de solution dans le sens classique. Par conséquent, la notion de solution de viscosité est utilisé pour les EDP complètement non-linéaires. En raison de manque de de solution explicite dans de nombreuses applications, les schémas d'approximation sont devenus très importants. Pour montrer la convergence, la méthode utilisée dans cette thèse a été introduite par Barles et Souganidis. Leurs travaux fournissent le résultat de convergence vers des solutions de viscosité pour une solution approchée obtenue à partir cohérente, monotone et stable régime. An d'obtenir le taux de convergence, nous avons supposé que le EDP a non-linéarité concave de type HJB. En d'autres termes, la non-linéarité est une borne inférieure des opérateurs linéaires. La thèse a utilisé la méthode de Krylov des coefficients secoué et d'approximation par un système d'équations HJB couplées pour obtenir des bornes sur les taux de convergence. La mise en œuvre du schéma requiert d'introduire une approximation des espérances conditionnelles. Pour une classe d'estimateurs, nous avons obtenu une borne inférieure sur le nombre de chemins échantillon qui préserve la vitesse de convergence obtenue avant. La généralisation de la méthode à des équations intégro-diférentielles est simple et on peut utiliser les mÃa mes arguments que dans le cas local pour obtenir la convergence et le taux de convergence. Notons cependant que le cas non local introduit la difficulté supplémentaire d'approximation des termes non locaux. La première partie sera terminée est illustrée par quelques expériences numériques. La méthode est utilisée pour résoudre le problème géométrique des taux de courbure moyenne, le problème de la sélection sur un portefeuille d'actifs avec volatilité stochastique dans le modèle de Heston, et le problème de sélection de portefeuille de deux actifs à la fois avec une volatilité stochastique, on satisfait modèle de Heston et l'autre CEV modèle. La deuxième partie de la thèse traite de la politique de production optimale dans le marché des allocations des permis d'émission de carbone. Le marché des permis d'émissions de carbone est une approche de marché pour mettre en œuvre le protocole de Kyoto. Nous avons calculé la production optimale dans 4 cas: quand il n'y a pas un tel marché, quand il y a un tel marché, mais sans grand producteur de carbone, quand il y a un gros producteur qui n'est pas teneur de marché, et quand il existe un marché avec un grande producteur. Nous avons montré que dans les premiers, la production optimale est toujours diminuée. Cependant, dans le dernier cas, nous avons montré que le gros producteur peut bénéficier du marché en changeant la prime de risque de l'allocation de carbone en raison de sa production d'appoint. Cette partie est illustrée par quelques expériences numériques qui montre des cas que le grand producteur peut bénéficier d'une production d'appoint.

Nous donnons une condition nécessaire et suffisante pour que les coefficients de Taylor à l'origine de séries en plusieurs variables $q_i({mathbf z})=z_iexp(G_i({mathbf z})/F({mathbf z}))$ soient entiers, avec ${mathbf z}=(z_1,dots,z_d)$ et où $F({mathbf z})$ et $G_i({mathbf z})+log(z_i)F({mathbf z})$, $i=1,dots,d$, sont des solutions particulières de certains $A$-systèmes d'équations différentielles linéaires. Ce critère est basé sur les propriétés analytiques de l'application de Landau (classiquement associée aux suites de quotients de factorielles de formes linéaires). Pour démontrer ce critère, nous généralisons entre autres une version en plusieurs variables d'un théorème de Dwork concernant les congruences formelles entre séries formelles, démontrée par Krattenthaler et Rivoal dans og Multivariate $p$-adic formal congruences and integrality of Taylor coefficients of mirror maps fg [arXiv:0804.3049v3, math.NT]. Ce critère en plusieurs variables implique l'intégralité des coefficients de Taylor de nouvelles applications miroir d'une seule variable dans og Tables of Calabi--Yau equations fg [arXiv:math/0507430v2, math.AG] de Almkvist, van Enckevort, van Straten et Zudilin. Dans le cas particulier d'une variable, nous affinons notre critère et démontrons l'intégralité des coefficients de Taylor de racines d'applications miroir. Cela nous permet de démontrer une conjecture de Zhou énoncée dans og Integrality properties of variations of Mahler measures fg [arXiv:1006.2428v1 math.AG].

Ce travail part de l'observation d'un résultat de P. Robba établi en 1982 dont l'énoncé est le suivant : si l est un entier p-adique, alors la série (1+T)l à coefficients dans l'anneau des entiers p-adiques, réduite modulo p, est algébrique sur le corps des fractions rationnelles à coefficients dans le corps fini à p éléments si et seulement si l est rationnel. En remarquant que cette série a une expression très proche de celle d'un endomorphisme du groupe multiplicatif sur l'anneau des entiers p-adiques, on généralise ce résultat à une classe de groupes formels de Lubin-Tate dont le logarithme vérifie une certaine condition d'algébricité. Nous interprétons ensuite ce résultat via le foncteur XK de Fontaine et Wintenberger et en tirons des conséquences sur l'indépendance algébrique des automorphismes de corps locaux. Dans la deuxième partie de ce travail, nous établissons l'analogue du théorème de P. Robba dans le cas des modules de Drinfeld de rang 1 définis sur le complété P-adique de l'anneau des polynômes à coefficients dans un corps fini où P est un polynôme irréductible, unitaire et à coefficients dans ce même corps fini.

Le but de cette thèse est de proposer quelques algorithmes permettant d'analyser la stabilité forte d'une matrice symplectiques. Le premier chapitre rassemble quelques propriétés spectrales des matrices symplectiques et leur lien avec la stabilité forte. En particulier, ce chapitre insiste sur les propriétés les plus importantes du point de vue de la stabilité numérique qui sont utilisées tout au long de la thèse. Dans le deuxième chapitre, on adapte les méthodes de dichotomie spectrale à des matrices symplectiques. Cette adaptation permet de trouver les projecteurs spectraux sur les sous-espaces invariants associés aux valeurs propres dans, sur et en dehors du cercle unité. Puis, on propose un algorithme basé encore sur la dichotomie spectrale afin d'analyser la stabilité forte. Dans le troisième chapitre, on propose un algorithme itératif de trichotomie spectrale permettant de trouver les projecteurs spectraux mentionnés ci-dessus. L'analyse théorique clarifie la convergence et donne la vitesse de convergence de cet algorithme. Ce chapitre se termine par une comparaison, en termes de précision et de coût de calcul, entre cette approche et celle du chapitre 2.

On s'attache à étudier des modèles mathématiques multi-échelles pour des domaines variés : la rhéologie des matériaux vitreux, la biochimie dans la balnéothérapie et la biomécanique des sutures craniofaciales. Pour les matériaux vitreux, nous étudions un modèle de type cinétique et justifions mathématiquement des propriétés macroscopiques (transition vitreuse à faible cisaillement et comportement de type fluide newtonien à fort taux de cisaillement) après avoir remarqué une certaine analogie avec la pénalisation d'obstacles en mécanique des fluides. Nous proposons également une généralisation multi-dimensionnelle de ce modèle afin de prendre en compte des types d'écoulements généraux. En biochimie nous présentons un premier modèle très simplifié de réaction-diffusion et montrons comment concevoir un schéma numérique adapté en utilisant les hypothèses de modélisation. Enfin nous proposons un modèle de couplage biomécanique pour le développement des sutures qui rend compte du phénomène d'interdigitation que l'on observe en pratique.

La cryptographie est devenue indispensable afin de garantir la sécurité et l'intégrité des données transitant dans les réseaux de communication modernes. Ces deux dernières décennies, des cryptosystèmes très efficaces, sûr et riches en fonctionnalités ont été construits à partir de variétés abéliennes définies sur des corps finis. Cette thèse contribue à certains aspects algorithmiques des variétés abéliennes ordinaires touchant à leurs anneaux d'endomorphismes. Cette structure joue un rôle capital dans la construction de variétés abéliennes ayant de bonnes propriétés. Par exemple, les couplages ont récemment permis de créer de nombreuses primitives cryptographiques avancées ; construire des variétés abéliennes munies de couplages efficaces nécessite de choisir des anneaux d'endomorphismes convenables, et nous montrons qu'un plus grand nombre de tels anneaux peut être utilisé qu'on ne pourrait croire. Nous nous penchons aussi le problème inverse qu'est celui du calcul de l'anneau d'endomorphisme d'une variété abélienne donnée, et qui possède en outre plusieurs applications pratiques. Précédemment, les meilleures méthodes ne résolvaient ce problème qu'en temps exponentiel ; nous concevons ici plusieurs algorithmes de complexité sous-exponentielle pour le résoudre dans le cas ordinaire. Pour les courbes elliptiques, nous algorithmes sont très efficaces, ce que nous démontrons en attaquant des problèmes de grande taille, insolvables jusqu'à ce jour. De plus, nous bornons rigoureusement la complexité de notre algorithme sous l'hypothèse de Riemann étendue. En tant que sous-routine alternative, nous nous considérons aussi une généralisation du problème du sac à dos dans les groupes finis, et montrons comment il peut être résolu en utilisant peu de mémoire. Enfin, nous généralisons notre méthode aux variétés abélienne de dimension supérieure, ce qui nécessite davantage d'hypothèses heuristiques. Concrètement, nous développons une bibliothèque qui permet d'évaluer des isogénies entre variétés abéliennes ; en utilisant cet outil important dans notre algorithme, nous appliquons notre méthode généralisée à des exemples illustratifs et de tailles jusqu'à présent inatteignables.

La méthode des éléments finis, largement utilisée en analyse numérique, requiert que le domaine considéré soit préalablement maillé, c'est-à-dire partitionné en un ensemble de polytopes généralement, mais pas nécessairement, simpliciaux. Parmi les méthodes permettant la génération de tels maillages, la triangulation de Delaunay présente le double intérêt d'avoir un support théorique fondant la robustesse des algorithmes, ainsi que de produire des éléments de qualité, conditionnant fortement la précision des calculs ultérieurs. Elle présente cependant l'inconvénient de ne pas être à même de prendre en compte des considérations topologiques, lui interdisant de facto d'être utilisée en l'état pour produire des maillages. Un certain nombre de méthodes ont été proposées pour tenter de résoudre ce problème, mais aucune ne constitue une solution générale. Par ailleurs, les maillages qu'elles restituent ne possèdent plus la propriété de Delaunay. Ce travail étudie les conditions dans lesquelles une contrainte, en dimensions 2 et 3, apparaîtra dans toute triangulation de Delaunay du nuage de points auquel elle est associée. En particulier, des théorèmes de Delaunay-admissibilité a priori sont établis. A l'aide de ces résultats, des algorithmes de redéfinition de contraintes sont proposés, de telle sorte que les nouvelles discrétisations, recouvrements des anciennes, soient construites par toute triangulation de Delaunay. Ainsi, les contraintes étant satisfaites automatiquement, aucune opération de forçage a posteriori n'est requise, et les maillages produits sont de Delaunay. En raison du coût prohibitif de la convergence en dimension 3, deux algorithmes efficaces sont proposés, sans qu'aucune conjecture sur leur convergence ne soit formulée. A titre d'application de la méthode en dimension 3, l'interfaçage avec un mailleur de Delaunay contraint existant est étudié. En particulier, la pertinence de la méthode est illustrée grâce au déblocage d'une configuration que ce mailleur ne parvient pas à résoudre. D'autres applications possibles, ainsi que les développements en cours sont également évoqués.

Let M=P(E) be a ruled surface. We introduce metrics of finite volume on M whose singularities are parametrized by a parabolic structure over E. Then, we generalise results of Burns--de Bartolomeis and LeBrun, by showing that the existence of a singular Kahler metric of finite volume and constant non positive scalar curvature on M is equivalent to the parabolic polystability of E; moreover these metrics all come from finite volume quotients of $H^2 \times CP^1$. In order to prove the theorem, we must produce a solution of Seiberg-Witten equations for a singular metric g. We use orbifold compactifications $\overline M$ on which we approximate g by a sequence of smooth metrics; the desired solution for g is obtained as the limit of a sequence of Seiberg-Witten solutions for these smooth metrics.