Le but de cette thèse est d'étudier certaines super-algèbres non associatives qui sont munies des structures homogènes.Dans la première partie de cette thèse, nous avons étudié les super-algèbres associatives symétriques homogènes. Nous avons généralisé, au cas des super-algèbres associatives, la double extension des algèbres associatives symétriques introduite par A. Aubert.Nous avons utilisé un cas particulier de cette nouvelle notion de double extension pour étudier les super-algèbres de Novikov symétriques paires. En particulier, nous avons donné une description inductive de ces super-algèbres.Ensuite, nous avons montré que toutes les super-algèbres associatives simples possèdent des structures symétriques homogènes. Plus précisément, nous avons donné explicitement sur chaque super-algèbre associative simple une structure symétrique homogène. Ce résultat nous a permis de donner une description inductive complète des super-algèbres associatives symétriques homogènes.Nous avons terminé cette partie en donnant une description inductive des super-algèbres associatives super-commutatives symétriques homogènes symplectiques homogènes. Dans la deuxième partie de cette thèse, nous avons complété l'étude des super-algèbres de Lie quadratiques homogènes symplectiques homogènes commencée par E. Barriero et S. Benayadi. Ensuite, à l'aide des différentes types de double extensions introduites dans la première et la deuxième partie, nous avons introduit la notion de la double extension des super-algèbres Poisson-admissibles quadratiques homogènes symplectiques homogènes. Finalement, en utilisant ces nouvelles notions de double extensions, nous avons obtenu des descriptions inductives des super-algèbres Poisson-admissibles quadratiques homogènes symplectiques homogènes. / The goal of my thesis is to study some non associative superalgebra with homogeneous structures.In the first part, we studied homogeneous symmetric associative superalgebras. We generalized the double extensions of symmetric associative algebras introduced by A. Aubert to the case of associative superalgebras. We used a particular case of this double extension to study even symmetric Novikov superalgebras and we gave its inductive description. Next, we proved that every simple associative superalgebra admits a homogeneous symmetric structure. More precisely, we gave explicitly a homogeneous structure on every simple associative superalgebra. This result, allowed us to give a completely inductive description of associative superalgebras with homogeneous symmetric structures. We ended this part by giving an inductive description of associative super-commutative superalgebras with homogeneous symmetric homogeneous symplectic structures.In the second part of this thesis, we studied the structures of even (resp. odd)-quadratic odd (resp. even)-symplectic Lie superalgebras and odd-quadratic odd-symplectic Lie superalgebras and we gave its inductive descriptions in terms of quadratic generalized double extensions and odd quadratic generalized double extensions. This study complete the inductive descriptions of homogeneous quadratic symplectic Lie superalgebras started by E. Barriero and S. Benayadi. In addition, using different types of double extensions introduced in the first and second parts, we introduced the notion of double extension of homogeneous quadratic homogeneous symplectic Poisson superalgebras and we gave its inductive descriptions

Le sujet de cette thèse est la théorie des opérades. Une opérande est utilisée pour encoder des collections d’opérations. Une opérade P est associée à une catégorie d’algèbres, qui est gouvernée par une monade, dénotée par S(P,-). Nous avons des variantes de cette monade, dénotées par Λ(P,-) et Γ(P,-), ce qui nous donne de nouvelles catégories d’algèbres associée à P. Nous étudions les monades Λ(PreLie,-) et Γ(P,-), associées à une opérande particulière PreLie, dont la structure reflets la définition classique des crochets de Lie par la symétrisation des opérations. Nous montrons que la catégorie des algèbres Λ(PreLie,-) est isomorphe à la catégorie des algèbres pré-Lie p-restreintes. Nous donnons ensuite une présentation de la structure d’une algèbre sur la monade Γ(PreLie,-). Nous expliquons comment définir une généralisation appropriée de la notion d’une opérade dans la seconde partie de la thèse. Premièrement, nous expliquons la définition d’une catégorie de foncteurs cohomologiques de Mackey sur une catégorie des partitions HParn. Nous prouvons que cette catégorie de foncteurs de HParn-Mackey cohomologiques est équivalent à la catégorie de Suslin-Friedlander des foncteurs polynomiaux strictes de degré n. Nous comptons sur ce résultat pour définir une catégorie de M-modules correspondant aux foncteurs analytiques. Nous prouvons que la catégorie des M-modules forme une catégorie monoïdale équivalente à celle des foncteurs analytiques avec la composition des foncteurs comme structure monoïdale. Nous utilisons ce résultat pour prouver que la catégorie des monades analytiques est équivalente à une catégorie d’opérades généralisées dans les M-modules. / The subject of this thesis is the theory of operads. An operad is used to encode collections of operations. An operad P is associated to a category of algebras, which is governed by a monad, denoted by S(P,-). We have variants of this monad, denoted by Λ(P,-) and Γ(P,-), which give new categories of algebras associated to P. We study the monads Λ(PreLie,-) and Γ(PreLie,-) associated to a particular operad PreLie, whose structure reflects the classical definition of Lie brackets by the symmetrization of operations in the field of differential geometry. We show that the category of Λ(PreLie,-) algebras is isomorphic to the category of p-restricted pre-Lie algebras. Then we give a presentation of the structure of an algebra over the monad Γ(PreLie,-). We explain how to define a suitable generalisation of the notion of an operad in the second part of the thesis. In a first step we explain the definition of a category of cohomological Mackey functors on a category of partitions HParn. We prove that this category of cohomological HParn-Mackey functors is equivalent to the Suslin-Friedlander category of strict polynomial functors of degree n. We rely on this result to define a category of M-modules corresponding to analytic functors. We prove that the category of M-modules forms a monoidal category equivalent to the category of analytic functors with the composition of functors as monoidal structure. We use this result to prove that the category of analytic monads is equivalent to a category of generalized operads in M-modules.

Cette thèse traite du calcul explicite des variables amassées des algèbres amassées de types D et D[tilde] dans un premier temps et de la mutation des frises de type A dans un second temps. Elle a fait l’objet de deux articles montrant une étroite relation entre les frises et les algèbres amassées. Les algèbres amassées ont été introduites au début des années 2000 par Sergey Fomin et Andrei Zelevinsky. On connait l’existence d’une relation entre les algèbres amassées de type A et les frises de type A [CC06] et plus tard, cette relation a été étendue aux cas Dynkin et Euclidien en général [ARS10, AD11, AR12, ADSS11]. Nous avons utilisé cette relation entre les algèbres amassées et les frises pour calculer les variables amassées des algèbres amassées de types D et D[tilde] par des formules explicites au moyen du produit matriciel. Étant donné un carquois Q de type D[indice inférieur n] ( ou D[tilde][indice inférieur n] ), nous établissons une relation entre les valeurs dans une frise de type D[indice inférieur n] ( ou D[tilde][indice inférieur n] ) et certaines valeurs dans une frise de type A[indice inférieur 2n-1] ( ou A[tilde][indice inférieur 2n-1, respectivement ) particulière. Ceci a permis de donner une formule explicite pour le calcul des variables amassées d’une algèbre amassée de type D ( ou D[tilde] ) à partir des résultats connus pour le cas A ( ou A[tilde], respectivement ). Enfin, nous nous sommes intéressés à la mutation des frises de type A. Nous montrons une façon de muter une frise de type A, établissant ainsi une correspondance entre les flips de triangulations de polygones et les frises de type A et par conséquent une correspondance entre les mutations de carquois de type A et les mutations de frises de type A. Cette conséquence découle de la relation entre les flips de triangulations de surfaces et les mutations de carquois provenant des surfaces [FST08].

Étant donné une algèbre de Lie g semi-simple de dimension finie et un élément nilpotent non nul e 2 g, on peut construire plusieurs algèbres-W associées à (g; e). Parmi eux, l’algèbre-W affine est une algèbre vertex qui peut être réalisée comme une cohomologie semi-infinie d’une sous-algèbre nilpotente de ~g, où ~g est l’algèbre de Kac-Moody associée à g. L’algèbre-W finie est l’algèbre de Zhu de l’algèbre-W affine. Dans les constructions des algèbres-W, une forme bilinéaire non dégénérée invariante et une bonne Z-graduation de g jouent des rôles essentiels. Les algèbres de courants tronqués associées à g sont des quotients de l’algèbre de courants g C[t]. On peut montrer que: (1) des formes bilinéaires non dégénérées invariantes existent sur des algèbres de courants tronqués; (2) une bonne Z-graduation de g induit des bonnes Z-graduations des algèbres de courants tronqués. Alors, les constructions des algèbres-W fonctionnent bien dans le cas des algèbres de courants tronqués. Les résultats de cette thèse sont les suivants. Premièrement, nous introduisons les algèbres-W finies et affines associées aux algèbres de courants tronqués et nous généralisons certaines propriétés des algèbres-W associées aux algèbres de Lie semi-simples. Deuxièmement, nous developpons une version ajustée de la cohomologie semi-infinie, ce qui nous permet de définir les algèbres-W affines associées à des éléments nilpotents généraux d’une façon uniforme. À la fin, nous prouvons que les algèbres de Zhu de niveaux plus hauts d’une algèbre vertex conforme sont toutes isomorphes à des sous-quotients de son algèbre enveloppante universelle. / Given a finite-dimensional semi-simple Lie algebra g and a non-zero nilpotent element e 2 g, one can construct various W-algebras associated to (g; e). Among them, the affine W-algebra is a vertex algebra which can be realized through semi-infinite cohomology, and the finite W-algebra is the Zhu algebra of the affineW-algebra. In the constructions ofW-algebras, a non-degenerate invariant bilinear form and a good Z-grading of g play essential roles. Truncated current Lie algebras associated to g are quotients of the current Lie algebra g C[t]. One can show that non-degenerate invariant bilinear forms exist on truncated current Lie algebras and a good Z-grading of g induces good Z-gradings of truncated current Lie algebras. The constructions of W-algebras can thus be adapted to the setting of truncated current Lie algebras. The main results of this thesis are as follows. First, we introduce finite and affine W-algebras associated to truncated current Lie algebras and generalize some properties of W-algebras associated to semi-simple Lie algebras. Second, we develop an adjusted version of semi-infinite cohomology, which helps us to define affine W-algebras associated to general nilpotent elements in a uniform way. Finally, we consider vertex operator algebras in general, and show that their higher level Zhu algebras are all isomorphic to subquotients of their universal enveloping algebras.

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2006-2007

Cette thèse présente des résultats sur les algèbres planaires et les sous-algèbres maximales abéliennes dans des algèbres de von Neumann. Les deux premiers chapitres portent sur une construction qui, à une algèbre planaire d'un sous-facteur, associe un facteur II1. Dans le premier chapitre, on définit une classe d'algèbres planaires, qualifiées de non coloriées, qui est adaptée à la théorie des probabilités libres. De plus cette classe contient la classe des algèbres planaires d'un sous-facteur. On montre qu'à toute algèbre planaire non coloriée on peut associer une algèbre de von Neumann. Le résultat principal est que cette algèbre de von Neumann est un facteur II1. Dans le deuxième chapitre, on considère le facteur II1 construit à partir d'une algèbre planaire d'un sous-facteur. On considère une sous-algèbre maximale abélienne génériquement associée à l'algèbre planaire. Le résultat principal est que cette sous-algèbre maximale abélienne est maximale hyperfinie. Dans le troisième chapitre, on considère un invariant introduit par Takesaki pour des sous-algèbres maximales abéliennes. Le résultat principal est de montrer que cet invariant est obtenu par l'action du normalisateur. En particulier, on répond à une question de Takesaki en montrant que toute sous-algèbre maximale abélienne singulière est simple.

Cette thèse est consacrée à l'étude des propriétés homologiques d'une famille d'algèbres associatives attachée aux courbes elliptiques. Chaque algèbre de cette famille admet un nombre ni de générateurs subordonnés aux relations quadratiques. Elles sont aujourd'hui connues sous le nom d'algèbres elliptiques de Sklyanin-Odesskii- Feigin. Il convient toutefois de souligner que le cas le plus simple, la famille d'algèbres elliptiques avec trois générateurs, était déjà connue de Artin et Shelter.

Le but de cette thèse est de catégorifier des algèbres amassées antisymétrisables. Unegrande variété de cas antisymétriques a déjà été traitée par exemple par Keller, Caldero-Keller, Geiß-Leclerc-Schröer, Dehy-Keller, Fu-Keller, Palu. Pour ce faire, on utilise descatégories exactes stablement 2-Calabi-Yau. Pour traiter le cas antisymétrisable, nous considérons l'action d'un groupe fini sur une telle catégorie et nous introduisons unecatégorie équivariante associée qui est encore stablement 2-Calabi-Yau. Nous dévelop-pons une théorie des mutations pour ses objets rigides invariants. Une grande famille d'exemples est fournie par les catégories de représentations d'algèbres préprojectives : par exemple, si l'on prend la catégorie des représentations de l'algèbre préprojective de diagramme A(2n-1) muni de son automorphisme d'ordre 2, on obtient l'algèbre amassée des fonctions sur le groupe de Lie unipotent de type C(n). On peut de la même façon obtenir toutes les algèbres amassées de fonctions sur les sous-groupes unipotents maximaux des groupes de Lie semi-simple. Par ailleurs, on peut construire ainsi toutes les algèbres amassées de type fini. Toutes ces catégorifications nous permettent de démontrer, pour les algèbres amassées correspondantes, une conjecture de Fomin et Zelevinsky qui affirme l'indépendance linéaire des monômes d'amas.

Ce mémoire comporte deux parties distinctes. La première partie concerne une étude d'algèbres n-aires. Une algèbre n-aire est un espace vectoriel sur lequel est définie une multiplication sur n arguments. Classiquement les multiplications sont binaires, mais depuis l'utilisation en physique théorique de multiplications ternaires, comme les produits de Nambu, de nombreux travaux mathématiques se sont focalisés sur ce type d'algèbres. Deux classes d'algèbres n-aires sont essentielles: les algèbres n-aires associatives et les algèbres n-aires de Lie. Nous nous intéressons aux deux classes. Concernant les algèbres n-aires associatives, on s'intéresse surtout aux algèbres 3-aires partiellement associatives, c'est-à-dire dont la multiplication vérifie l'identité ((xyz)tu)+(x(yzt)u)+(xy(ztu))=0 Ce cas est intéressant car les travaux connus concernant ce type d'algèbres ne distinguent pas les cas n pair et n-impair. On montre dans cette thèse que le cas n=3 ne peut pas être traité comme si n était pair. On étudie en détail l'algèbre libre 3-aire partiellement associative sur un espace vectoriel de dimension finie. Cette algèbre est graduée et on calcule précisément les dimensions des 7 premières composantes. On donne dans le cas général un système de générateurs ayant la propriété qu'une base est donnée par la sous famille des éléments non nuls. Les principales conséquences sont L'algèbre libre 3-aire partiellement associative est résoluble. L'algèbre libre commutative 3-aire partiellement associative est telle que tout produit concernant 9 éléments est nul. L'opérade quadratique correspondant aux algèbres 3-aires partiellement associatives ne vérifient pas la propriété de Koszul. On s'intéresse ensuite à l'étude des produits n-aires sur les tenseurs. L'exemple le plus simple est celui d'un produit interne sur des matrices non carrées. Nous pouvons définir le produit 3aire donné par A . ^tB . C. On montre qu'il est nécessaire de généraliser un peu la définition de partielle associativité. Nous introduisons donc les produits -partiellement associatifs où  est une permutation de degré p. Concernant les algèbres de Lie n-aires, deux classes d'algèbres ont été définies: les algèbres de Fillipov (aussi appelées depuis peu les algèbres de Lie-Nambu) et les algèbres n-Lie. Cette dernière notion est très générale. Cette dernière notion, très important dans l'étude de la mécanique de Nambu-Poisson, est un cas particulier de la première. Mais pour définir une approche du type Maurer-Cartan, c'est-à-dire définir une cohomologie scalaire, nous considérons dans ce travail les algèbres de Fillipov comme des algèbres n-Lie et développons un tel calcul dans le cadre des algèbres n-Lie. On s'intéresse également à la classification des algèbres n-aires nilpotentes. Le dernier chapitre de cette partie est un peu à part et reflète un travail poursuivant mon mémoire de Master. Il concerne les algèbres de Poisson sur l'algèbre des polynômes. On commence à présenter le crochet de Poisson sous forme duale en utilisant des équations de Pfaff. On utilise cette approche pour classer les structures de Poisson non homogènes sur l’algèbre des polynômes à trois variables . Le lien avec les algèbres de Lie est clair. Du coup on étend notre étude aux algèbres de Poisson dont l'algèbre de Lie sous jacent est rigide et on applique les résultats aux algèbres enveloppantes des algèbres de Lie rigides. La partie 2 concerne l'arithmétique des intervalles. Cette étude a été faite suite à une rencontre avec une société d'ingénierie travaillant sur des problèmes de contrôle de paramètres, de problème inverse (dans quels domaines doivent évoluer les paramètres d'un robot pour que le robot ait un comportement défini). [...] / This thesis has two distinguish parts. The first part concerns the study of n-ary algebras. A n-ary algebra is a vector space with a multiplication on n arguments. Classically the multiplications are binary, but the use of ternary multiplication in theoretical physic like for Nambu brackets led mathematicians to investigate these type of algebras. Two classes of n-ary algebras are fundamental: the associative n-ary algebras and the Lie n-ary algebras. We are interested by both classes. Concerning the associative n-ary algebras we are mostly interested in 3-ary partially associative 3-ary algebras, that is, algebras whose multiplication satisfies ((xyz)tu)+(x(yzt)u)+(xy(ztu))=0. This type is interesting because the previous woks on this subject was not distinguish the even and odd cases. We show in this thesis that the case n=3 can not be treated as the even cases. We investigate in detail the free partially associative 3-ary algebra on k generators. This algebra is graded and we compute the dimensions of the 7 first components. In the general case, we give a spanning set such as the sub family of non zero vector is a basis. The main consequences are the free partially associative 3-ary algebra is solvable. In the free commutative partially associative 3-ary algebra any product on 9 elements is trivial. The operad for partially associative 3-ary algebra do not satisfy the Koszul property. Then we study n-ary products on the tensors. The simplest example is given by a internal product of non square matrices. We can define a 3-ary product by taking A . ^tB . C. We show that we have to generalize a bit the definition of partial associativity for n-ary algebras. We then introduce the products -partially associative where  is a permutation of the symmetric group of degree n. Concerning the n-ary algebras, two classes have been defined: Filipov algebras (also called recently Lie-Nambu algebras) and some more general class, the n-Lie algebras. Filipov algebras are very important in the study of the mechanic of Nambu-Poisson, and is a particular case of the other. So to define an approach of Maurer-Cartan type, that is, define a scalar cohomology, we consider in this work Fillipov as n-Lie algebras and develop such a calculus in the n-Lie algebras frame work. We also give some classifications of n-ary nilpotent algebras. The last chapter of this part concerns my work in Master on the Poisson algebras on polynomials. We present link with the Lie algebras is clear. Thus we extend our study to Poisson algebras which associated Lie algebra is rigid and we apply these results to the enveloping algebras of rigid Lie algebras. The second part concerns intervals arithmetic. The interval arithmetic is used in a lot of problems concerning robotic, localization of parameters, and sensibility of inputs. The classical operations of intervals are based of the rule : the result of an operation of interval is the minimal interval containing all the result of this operation on the real elements of the concerned intervals. But these operations imply many problems because the product is not distributive with respect the addition. In particular it is very difficult to translate in the set of intervals an algebraic functions of a real variable. We propose here an original model based on an embedding of the set of intervals on an associative algebra. Working in this algebra, it is easy to see that the problem of non distributivity disappears, and the problem of transferring real function in the set of intervals becomes natural. As application, we study matrices of intervals and we solve the problem of reduction of intervals matrices (diagonalization, eigenvalues, and eigenvectors).

Nous présentons des résultats obtenus dans cinq directions autour des représentations des algèbres affines quantiques $\U_q(\hat{\Glie})$. En premier lieu nous prouvons la conjecture de Kirillov-Reshetikhin, c'est-à-dire des formules de caractères pour certaines représentations de dimension finie de $\U_q(\hat{\Glie})$, et nous étendons le résultat à des affinisations minimales; nous étendons le modèle monomial des cristaux aux représentations extrémales et nous y interprétons des automorphismes de Kashiwara. Ensuite, à l'interface avec la géométrie algébrique, nous définissons une notion de groupes de lacets analytiques avec une factorisation de Riemann-Hilbert qui permet de réaliser géométriquement le centre de $\U_q(\hat{\Glie})$ aux racines de $1$. Comme application, nous paramétrisons des classes d'équivalences de représentations de $\U_q(\hat{\Glie})$ par des $G$-fibrés sur une courbe elliptique. On résoud le problème de petitesse géométrique posé par Nakajima pour des résolutions de variétés carquois. Troisièmement, nous établissons une nouvelle dualité de Langlands pour des représentations de $\Glie$ et de $\U_q(\hat{\Glie})$ et nous définissons des groupes quantiques d'interpolation pour l'interpréter. Quatrièmement, nous construisons une catégorie tensorielle pour les algèbres affinisées quantiques et des représentations de dimension finie d'algèbres toroïdales quantiques (et de Cherednik); nous proposons un analogue en théorie de Lie des algèbres de réflexion symplectiques. Enfin, nous obtenons des catégorifications monoïdales d'algèbres cluster en terme d'une catégorie $\mathcal{C}_1$ de représentations de $\U_q(\hat{\Glie})$. Pour ce faire, nous établissons notamment la factorisation en modules premiers de modules simples de $\mathcal{C}_1$.