Nous étudions dans cette thèse l’algèbre de Hopf H associée à l’opérade pré-Lie. L’espace des éléments primitifs du dual gradué est muni d’une structure pré-Lie à gauche notée ⊲ définie par l’insertion d’un arbre dans un autre. Nous retrouvons la relation de dérivation entre le produit pré-Lie ⊲ et le produit pré-Lie de greffe → sur les éléments primitifs du dual gradué de l’algèbre de Hopf de Connes Kreimer HCK. Nous mettons en évidence un coproduit sur le produit tensoriel H ⊗HCK, qui en fait une algèbre de Hopf dont le dual gradué est isomorphe à l’algèbre enveloppante du produit semi-direct des deux algèbres de Lie considérées. Nous montrons que l’espace engendré par les arbres enracinés qui ont au moins une arête, muni du produit d’insertion, est une algèbre pré-Lie (non libre) engendrée par deux éléments. Nous mettons en évidence deux familles de relations. De plus nous montrons un résultat similaire pour l’algèbre pré-Lie associée à l’opérade NAP. Finalement on introduit les opérades à débit constant et on montre que l’opérade pré-Lie s’obtient comme déformation de l’opérade NAP dans ce cadre. / We investigate in this thesis the Hopf algebra structure on the vector space H spanned by the rooted forests, associated with the pre-Lie operad. The space of primitive elements of the graded dual of this Hopf algebra is endowed with a left pre-Lie product denoted by ⊲, defined in terms of insertion of a tree inside another. In this thesis we retrieve the “derivation” relation between the pre-Lie structure ⊲ and the left pre-Lie product → on the space of primitive elements of the graded dual H0CK of the Connes-Kreimer Hopf algebra HCK, defined by grafting. We also exhibit a coproduct on the tensor product H⊗HCK, making it a Hopf algebra the graded dual of which is isomorphic to the enveloping algebra of the semidirect product of the two (pre-)Lie algebras considered. We prove that the span of the rooted trees with at least one edge endowed with the pre-Lie product ⊲ is generated by two elements. It is not free : we exhibit two families of relations. Moreover we prove a similar result for the pre-Lie algebra associated with the NAP operad. Finally, we introduce current preserving operads and prove that the pre-Lie operad can be obtained as a deformation of the NAP operad in this framework.

L’objectif de ce travail est d’étudier différentes suites spectrales permettant d’obtenir des propriétés intéressantes concernant la cohomologie d’algèbres de Leibniz en générale ou dans certains cas particuliers. Cette étude est faite dans l’esprit des travaux effectués par J.-P. Serre et G. Hochschild sur les algèbres de Lie, et dans la continuité de ceux effectués par A.V. Gnedbaye sur l’homologie d’algèbre de Leibniz à valeurs dans une semi-représentation. Dans le premier chapitre, on définit la notion d’algèbre de Leibniz, comme généralisation des algèbres de Lie, et on en donne les propriétés fondamentales qui vont nous être utiles pour l’étude ultérieure. Le deuxième chapitre est un préambule rappelant les principales définitions et propriétés liées aux suites spectrales, en particulier celles définies à partir d’une filtration de complexe. On étudiera attentivement la convergence de ces suites spectrales. Le chapitre trois, corps de cette étude, est consacré spécifiquement à la définition de différentes suites spectrales et à l’étude des propriétés qu’elles permettent de prouver concernant la cohomologie d’algèbre de Leibniz. Enfin le dernier chapitre permettra d’étudier des applications des résultats énoncés dans le chapitre trois. / This thesis is devoted to the study of different spectral sequences for the cohomology of Leibniz alebras in general or in certain specific examples. Some of the results are motivated by work of G.Hochschild and J.-P. Serre for Lie algebras and groups as well as the thesis of A.V. Gnedbaye on the homology of Leibniz algebras with values in a special kind of modules. In the first chapter we define the notion of aLeibniz algebras as a generalization of a Lie algebras with a non-antisymmetric bracket. We also prove some basic properties of Leibniz algebras. The second chapter is a general introduction to spectral sequences, especially those defined from a filtration of a complex. Among other topics, we consider the notion of convergence of a spectral sequence. In the third chapter four different filtrations of Loday’s complex defining Leibniz cohomology are studied. We compute the first pages for the spectral sequences arising from each of these filtrations. As a consequence we derive some properties of Leibniz cohomology. The last chapter give some other applications of the results obtain in Chapter 3.

Dans cette thèse, nous étudions des théories homologiques et cohomologiques adaptées aux algèbres de Hopf.<br />Dans un premier temps, nous unifions diverses théories cohomologiques pour les algèbres de Hopf. Deux d'entre elles ont été introduites par M. Gerstenhaber et S.D. Schack; l'une est sans coefficients et elle est liée à la cohomologie qui permet d'étudier les déformations d'une algèbre de Hopf, l'autre est une théorie à coefficients (qui sont des bimodules de Hopf). La troisième est une généralisation de la cohomologie qui a été définie par C. Ospel, il s'agit aussi d'une théorie à coefficients. Pour unifier ces théories, nous les identifions au foncteur Ext sur une algèbre associative définie par C. Cibils et M. Rosso qui est une ``algèbre enveloppante'' associée à l'algèbre de Hopf. Nous établissons ensuite des formules explicites pour un cup-produit sur deux de ces cohomologies, et montrons que ce produit correspond au produit de Yoneda des extensions. Nous montrons aussi la Morita invariance de ces cohomologies.<br />La deuxième partie de la thèse est consacrée à l'étude d'une homologie cyclique pour les algèbres de Hopf. Il s'agit d'une version duale de la cohomologie qu'ont introduite A. Connes et H. Moscovici. Nous en étudions des propriétés, puis considérons le cas des algèbres de groupe. Nous interprétons certaines décompositions (de Burghelea et de Karoubi-Villamayor) de l'homologie cyclique classique d'une algèbre de groupe en termes d'homologie cyclique de Connes et Moscovici. Nous établissons ensuite une formule de décomposition (semblable à celle de Karoubi-Villamayor) de l'homologie cyclique d'une algèbre de Hopf cocommutative (qui généralise un résultat de Khalkhali et Rangipour).<br />Enfin, nous calculons quelques exemples d'homologies: l'homologie cyclique classique des algèbres de carquois tronquées, ainsi que l'homologie cyclique de Connes et Moscovici dans le cas particulier des algèbres de Taft. Nous calculons aussi l'homologie de Hochschild et l'homologie cyclique classique des algèbres d'Auslander des algèbres de Taft.

Résumé non disponible

Mémoire rédigé en vue de l'obtention de l'habilitation à diriger les recherches. Il donne un résumé de mon activité de recherche (anneaux de Chow, classes de Stiefel-Whitney, algèbres de Hopf, entrelacs, K-théorie de Milnor).

En 1976, le mathématicien Solomon a découvert l'existence d'une sous-algèbre de l'algèbre d'un groupe de Coxeter W : l'algèbre de descentes de W. Dans son approche, cette algèbre est définie algébriquement par le biais des systèmes de racines et des systèmes de représentants des classes de W pour des sous groupes paraboliques. Nous introduisons dans ce mémoire cette sous-algèbre et montrons la formule de Solomon qui explicite les constantes de structures de cette algèbre. Puis nous présentons une approche géométrique des groupes de Coxeter finis qui permet de présenter cette sous-algèbre d'une manière intrinsèque. L'étude des arrangements d'hyperplans est notre outil principal pour définir une algèbre de faces et ainsi construire un anti-isomorphisme entre l'algèbre de descentes et la sous-algèbre de faces invariante selon l'action de W. Le cas du groupe symétrique W =Sn sera notre exemple principal. ______________________________________________________________________________

La combinatoire de Coxeter-Catalan est très jeune. Elle s'est développée dans les deux dernières décennies en lien avec des phénomènes combinatoires reliés aux nombres de Catalan. Entre autres, elle permet d'interpréter certains résultats de la théorie des algèbres amassées, une théorie très vivante ces dernières années. En 2007, N. Reading a donné une interprétation combinatoire des générateurs des algèbres amassées - les amas - à l'aide des groupes de Coxeter et certains éléments - appelés éléments triés - ayant des propriétés combinatoires particulières. Le présent texte rassemble les notions essentielles sur les groupes de Coxeter et la combinatoire sous-jacente, afin de démontrer l'interprétation de N. Reading et d'illustrer certaines conséquences de celle-ci. Tout en introduisant les notions, une attention particulière est accordée à la perspective actuelle des résultats et au cheminement de ceux-ci. Le texte est parsemé d'images pour un apport visuel accru. Celles-ci ont été réalisées à l'aide de la librairie TikZ de LATEX. ______________________________________________________________________________

Cette thèse s'intéresse au problème de calculer des résolutions projectives d'algèbres associatives. Notre point de départ est la résolution de Bardzell pour les algèbres monomiales. Étant donnée une algèbre, nous utilisons le principe de systèmes de réduction de Bergman pour lui associer des algèbres monomiales. Nous montrons que les différentielles de la résolution de Bardzell de ces algèbres peuvent se modifier pour obtenir des résolutions projectives de l'algèbre de départ. Par ailleurs, nous donnons un critère pour qu'un complexe provenant d'une modification de la résolution de Bardzell d'une algèbre monomiale associée soit exacte. Nous appliquons notre méthode à trois familles d'algèbres: les intersections complètes quantiques, les algèbres de Weyl généralisées quantiques, et les algèbres down-up. Dans le cas des algèbres down-up, nous utilisons la résolution obtenue pour calculer des invariants homologiques de ces algèbres. De cette façon nous montrons des propriétés de régularité et nous donnons une solution au problème de l'isomorphisme pour les algèbres down-up non-noethériennes. / This thesis is concerned with the problem of computing projective resolutions of associative algebras. Our starting point is Bardzell's resolution for monomial algebras. Given an associatve algebra, we use Bergman's principle of reduction systems to associate monomial algebras to it. We prove that the differentials in Bardzell's resolution of these monomial algebras can be modified to obtain projective resolutions of the original algebra. We also give sufficient conditions for a complex coming from a modification of Bardzell's resolution of an associated monomial algebra to be exact. We apply our method to three families of algebras: Quantum complete intersections, Quantum generalized Weyl algebras and down-up algebras. In the case of down-up algebras, we use the resolution obtained to compute homological invariants of these algebras. This way we prove regularity properties and we solve the isomorphism problem for non-noetherian down-up algebras.

Le but de cette thèse est de définir un objet géométrique associé aux algèbres de Lie (2k+1)-graduées. Dans le cas d'une algèbre de Lie $\mathbb{Z}/2\mathbb{Z}$, l'objet géométrique associé est un espace symétrique G/H et l'objet infinitésimal associé est un système triple de Lie. Dans le cas où notre algèbre de Lie est 3-graduée, alors l'objet géométrique associé est une géométrie projective généralisée et l'objet infinitésimal correspondant est une paire de Jordan. Dans le cas général, nous appellerons cet objet géométrique une géométrie de drapeaux généralisée. La construction de cet objet est basée sur la notion de groupe projectif élémentaire et de complétion projective introduite par O. Loos et reprise par J.R. Faulkner. Ensuite, en utilisant la notion de filtration d'une algèbre de Lie, on arrive à réaliser la géométrie de drapeaux généralisée comme orbites sous le groupe projectif élémentaire de deux filtrations canoniques, associées à la graduation de l'algèbre de Lie. Dans le cas particulier de l'agèbre de Lie $\mathfrak{g}=End_R(V)$, des endomorphismes d'un module $V$ sur une algèbre associative $R$, alors la géométrie de drapeaux généralisée se réalise comme orbites de drapeaux de $V$; ce qui justifie le nom choisi de "géométrie de drapeaux généralisée". Enfin, dans un dernier temps, en utilisant un calcul différentiel généralisé, on peut construire sur la géométrie de drapeaux généralisée une structure de variété différentiable. / The goal of this thesis is to define a geometric objet associated to graded Lie algebras. In the case of a $\mathbb{Z}/2\mathbb{Z}$ graded Lie algebra, this object is a symmetric space G/H and the infinitesimal object associated is a Lie triple system. If the Lie algebra is 3-graded, the geometry is called a generalized projective geometry and the infinitesimal object is a Jordan pair. In the general case, the geometric object will be called a generalized flag geometry. Its contruction needs the notions of elementary projective group and projective completion, definied by O. Loos and used by J. R. Faulkner. Then, by the notion of filtrations of a Lie algebras, a realization of the generalized flag geometry of a graded Lie algebra can be done as orbits under the elementary projective group of two natural filtrations, associated to the graduation. In the example $\mathfrak{g}=End_R(V)$, consisting of the endomorphisms of a module $V$ on a assocative algebra $R$, then the generalized flag geometry is realized like orbits of flags of $V$; so, it justifies the chosen name: "generalized flag geometry". To finish, using a generalized differential calculus, we can construct on this generalized flag geometry a structure of smooth manifold

Nous rappelons d’abord le concept d’algèbre de Kleene avec domaine (AKD). Puis, nous expliquons comment utiliser les opérateurs des AKD pour définir un ordre partiel appelé raffinement démoniaque ainsi que d’autres opérateurs démoniaques (plusieurs de ces définitions proviennent de la littérature). Nous cherchons à comprendre comment se comportent les AKD munies des opérateurs démoniaques quand on exclut les opérateurs angéliques usuels. C’est ainsi que les propriétés de ces opérateurs démoniaques nous servent de base pour axiomatiser une algèbre que nous appelons Algèbre démoniaque avec domaine et opérateur t-conditionnel (ADD-[opérateur t-conditionnel]). Les lois des ADD-[opérateur t-conditionnel] qui ne concernent pas l’opérateur de domaine correspondent à celles présentées dans l’article Laws of programming par Hoare et al. publié dans la revue Communications of the ACM en 1987. Ensuite, nous étudions les liens entre les ADD-[opérateur t-conditionnel] et les AKD munies des opérateurs démoniaques. La question est de savoir si ces structures sont isomorphes. Nous démontrons que ce n’est pas le cas en général et nous caractérisons celles qui le sont. En effet, nous montrons qu’une AKD peut être transformée en une ADD-[opérateur t-conditionnel] qui peut être transformée à son tour en l’AKD de départ. Puis, nous présentons les conditions nécessaires et suffisantes pour qu’une ADD-[opérateur t-conditionnel] puisse être transformée en une AKD qui peut être transformée à nouveau en l’ADD-[opérateur t-conditionnel] de départ. Les conditions nécessaires et suffisantes mentionnées précédemment font intervenir un nouveau concept, celui de décomposition. Dans un contexte démoniaque, il est difficile de distinguer des transitions qui, à partir d’un même état, mènent à des états différents. Le concept de décomposition permet d’y arriver simplement. Nous présentons sa définition ainsi que plusieurs de ses propriétés. / We first recall the concept of Kleene algebra with domain (KAD). Then we explain how to use the operators of KAD to define a demonic refinement ordering and demonic operators (many of these definitions come from the literature). We want to know how do KADs with the demonic operators but without the usual angelic ones behave. Then, taking the properties of the KAD-based demonic operators as a guideline, we axiomatise an algebra that we call Demonic algebra with domain and t-conditional (DAD-[opérateur t-conditionnel]). The laws of DAD-[opérateur t-conditionnel] not concerning the domain operator agree with those given in the 1987 Communications of the ACM paper Laws of programming by Hoare et al. Then, we investigate the relationship between DAD-[opérateur t-conditionnel] and KAD-based demonic algebras. The question is whether every DAD-[opérateur t-conditionnel] is isomorphic to a KAD-based demonic algebra. We show that it is not the case in general. However, we characterise those that are. Indeed, we demonstrate that a KAD can be transformed into a DAD-[opérateur t-conditionnel] which can be transformed back into the initial KAD. We also establish necessary and sufficient conditions for which a DAD-[opérateur t-conditionnel] can be transformed into a KAD which can be transformed back into the initial DAD-[opérateur t-conditionnel]. Finally, we define the concept of decomposition. This notion is involved in the necessary and sufficient conditions previously mentioned. In a demonic context, it is difficult to distinguish between transitions that, from a given state, go to different states. The concept of decomposition enables to do it easily. We present its definition together with some of its properties.