Na literatura da área da análise de sobrevivência existem os modelos tradicionais, ou sem fração de cura, e os modelos de longa duração, ou com fração de cura. Recentemente tem sido proposto um modelo mais geral, conhecido como o modelo com fatores de risco latentes com esquemas de ativação. Nesta tese são deduzidas novas propriedades que possuem a função de sobrevivência, a função de taxa de risco e o valor esperado, quando e considerado o modelo com fatores de risco latentes. Estas propriedades são importantes, já que muitos outros modelos que tem aparecido na literatura recentemente podem ser considerados como casos particulares do modelo com fatores de risco latentes. Além disto, são propostos novos modelos de sobrevivência e estes são aplicados a conjuntos de dados reais. Também é realizado um estudo de simulação e uma análise de sensibilidade, para mostrar a qualidade destes modelos / In the survival literature we can find traditional models without cure fraction and longterm models with cure fraction. A more general risk factor model with latent activation scheme has been recently proposed. In this thesis we deduce new properties for the survival function, hazard function and expected value for this model. Since many recent survival models can be regarded as particular cases of the risk factor model with latent activation scheme these properties are of great relevance. In addition we propose new survival models that are applied to real data examples. A simulation and sensibility analysis are also performed to asses the goodness of fit of these models

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-12-22T11:06:45Z No. of bitstreams: 1 rodrigovianello.pdf: 847018 bytes, checksum: 7ad17011832e8156b0fa361091a1375a (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-12-22T12:53:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 rodrigovianello.pdf: 847018 bytes, checksum: 7ad17011832e8156b0fa361091a1375a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-22T12:53:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 rodrigovianello.pdf: 847018 bytes, checksum: 7ad17011832e8156b0fa361091a1375a (MD5) Previous issue date: 2010-02-24 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O presente trabalho apresenta a proposição de duas metodologias inovadoras no campo da estimação fasorial. A primeira delas propõe a estimação do fasor da componente fundamental na presença de harmônicos e decaimento CC exponencial e é baseada na aplicação de filtros DFT (Discrete Fourier Transform) e de alguns métodos de processamento de sinais, tais como janelamento, modulação e DTFT (Discrete Time Fourier Transform). A segunda metodologia também propõe a estimação do fasor da componente fundamental, mas em um cenário mais complexo onde estão presentes no sinal, além dos harmônicos e decaimento CC exponencial, as oscilações subsíncronas. Esta metodologia é baseada na aplicação de redes neurais artificiais e de alguns métodos de processamento de sinais. Ambas as metodologias foram avaliadas frente a métodos tradicionais de estimação fasorial e apresentaram desempenhos superiores na presença de ruídos. / Thisthesispresents thepropositionoftwonovelmethodsin thefieldofphasor estimation. The first proposes to estimate the phasor of the fundamental component in the presence of harmonicsandexponentialdecayingDC.ThismethodologyisbasedontheapplicationoffiltersDFT (Discrete Fourier Transform) and some methods of signal processing such as windowing, modulation and DTFT (Discrete Time Fourier Transform). The second approach also proposes to estimate the phasor of the fundamental component, but in a more complex scenario formed for harmonics, exponential decaying DC and the sub-synchronous oscillations . This methodology isbasedontheapplicationofartificialneuralnetworksandsomemethodsofsignalprocessing. Both methods were evaluated against traditional methods of phasor estimation and the simulations showed that the two proposed methods were more accurate then others in presence of noise.

In this thesis we study two probabilistic models defined on graphs: the Stochastic Block model and the Exponential Random Graph. Therefore, this thesis is divided in two parts. In the first part, we introduce the Krichevsky-Trofimov estimator for the number of communities in the Stochastic Block Model and prove its eventual almost sure convergence to the underlying number of communities, without assuming a known upper bound on that quantity. In the second part of this thesis we address the perfect simulation problem for the Exponential random graph model. We propose an algorithm based on the Coupling From The Past algorithm using a Glauber dynamics. This algorithm is efficient in the case of monotone models. We prove that this is the case for a subset of the parametric space. We also propose an algorithm based on the Backward and Forward algorithm that can be applied for monotone and non monotone models. We prove the existence of an upper bound for the expected running time of both algorithms. / Nessa tese estudamos dois modelos probabilísticos definidos em grafos: o modelo estocástico por blocos e o modelo de grafos exponenciais. Dessa forma, essa tese está dividida em duas partes. Na primeira parte nós propomos um estimador penalizado baseado na mistura de Krichevsky-Trofimov para o número de comunidades do modelo estocástico por blocos e provamos sua convergência quase certa sem considerar um limitante conhecido para o número de comunidades. Na segunda parte dessa tese nós abordamos o problema de simulação perfeita para o modelo de grafos aleatórios Exponenciais. Nós propomos um algoritmo de simulação perfeita baseado no algoritmo Coupling From the Past usando a dinâmica de Glauber. Esse algoritmo é eficiente apenas no caso em que o modelo é monotóno e nós provamos que esse é o caso para um subconjunto do espaço paramétrico. Nós também propomos um algoritmo de simulação perfeita baseado no algoritmo Backward and Forward que pode ser aplicado à modelos monótonos e não monótonos. Nós provamos a existência de um limitante superior para o número esperado de passos de ambos os algoritmos.

Tratar a função de verossimilhança perfilada como uma verossimilhança genuína pode levar a alguns problemas, como, por exemplo, inconsistência e ineficiência dos estimadores de máxima verossimilhança. Outro problema comum refere-se à aproximação usual da distribuição da estatística da razão de verossimilhanças pela distribuição qui-quadrado, que, dependendo da quantidade de parâmetros de perturbação, pode ser muito pobre. Desta forma, torna-se importante obter ajustes para tal função. Vários pesquisadores, incluindo Barndorff-Nielsen (1983,1994), Cox e Reid (1987,1992), McCullagh e Tibshirani (1990) e Stern (1997), propuseram modificações à função de verossimilhança perfilada. Tais ajustes consistem na incorporação de um termo à verossimilhança perfilada anteriormente à estimação e têm o efeito de diminuir os vieses da função escore e da informação. Este trabalho faz uma revisão desses ajustes e das aproximações para o ajuste de Barndorff-Nielsen (1983,1994) descritas em Severini (2000a). São apresentadas suas derivações, bem como suas propriedades. Para ilustrar suas aplicações, são derivados tais ajustes no contexto da família exponencial biparamétrica. Resultados de simulações de Monte Carlo são apresentados a fim de avaliar os desempenhos dos estimadores de máxima verossimilhança e dos testes da razão de verossimilhanças baseados em tais funções. Também são apresentadas aplicações dessas funções de verossimilhança em modelos não pertencentes à família exponencial biparamétrica, mais precisamente, na família de distribuições GA0(alfa,gama,L), usada para modelar dados de imagens de radar, e no modelo de Weibull, muito usado em aplicações da área da engenharia denominada confiabilidade, considerando dados completos e censurados. Aqui também foram obtidos resultados numéricos a fim de avaliar a qualidade dos ajustes sobre a verossimilhança perfilada, analogamente às simulações realizadas para a família exponencial biparamétrica. Vale mencionar que, no caso da família de distribuições GA0(alfa,gama,L), foi avaliada a aproximação da distribuição da estatística da razão de verossimilhanças sinalizada pela distribuição normal padrão. Além disso, no caso do modelo de Weibull, vale destacar que foram derivados resultados distribucionais relativos aos estimadores de máxima verossimilhança e às estatísticas da razão de verossimilhanças para dados completos e censurados, apresentados em apêndice. / The profile likelihood function is not genuine likelihood function, and profile maximum likelihood estimators are typically inefficient and inconsistent. Additionally, the null distribution of the likelihood ratio test statistic can be poorly approximated by the asymptotic chi-squared distribution in finite samples when there are nuisance parameters. It is thus important to obtain adjustments to the likelihood function. Several authors, including Barndorff-Nielsen (1983,1994), Cox and Reid (1987,1992), McCullagh and Tibshirani (1990) and Stern (1997), have proposed modifications to the profile likelihood function. They are defined in a such a way to reduce the score and information biases. In this dissertation, we review several profile likelihood adjustments and also approximations to the adjustments proposed by Barndorff-Nielsen (1983,1994), also described in Severini (2000a). We present derivations and the main properties of the different adjustments. We also obtain adjustments for likelihood-based inference in the two-parameter exponential family. Numerical results on estimation and testing are provided. We also consider models that do not belong to the two-parameter exponential family: the GA0(alfa,gama,L) family, which is commonly used to model image radar data, and the Weibull model, which is useful for reliability studies, the latter under both noncensored and censored data. Again, extensive numerical results are provided. It is noteworthy that, in the context of the GA0(alfa,gama,L) model, we have evaluated the approximation of the null distribution of the signalized likelihood ratio statistic by the standard normal distribution. Additionally, we have obtained distributional results for the Weibull case concerning the maximum likelihood estimators and the likelihood ratio statistic both for noncensored and censored data.

A compreensão da dependência espacial das propriedades do solo vem sendo cada vez mais requerida por pesquisadores que objetivam melhorar a interpretação dos resultados de experimentos de campo fornecendo, assim, subsídios para novas pesquisas a custos reduzidos. Em geral, variáveis como, por exemplo, o teor de cálcio no solo, estudado neste trabalho, apresentam grande variabilidade impossibilitando, na maioria das vezes, a detecção de reais diferenças estatísticas entre os efeitos de tratamentos. A consideração de amostras georreferenciadas é uma abordagem importante na análise de dados desta natureza, uma vez que amostras mais próximas são mais similares do que as mais distantes e, assim, cada realização desta variável contém informação de sua vizinhança. Neste trabalho, métodos geoestatísticos que baseiam-se na modelagem da dependência espacial, nas pressuposições Gaussianas e nos estimadores de máxima verossimilhança são utilizados para analisar e interpretar a variabilidade do teor de cálcio no solo, resultado de um experimento realizado na Fazenda Angra localizada no Estado do Rio de Janeiro. A área experimental foi dividida em três regiões em função dos diferentes períodos de adubação realizadas. Neste estudo foram utilizados dados do teor de cálcio obtidos das camadas 0-20cm e 20-40cm do solo, de acordo com as coordenadas norte e leste. Modelos lineares mistos, apropriados para estudar dados com esta característica, e que permitem a utilização de diferentes estruturas de covariâncias e a incorporação da região e tendência linear das coordenadas foram usados. As estruturas de covariâncias utilizadas foram: a exponencial e a Matérn. Para estimar e avaliar a variabilidade dos parâmetros utilizaram-se os métodos de máxima verossimilhança, máxima verossimilhança restrita e o perfil de verossimilhança. A identificação da dependência e a predição foram realizadas por meio de variogramas e mapas de krigagem. Além disso, a seleção do modelo adequado foi feita pelo critério de informação de Akaike e o teste da razão de verossimilhanças. Observou-se, quando utilizado o método de máxima verossimilhança, o melhor modelo foi aquele com a covariável região e, com o método de máxima verossimilhança restrita, o modelo com a covariável região e tendência linear nas coordenadas (modelo 2). Com o teor de cálcio, na camada 0-20cm e considerando-se a estrutura de covariância exponencial foram obtidas as menores variâncias nugget e a maior variância espacial (sill – nugget). Com o método de máxima verossimilhança e com o modelo 2 foram observadas variâncias de predição mais precisas. Por meio do perfil de verossimilhança pode-se observar menor variabilidade dos parâmetros dos variogramas ajustados com o modelo 2. Utilizando-se vários modelos e estruturas de covariâncias, deve-se ser criterioso, pois a precisão das estimativas, depende do tamanho da amostra e da especificação do modelo para a média. Os resultados obtidos foram analisados, com a subrotina geoR desenvolvida por Ribeiro Junior & Diggle (2000), e por meio dela pode-se obter estimativas confiáveis para os parâmetros dos diferentes modelos estimados. / The understanding of the spatial dependence of the properties of the soil becomes more and more required by researchers that attempt to improve the interpretation of the results of field experiments supplying subsidies for new researches at reduced costs. In general, variables as, for example, the calcium content in the soil, studied in this work, present great variability disabling, most of the time, the detection of real statistical differences among the treatment effects. The consideration of georeferenced samples is an important approach in the analysis of data of this nature, because closer samples are more similar than the most distant ones and, thus, each realization of this variable contains information of its neighborhood. In this work, geostatistics methods that are based on the modeling of the spatial dependence, under the Gaussian assumptions and the maximum likelihood estimators, are used to analyze and to interpret the variability of calcium content in the soil, obtained from an experiment carried on at Fazenda Angra, located in Rio de Janeiro, Brazil. The experimental area was divided in three areas depending on the different periods of fertilization. In this study, data of the calcium soil content from the layers 0-20cm and 20-40cm, were used, according to the north and east coordinates. Mixed linear models, ideal to study data with this characteristic, and that allow the use of different covariance structures, and the incorporation of the region and linear tendency of the coordinates, were used. The covariance structures were: the exponential and the Matérn. Maximum likelihood, maximum restricted likelihood and the profile of likelihood methods were used to estimate and to evaluate the variability of the parameters. The identification of the dependence and the prediction were realized using variograms and krigging maps. Besides, the selection of the appropriate model was made through the Akaike information criterion and the likelihood ratio test. It was observed that when maximum likelihood method was used the most appropriate model was that with the region covariate and, with the maximum restricted likelihood method, the best model was the one with the region covariate and linear tendency in the coordinates (model 2). With the calcium content, in the layer 0-20cm and considering the exponential covariance structure, the smallest nugget variances and the largest spatial variance (sill - nugget) were obtained. With the maximum likelihood method and with the model 2 more precise prediction variances were observed. Through the profile of likelihood method, smaller variability of the adjusted variogram parameters can be observed with the model 2. With several models and covariance structures being used, one should be very critical, because the precision of the estimates depends on the size of the sample and on the specification of the model for the average. The obtained results were analyzed, with the subroutine geoR developed by Ribeiro Junior & Diggle (2000), and through this subroutine, reliable estimates for the parameters of the different estimated models can be obtained.

No presente trabalho, e proposto um modelo de regressão utilizando a distribuição gama generalizada exponenciada (GGE) para dados censurados, esta nova distribuição e uma extensão da distribuição gama generalizada. A distribuição GGE (CORDEIRO et al., 2009) que tem quatro parâmetros pode modelar dados de sobrevivência quando a função de risco tem forma crescente, decrescente, forma de U e unimodal. Neste trabalho apresenta-se uma expansão natural da distribuição GGE para dados censurados, esta distribuição desperta o interesse pelo fato de representar uma família paramétrica que possui como casos particulares outras distribuições amplamente utilizadas na analise de dados de tempo de vida, como as distribuições gama generalizada (STACY, 1962), Weibull, Weibull exponenciada (MUDHOLKAR et al., 1995, 1996), exponencial exponenciada (GUPTA; KUNDU, 1999, 2001), Rayleigh generalizada (KUNDU; RAKAB, 2005), dentre outras, e mostra-se útil na discriminação entre alguns modelos probabilísticos alternativos. Considerando dados censurados, e abordado o método de máxima verossimilhança para estimar os parâmetros do modelo proposto. Outra proposta deste trabalho e introduzir um modelo de regressão log-gama generalizado exponenciado com efeito aleatório. Por fim, são apresentadas três aplicações para ilustrar a distribuição proposta. / In the present study, we propose a regression model using the exponentiated generalized gama (EGG) distribution for censored data, this new distribution is an extension of the generalized gama distribution. The EGG distribution (CORDEIRO et al., 2009) that has four parameters it can model survival data when the risk function is increasing, decreasing, form of U and unimodal-shaped. In this work comes to a natural expansion of the EGG distribution for censored data, is awake distribution the interest for the fact of representing a parametric family that has, as particular cases, other distributions which are broadly used in lifetime data analysis, as the generalized gama (STACY, 1962), Weibull, exponentiated Weibull (MUDHOLKAR et al., 1995, 1996), exponentiated exponential (GUPTA; KUNDU, 1999, 2001), generalized Rayleigh (KUNDU; RAKAB, 2005), among others, and it is shown useful in the discrimination among some models alternative probabilistics. Considering censored data, the maximum likelihood estimator is considered for the proposed model parameters. Another proposal of this work was to introduce a log-exponentiated generalized gamma regression model with random eect. Finally, three applications were presented to illustrate the proposed distribution.

Neste trabalho, mostramos a existência e multiplicidade de soluções para a seguinte classe de equações elípticas quasilineares { - \'DELTA IND. \'NÜ\' POT. \'upsilon\' + \'|\'upsilon\'| POT. \'NÜ\' - 2 \'upsilon\' = f(x, u), \'upsilon\' \'DIFERENTE\' 0, \'upsilon\' \'PERTENCE A >>: Nu + jujN2 u = f(x; u); x 2 ; u 6= 0; u 2 W1;N( ); onde e um domnio em RN, N 2, N e o operador N-Laplaciano e f e uma func~ao que possui um crescimento crtico exponencial. Para obter nossos resultados utilizamos o Princpio Variacional de Ekeland, Teorema do Passo da Montanha, Categoria de Lusternik- Schnirelman, Ac~ao de Grupo e tecnicas baseadas na Teoria do G^enero. Palavras chaves: Problemas elpticos quasilineares, Metodo Variacional, N-Laplaciano, crescimento crtico exponencial, Princpio Variacional de Ekeland, Categoria de Lusternik- Schnirelman, Desigualdade de Trudinger-Moser / In this work, we show the existence and multiplicity of solutions for the following class of quasilinear elliptic equations { - \'DELTA\' IND. \'NÜ\' \'upsilon\'\' + |\'upsilon\'| POT. \'NÜ\' - 2 = f(x, \'upsilon\'), x \"IT BELONGS\' \'OMEGA\', \'upsilon\' \'DIFFERENT\' 0, \'upsilon\' \'IT BELONGS\' W POT. 1, \'NÜ\' ( OMEGA), where \'OMEGA\' is a domain in \' R POT. \'NÜ\' > OR = 2, \'DELTA\' IND. \'NÜ\' is the N-Laplacian operator and f is a function with exponential critical growth. To obtain our results we utilize the Ekeland Variational Principle, the Mountain Pass Theorem, Lusternik-Schnirelman of Category, Group Action and techniques based on Genus Theory

Les nombres de Tamagawa des courbes elliptiques apparaissent dans la formulation de la conjecture de Birch et Swinnerton-Dyer comme certains facteurs locaux. Bloch et Kato (1990) ont trouvé une vaste généralisation de cette définition classique en termes de la théorie de Hodge p-adique. Ils ont associé un nombre de Tamagawa Tam(T) à tout réseau T de représentations p-adiques de de Rham au sens de J.-M. Fontaine. Ces nombres interviennent dans les conjectures de Bloch et Kato sur les valeurs spéciales des fonctions L des motifs.J.-M. Fontaine et B.Perrin-Riou ont formulé une conjecture reliant Tam(T) et le nombre de Tamagawa Tam(T*}(1)) de la représentation duale. Cette conjecture est connue pour les représentations cristallines ce qui permet de calculer explicitement les nombres de Tamagawa des représentations cristallines dont les poids de Hodge-Tate sont tous positifs. En revanche, dans la plupart des autres cas, nous n'avons pas de méthode de calcul explicite. Cette thèse a pour but de donner un encadrement des nombres de Tamagawa des représentations absolument cristallines le long de la tour cyclotomique sans hypothèses supplémentaires sur les poids de Hodge-Tate. Le premier chapitre de cette thèse est dédié à des rappels sur la théorie de Hodge p-adique, la classification de Fontaine des représentations p-adique de corps locaux via la théorie des (phi, Gamma)-modules, sur la cohomologie galoisienne, sur les modules de Wach ou sur la cohomologie d'Iwasawa. Le second chapitre est dédié à l'exponentielle de Bloch and Kato. Seront rappelées sa définition et sa construction de l'exponentielle de Bloch and Kato en termes de (phi, Gamma)-modules faite par D.Benois. Cette dernière construction permet de généraliser deux résultats de D.Benois et L.Berger qui relient l'exponentielle aux modules de Wach et qui permet de décrire des objets qui apparaissent naturellement dans l'étude des nombres de Tamagawa. Le dernier chapitre est le cœur de cette thèse. Nous commencerons en définissant les nombres de Tamagawa Tam(T) et en donnant certaines propriétés et résultats déjà connus. Nous énonçons ensuite le théorème final qui donne un encadrement des nombres de Tamagawa d'une représentation absolument cristalline V. Y sont également donnés certains cas d'égalité qui permettent de retrouver des formules connues --- lorsque V est positive ou lorsqu'elle provient d'une courbe elliptique et plus généralement d'un groupe formel de dimension 1 et de hauteur 2. Pour prouver ces résultats, nous écrivons les nombres de Tamagawa sous forme d'un indice généralisé dans lequel apparaissent les objets étudiés dans le chapitre précédent. La thèse se termine avec l'étude de plusieurs cas particuliers qui permettent de retrouver des résultats déjà connus. / Tamagawa numbers of elliptic curves appear in the Birch and Swinnerton-Dyer conjecture as local factors. Bloch and Kato generalized the definition using p-adic Hodge theory in 1990. Indeed they associated a number Tam(T) to each lattice T of de Rham representation in the sense of J-M\,Fontaine. This Tamagawa numbers are used in the conjectures of Bloch and Kato on the special values of L-functions of motives.J-M\,Fontaine and B.\,Perrin-Riou expressed a conjecture linking Tam(T) to the Tamagawa number Tam(T*(1)) of the dual representation. This conjecture is now well known for crystalline representations. This yields an explicit formula for Tamagawa number of crystalline p-adic representations having positive Hodge-Tate weights.On the other hand, we have no explicit formula for Tamagawa numbers of most of the crystalline representations. The purpose of the thesis is to give bounds of Tamagawa numbers of crystalline p-adic representations of unramified local field along the cyclotomic tower without further conditions on the Hodge-Tate weights.The first chapter of this thesis is dedicated to reminders on p-adic Hodge-Tate theory, Fontaine's classification of p-adic representations of local fields via (phi, Gamma)-modules, Galois and Iwasawa cohomology, Wach modules etc.The second chapter is dedicated to the Bloch and Kato's exponential map. We will recall its definition and its construction in terms of (phi, Gamma)-modules due to D.Benois. This construction will lead to the generalization of two results of D.\,Benois and L.\,Berger which link the exponential map and Wach modules and give a good description of the objects which naturally appear in the study of Tamagawa numbers.The last chapter is the heart of the thesis. We will begin by giving a definition of Tamagawa number Tam(T) and some first properties and results on theses numbers.We will next express the main theorems which give bounds of Tamagawa numbers of crystalline p-adic representations of unramified local field along the cyclotomic tower. We will also give equality conditions. This allows us to recover already known results such as Tamagawa numbers of positive crystalline representations or of representations coming from elliptic curves.To prove these results, we will write Tamagawa numbers as a generalized index of the modules defined in terms of Wach modules. Theses modules have been deeply studied in the second chapter of this thesis.

Cette thèse examine quelques approches aux équations diophantiennes, en particulier les connexions entre l’analyse diophantienne et la théorie des corps cyclotomiques.Tout d’abord, nous proposons une introduction très sommaire et rapide aux méthodes d’analyse diophantienne que nous avons utilisées dans notre travail de recherche. Nous rappelons la notion de hauteur et présentons le PGCD logarithmique.Ensuite, nous attaquons une conjecture, formulée par Skolem en 1937, sur une équation diophantienne exponentielle. Pour cette conjecture, soit K un corps de nombres, α1 ,…, αm , λ1 ,…, λm des éléments non-nuls de K, et S un ensemble fini de places de K (qui contient toutes les places infinies), de telle sorte que l’anneau de S-entiers OS = OK,S = {α ∈ K : |α|v ≤ 1 pour les places v ∈/ S}contienne α1 , . . . , αm , λ1 , . . . , λm α1-1 , . . . , αm-1. Pour chaque n ∈ Z, soit A(n)=λ_1 α_1^n+⋯+λ_m α_m^n∈O_S. Skolem a suggéré [SK1] :Conjecture (principe local-global exponentiel). Supposons que pour chaque idéal non-nul a de l’anneau O_S, il existe n ∈ Z tel que A(n) ≡0 mod a. Alors, il existe n ∈ Z tel que A(n)=0.Soit Γ le groupe multiplicatif engendré par α1 ,…, αm. Alors Γ est le produit d’un groupe abélien fini et d’un groupe libre de rang fini. Nous démontrons que cette conjecture est vraie lorsque le rang de Γ est un.Après cela, nous généralisons un résultat précédent de Mourad Abouzaid ([A]). Soit F (X,Y) ∈ Q[X,Y] un Q-polynôme irréductible. En 2008, Mourad Abouzaid [A] a démontré le théorème suivant:Théorème (Abouzaid). Supposons que (0,0) soit un point non-singulier de la courbe plane F(X,Y) = 0. Soit m = degX F, n = degY F, M = max{m, n}. Soit ε tel que 0 < ε < 1. Alors, pour toute solution (α, β) ∈ Q ̅2 de F(X,Y) = 0, nous avons soit max{h(α), h(β)} ≤ 56M8ε−2hp(F) + 420M10ε−2 log(4M),soitmax{|h(α) − nlgcd(α, β)|,|h(β) − mlgcd(α, β)|} ≤ εmax{h(α), h(β)}++ 742M7ε−1hp(F) + 5762M9ε−1log(2m + 2n)Cependant, il a imposé la condition que (0,0) soit un point non-singulier de la courbe plane F(X,Y) = 0. En utilisant des versions quelque peu différentes du lemme “absolu” de Siegel et du lemme d’Eisenstein, nous avons pu lever la condition et démontrer le théorème de façon générale. Nous démontrons le théorème suivant:Théorème. Soit F(X,Y) ∈ Q ̅[X,Y] un polynôme absolument irréductible qui satisfasse F(0,0)=0. Soit m=degX F, n=degY F et r = min{i+j:(∂^(i+j) F)/(∂^i X∂^j Y)(0,0)≠0}. Soit ε tel que 0 < ε < 1. Alors, pour tout (α, β) ∈ Q ̅2 tel que F(α,β) = 0, nous avons soith(α) ≤ 200ε−2mn6(hp(F) + 5)soit|(lgcd(α,β))/r-h(α)/n|≤1/r (εh(α)+4000ε^(-1) n^4 (h_p (F)+log⁡(mn)+1)+30n^2 m(h_p (F)+log⁡(mn) ))Ensuite, nous donnons un aperçu des outils que nous avons utilisés dans les corps cyclotomiques. Nous tentons de développer une approche systématique pour un certain genre d’équations diophantiennes. Nous proposons quelques résultats sur les corps cyclotomiques, les anneaux de groupe et les sommes de Jacobi, qui nous seront utiles pour ensuite décrire l’approche.Finalement, nous développons une application de l’approche précédemment expliquée. Nous considèrerons l’équation diophantienne(1) Xn − 1 = BZn,où B ∈ Z est un paramètre. Définissons ϕ∗(B) := ϕ(rad (B)), où rad (B) est le radical de B, et supposons que(2) (n, ϕ∗(B)) = 1.Pour B ∈ N_(>1) fixé, soit N(B) = {n ∈ N_(>1) | ∃ k > 0 tel que n|ϕ∗(B)}. Si p est un premier impair, nous appellerons CF les conditions combinéesI La conjecture de Vandiver est vraie pour p, c’est-à-dire que le nombre de classe h+ du sous-corps réel maximal du corps cyclotomique Q[ζp ], n’est pas divisible par p.II Nous avons ir(p) < √p − 1, en d’autre mots, il y a au plus √p − 1 entiers impairs k < p tels que le nombre de Bernouilli Bk ≡ 0 mod p. [...] / This thesis examines some approaches to address Diophantine equations, specifically we focus on the connection between the Diophantine analysis and the theory of cyclotomic fields.First, we propose a quick introduction to the methods of Diophantine approximation we have used in this research work. We remind the notion of height and introduce the logarithmic gcd.Then, we address a conjecture, made by Thoralf Skolem in 1937, on an exponential Diophantine equation. For this conjecture, let K be a number field, α1 ,…, αm , λ1 ,…, λm non-zero elements in K, and S a finite set of places of K (containing all the infinite places) such that the ring of S-integersOS = OK,S = {α ∈ K : |α|v ≤ 1 pour les places v ∈/ S}contains α1 , . . . , αm , λ1 , . . . , λm α1-1 , . . . , αm-1. For each n ∈ Z, let A(n)=λ_1 α_1^n+⋯+λ_m α_m^n∈O_S. Skolem suggested [SK1] :Conjecture (exponential local-global principle). Assume that for every non zero ideal a of the ring O_S, there exists n ∈ Z such that A(n) ≡0 mod a. Then, there exists n ∈ Z such that A(n)=0.Let Γ be the multiplicative group generated by α1 ,…, αm. Then Γ is the product of a finite abelian group and a free abelian group of finite rank. We prove that the conjecture is true when the rank of Γ is one.After that, we generalize a result previously published by Abouzaid ([A]). Let F(X,Y) ∈ Q[X,Y] be an irreducible Q-polynomial. In 2008, Abouzaid [A] proved the following theorem:Theorem (Abouzaid). Assume that (0,0) is a non-singular point of the plane curve F(X,Y) = 0. Let m = degX F, n = degY F, M = max{m, n}. Let ε satisfy 0 < ε < 1. Then for any solution (α,β) ∈ Q ̅2 of F(X,Y) = 0, we have eithermax{h(α), h(β)} ≤ 56M8ε−2hp(F) + 420M10ε−2 log(4M),ormax{|h(α) − nlgcd(α, β)|,|h(β) − mlgcd(α, β)|} ≤ εmax{h(α), h(β)}++ 742M7ε−1hp(F) + 5762M9ε−1log(2m + 2n)However, he imposed the condition that (0, 0) be a non-singular point of the plane curve F(X,Y) = 0. Using a somewhat different version of Siegel’s “absolute” lemma and of Eisenstein’s lemma, we could remove the condition and prove it in full generality. We prove the following theorem:Theorem. Let F(X,Y) ∈ Q ̅[X,Y] be an absolutely irreducible polynomial satisfying F(0,0)=0. Let m=degX F, n=degY F and r = min{i+j:(∂^(i+j) F)/(∂^i X∂^j Y)(0,0)≠0}. Let ε be such that 0 < ε < 1. Then, for all (α, β) ∈ Q ̅2 such that F(α,β) = 0, we have eitherh(α) ≤ 200ε−2mn6(hp(F) + 5)or|(lgcd(α,β))/r-h(α)/n|≤1/r (εh(α)+4000ε^(-1) n^4 (h_p (F)+log⁡(mn)+1)+30n^2 m(h_p (F)+log⁡(mn) ))Then, we give an overview of the tools we have used in cyclotomic fields. We try there to develop a systematic approach to address a certain type of Diophantine equations. We discuss on cyclotomic extensions and give some basic but useful properties, on group-ring properties and on Jacobi sums.Finally, we show a very interesting application of the approach developed in the previous chapter. There, we consider the Diophantine equation(1) Xn − 1 = BZn,where B ∈ Z is understood as a parameter. Define ϕ∗(B) := ϕ(rad (B)), where rad (B) is the radical of B, and assume that (2) (n, ϕ∗(B)) = 1.For a fixed B ∈ N_(>1)we let N(B) = {n ∈ N_(>1) | ∃ k > 0 such that n|ϕ∗(B)}. If p is an odd prime, we shall denote by CF the combined condition requiring thatI The Vandiver Conjecture holds for p, so the class number h+ of the maximal real subfield of the cyclotomic field Q[ζp ] is not divisible by p.II We have ir>(p) < √p − 1, in other words, there is at most √p − 1 odd integers k < p such that the Bernoulli number Bk ≡ 0 mod p. [...]

Pour réaliser des simulations précises aux temps longs pour des vagues non linéaires, il faut faire appel à des algorithmes d’évolution temporelle précis. En particulier, la combinaison d’un pas de temps adaptatif avec un facteur intégrant est connue pour être très efficace. Nous proposons une modification de cette technique. Le principe consiste à soustraire un certain polynôme à une EDP. Puis, comme pour le facteur intégrant, nous faisons un changement de variable pour retirer la partie linéaire. Mais nous espérons retirer quelque chose de plus afin de rendre l’EDP moins raide pour les calculs numériques. Le polynôme choisi est une expansion de Taylor autour du temps initial de la solution. Afin de calculer les différentes dérivées nécessaires, nous utilisons le Dense Output qui donne la possibilité d’approximer les dérivées de la solution à tout temps. Une fois le facteur intégrant modifié appliqué, nous faisons appel à une avance temporelle classique afin de résoudre l’équation d’évolution. Il a été considéré plusieurs schémas de Runge-Kutta avec pas de temps adaptatif. Nous avons tiré avantage des méthodes emboîtées, afin de ne pas calculer de nouvelles fonctions et perdre du temps de calcul, en utilisant uniquement des données déjà calculées durant l’évolution temporelle. Les résultats numériques montrent que l’efficacité de notre méthode varie selon les cas. Par exemple, nous avons vérifié que plus le profil de l’onde est pentue, plus notre méthode est efficace. Pour le modèle de vagues non linéaires le plus compliqué à notre disposition, le modèle HOS, nous avons pu réduire le nombre de pas de temps de calcul jusqu’à près de 30 % avec un schéma de Runge-Kutta de Dormand-Prince et jusqu’à plus de 99 % pour un schéma de Bogacki-Shampine. / Efficient time stepping algorithms are crucial for accurate long time simulations of nonlinear waves. In particular, adaptive time stepping combined with an integrating factor are known to be very effective. We propose a modification of the existing technique. The trick consists in subtracting a certain-order polynomial to a PDE. Then, like for the integrating factor, a change of variables is performed to remove the linear part. But, here, we hope to remove something more to make the PDE less stiff to numerical resolution. The polynomial is chosen as a Taylor expansion around the initial time of the solution. In order to calculate the different derivatives, we use a dense output which gives a possibility to approximate the derivatives of the solution at any time. The modified integrating factor being applied, a classical time-stepping method can be used to solve the remaining equation. We focus on various Runge-Kutta schemes with a varying step size. We take advantage of embedded methods and use an evolved adaptive step control. We do not need to calculate new functions and loose time of calculation only by using already estimated values during the temporal evolution. Numerical tests show that the actual efficiency of the method varies along cases. For example, we verified that steeper waves profiles give rise to better behaviour of the method. For fully nonlinear water wave simulations with the HOS model, we can save up to 30% of total time steps with a Dormand-Prince Runge-Kutta scheme and we can save up to 99% with the Bogacki-Shampine scheme.