Dans cette thèse, nous nous intéressons à des compactifications géométriques variées. Nous décrivons l'espace des sous-groupes fermés du groupe RxZ. Nous étudions la compactification de Chabauty des espaces symétriques de type non compact. Nous définissons et étudions la compactification de Chabauty de l'espace des plats maximaux des espaces symétriques de SL3(R) et de SL4(R). Nous étudions les limites géométriques de plats maximaux de l'espace symétrique ou de l'immeuble de Bruhat-Tits associé à SL3 sur un corps local. Nous définissons et étudions une compactification à la Thurston des espaces de classes d'isométrie de réseaux marqués. Nous définissons une compactification à la Thurston de l'espace de Torelli d'une surface et nous décrivons la stratification naturelle d'une partie de son bord. / In our thesis, we focus on various geometric compactifications. We describe the space of closed subgroups of RxZ. We study the Chabauty compactification of symmetric spaces of non-compact type. We define and study the Chabauty compactification of the space of maximal flats of the symmetric spaces of SL3(R) and SL4(R). We study the geometric limits of maximal flats in the symmetric space or in the Bruhat-Tits building associated to SL3 over a local field. We define and study a Thurston-like compactification of spaces of isometry classes of marked lattices. We define a Thurston-like compactification of the Torelli space of a surface and we describe the natural stratification of a subset of the boundary.

L’étude des vides avec flux est une étape primordiale afin de mieux comprendre la compactification en théorie des cordes ainsi que ses conséquences phénoménologiques. En présence de flux, l’espace interne ne peut plus être Calabi-Yau, mais admet tout de même une structure SU(3) qui devient un outil privilégié. Après une introduction aux notions géométriques nécessaires, cette thèse examine le rôle des flux dans la compactification supersymétrique sous différents angles. Nous considérons tout d’abord des troncations cohérentes de la supergravité IIA. Nous montrons alors que des condensats fermioniques peuvent aider à supporter des flux et générer une contribution positive à la constante cosmologique. Ces troncations admettent donc des vides de Sitter qu’il serait autrement très difficile d’obtenir, si ce n’est impossible. L’argument est tout d’abord employé avec des condensats de dilatini puis améliorer en suggérant un mécanisme pour générer des condensats de gravitini à partir d’instantons gravitationnels. Ensuite l’attention se tourne sur les branes et leur comportement sous T-dualité non abélienne. Nous calculons les configurations duales à certaines solutions avec D branes de la supergravité de type II, et examinons les flux ainsi que leurs charges afin d’identifier les branes après dualité. La solution supersymétrique avec brane D2 est étudiée plus en détails en vérifiant explicitement les équations sur les spineurs généralisés, puis en discutant de la possibilité d’une déformation massive. Le dernier chapitre fournit une construction systématique de structures SU(3) sur une large classe de variétés toriques compactes. Cette construction définit un fibré en sphère au-dessus d’une variété torique 2d quelconque, mais fonctionne tout aussi bien sur une base Kähler-Einstein / The study of flux vacua is a primordial step in the understanding of string compactifications and their phenomenological properties. In presence of flux the internal manifold ceases to be Calabi-Yau, but still admits an SU(3) structure which becomes thus the preferred framework. After introducing the relevant geometrical notions this thesis explores the role that fluxes play in supersymmetric compactification through several approaches. At first consistent truncations of type IIA supergravity are considered. It is shown that fermionic condensates can help support fluxes and generate a positive contribution to the cosmological constant. These truncations thus admit de Sitter vacua which are otherwise extremely difficult to get, if not impossible. The argument is initially performed with dilatini condensates and then improved by suggesting a mechanism to generate gravitini condensates from gravitational instantons. Then the focus shifts towards branes and their behavior under non abelian T-duality. The duals of several D-brane solutions of type II supergravity are computed and the branes are tracked down by investigating the fluxes and the charges they carry. The supersymmetric D2 brane is further studied by checking explicitly the generalized spinor equations and discussing the possibility of a massive deformation. The last chapter gives a systematic construction of SU(3) structures on a wide class of compact toric varieties. The construction defines a sphere bundle on an arbitrary two-dimensional toric variety but also works when the base is Kähler-Einstein

In this thesis we present solutions of spontaneous compactifications of D=11, N=1 supergravity on parallelizable manifolds S^1, S^3 and S^7. In Freund-Rubin compactifications one usually obtains AdS vacua in 4D, these solutions usually sets the fermionic VEV's to zero. However giving them non zero VEV's allows us to define torsion given by the fermionic bilinears that essentially flattens the geometry giving us a vanishing cosmological constant on M_4. We further give an analysis of the consistent truncation of the bosonic sector of D=11 supergravity on a S^3 manifold and relate this to other known consistent truncation compactifications. We also consider the squashed S^7 where we check for surviving supersymmetries by analyzing the generalised holonomy, this compactification is of interest in phenomenology.

In this thesis we present the Stone representation theorem, generally known as Stone duality in the point-free context. The proof is choice-free and, since we do not have to be concerned with points, it is by far simpler than the original. For each infinite cardinal κ we show that the counter- part of the κ-complete Boolean algebras is constituted by the κ-basically disconnected Stone frames. We also present a precise characterization of the morphisms which correspond to the κ-complete Boolean homomorphisms. Although Booleanization is not functorial in general, in the part of the dual- ity for extremally disconnected Stone frames it is, and constitutes an equiv- alence of categories. We finish the thesis by focusing on the De Morgan (or extremally disconnected) frames and present a new characterization of these by their superdense sublocales. We also show that in contrast with this phenomenon, a metrizable frame has no non-trivial superdense sublocale; in other words, a non-trivial Čech-Stone compactification of a metrizable frame is never metrizable. 1

Estudamos uma classe de campos de vetores seccionalmente lineares no plano denotada por X. Tais campos aparecem frequentemente em modelos matemáticos aplicados à engenharia. Baseados no trabalho de J. Sotomayor e R. Garcia [SG03], impondo condições sobre as singularidades, órbitas periódicas e separatrizes, definimos um conjunto de campos de vetores que são estruturalmente estáveis em X. Provamos que esse conjunto é aberto, denso e tem medida de Lebesgue total em X, o qual é um espaço vetorial de dimensão finita. / We study a class of piecewise-linear vector fields in the plane denoted by X. These vector fields appear often in mathematical models applied to Engineering. Based on Jorge Sotomayor and Ronaldo Garcia paper [SG03], we impose conditions on singularities, periodic orbits and separatrices, to define a set of vector fields structurally stable in X. We give a proof that this set is open, dense and has full Lebesgue measure in X, that is a finite dimensional vector space.

In the present project we study compactifications of type IIA/IIB string theories on toroidal orbifolds. We present the moduli space for N=1 four-dimensional reductions and its topological properties. To fix the value of all moduli, we will construct the most general holomorphic superpotential W using a set of T-dual iterations for the fluxes. Using a 3-torus toy-model, we will give an introductory description to the background of these generalised fluxes.

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Les extensions du Modèle Standard (MS) des particules sont maintenant dans une époque de développement très actif. Les motivations de l'introduction des dimensions supplémentaires sont basées d'une part sur la théorie des cordes qui nécessitent l'existence de nouvelles dimensions pour être cohérent. D'un autre côté ces théories peuvent potentiellement expliquer le problème de hiérarchie, le nombre de générations de fermions ou la stabilité du proton. La caractéristique commune de ces modèles est qu'ils fournissent une nouvelle particule neutre interagissant faiblement - un candidat idéal de la matière noire. Sa stabilité est préservée par la parité KK qui interdit les désintégrations du LKP en particules du MS. La géométrie de l'espace sous-jacent détermine le spectre de particules du modèle donc la masse et le spin du candidat DM, qui à leur tour jouent un rôle clé dans les études phénoménologiques. Nous présentons un modèle à deux dimensions supplémentaires universelles compactifiées sur le plan projectif réel. Cette géométrie particulière permet la définition des fermions chiraux et la stabilité de la matière noire neutre candidat dérive naturellement des propriétés intrinsèques de l'espace sans ajouter de nouvelles symétries ad hoc. Nous présentons le spectre de deux premiers niveaux KK à une boucle. Le spectre au sein de chaque niveau KK est fortement dégénéré ce qui fournie des signatures très intéressantes du modèle. Nous étudions la phénoménologie de la matière noire dans notre modèle pour limiter l'espace des paramètres en comparant nos résultats avec les données de WMAP et les expériences de détection directe. En utilisant les bornes obtenues, nous nous concentrons sur la phénoménologie LHC de notre modèle.

The main theme of this thesis is to study the isometric algebra isomorphisms and the bipositive algebra isomorphisms between various Banach algebras associated with locally compact groups. Let $LUC(G)$ denote the $C^*$-algebra of left uniformly continuous functions with the uniform norm and let $C_0(G)^{\perp}$ denote the annihilator of $C_0(G)$ in $LUC(G)^*$. In Chapter 2 of this thesis, among other results, we show that if $G$ is a locally compact group and $H$ is a discrete group then whenever there exists a weak-star continuous isometric isomorphism between $C_0(G)^{\perp}$ and $C_0(H)^{\perp}$, $G$ is isomorphic to $H$ as a topological group. In particular, when $H$ is discrete $C_0(H)^{\perp}$ determines $H$ within the class of locally compact topological groups. In Chapter 3 of this thesis, we show that if $M(G,\omega_1)$ (the weighted measure algebra on $G$) is isometrically algebra isomorphic to $M(H,\omega_2)$, then the underlying weighted groups are isomorphic, i.e. there exists an isomorphism of topological groups $\phi:G\to H$ such that $\small{\displaystyle{\frac{\omega_1}{\omega_2\circ\phi}}}$ is multiplicative. Similarly, we show that any weighted locally compact group $(G,\omega)$ is completely determined by its Beurling group algebra $L^1(G,\omega)$, $LUC(G,\omega^{-1})^*$ and $L^1(G,\omega)^{**}$, when the two last algebras are equipped with an Arens product. Here, $LUC(G,\omega^{-1})$ is the weighted analogue of $LUC(G)$, for weighted locally compact groups. In Chapter 4 of this thesis, we show that the order structure combined with the algebra structure of each of the Banach algebras $L^1(G,\omega)$, $M(G,\omega)$, $LUC(G,\omega^{-1})^*$ and $L^1(G,\omega)^{**}$ completely determines the underlying topological group structure together with a constraint on the weight. In particular, we obtain new proofs for a previously known result of Kawada and results of Farhadi as special cases of our results. Finally, we provide an example of a bipositive algebra isomorphism between Beurling measure algebras that is not an isometry. We conclude this thesis with a selective list of open problems. / February 2016

Nous commençons par donner une revue des techniques géométriques (en particulier les G-structures et la Géometrie Complexe généralisée) qui sont couramment utilisées dans l'éude des compactifications supersymétriques N=1. Ensuite nous nous concentrons sur l'étude des compactifications de type IIB vers des vides Anti de Sitter avec supersymétrie N=1. Nous donnons les conditions générales que la supersymétrie impose, en particulier la variété interne doit avoir une structure SU(2). Nous faisons une recherche exhaustive de tels vides sur les quotients et les groupes de Lie. Avec quelques hypothèses sur les classes de torsion SU(2) et avec dilaton et facteur de warping constants, on trouve que de tels vides sont très rares : deux sur des quotients et cinq sur des groupes de Lie. Tous requierent des plans O5 et O7 qui s'intersectent. Cela veut également dire qu'il n'existe pas de vide AdS4 sans sources. Nous étudions ensuite la séparation d'échelles sur ces vides afin de donner quelques intuitions sur les théories effectives à quatre dimensions. Nous avons trouvé que seulement deux d'entre elles admettent séparation d'échelles.