Cette thèse est consacrée aux propriétés géométriques des opérations de tores algébriques dans les variétés affines. Elle est issue de trois prépublications qui correspondent aux points (1), (2), (3) ci-après. Soit X une variété affine munie d’une opération d’un tore algébrique T. Nous appelons complexité la codimension de l’orbite générale de T dans X. Sous l’hypothèse de normalité et lorsque le corps de base est algébriquement clos de caractéristique 0, la variété X admet une description combinatoire en termes de géométrie convexe. Cette description, obtenue en 2006 par Altmann et Hausen, généralise celle classique des variétes toriques. Notre but consiste à étudier des problèmes nouveaux concernant les propriétés algébriques et géométriques de X lorsque l’operation de T dans X est de complexité 1. (1) Dans la première partie, un résultat donne une manière explicite de déterminer la clôture intégrale de toute variété affine définie sur un corps algébriquement clos de caractérisque 0 munie d’une opération de T de complexité 1 en termes de la description combinatoire d’Altmann-Hausen. Comme application, nous donnons une classification complète des idéaux intégralement clos homogènes de l’algèbre des fonctions régulières de X et généralisons un théorème de Reid-Roberts-Vitulli sur la description de certains idéaux normaux de l’algèbre des polynômes à plusieurs variables. (2) Les calculs de la première partie suggèrent une démonstration de la validité de la présentation d’Altmann-Hausen sur un corps quelconque dans le cas de complexité 1. Ce qui est fait dans la deuxième partie. Dans la situation non déployée, la descente galoisienne d’une variété affine normale munie d’une opération d’un tore algébrique de complexité 1 est décrite par un nouvel objet combinatoire que nous appelons diviseur polyédral Galois stable. (3) Dans la troisième partie, lorsque que le corps de base est parfait, nous classifions toutes les opérations du groupe additif dans X normalisées par l’action de T de complexité 1. Cette classification généralise des travaux classiques de Flenner et Zaidenberg dans le cas des surfaces et de Liendo dans le cas où le corps ambiant est algébriquement clos de caractéristique 0. / This thesis is devoted to the study of geometric properties of affine algebraic varieties endowed with an action of an algebraic torus. It comes from three preprints which correspond to the indicated points (1), (2), (3). Let X be an affine variety equipped with an action of the algebraic torus T. The complexity of the T-action on X is the codimension of the general T-orbit. Under the assumption of normality and when the ground field is algebraically closed of characteristic 0, the variety X admits a combinatorial description in terms of convex geometry. This description obtained by Altmann and Hausen in the year 2006 generalizes the classical one for toric varieties. Our purpose is to investigate new problems on the algebraic and geometric properties of the variety X when the T-action on X is of complexity 1. (1) In the first part, a result gives an effective method to determine the integral closure of any affine variety defined over an algebraically field of characteristic 0 with a T-action of complexity 1 in terms of the combinatorial description of Altmann-Hausen. As an application, we provide an entire classification of the homogeneous integrally closed ideals of the algebra of regular functions on X and generalize the Reid-Roberts-Vitulli's theorem on the description of certain normal ideals of the polynomial algebra. (2) The calculations of the first part suggest a proof of the validity of the presentation of Altmann-Hausen in the case of complexity 1 over an arbitrary ground field. This is done in the second part of this thesis. In the non-split situation, the Galois descent of normal affine varieties with a T-action of complexity 1 is described by a new combinatorial object which we call a Galois invariant polyhedral divisor. (3) In the third part, when the base field is perfect, we classify all the actions of the additive group on X normalized by the T-action of complexity 1. This classification generalizes classical works of Flenner and Zaidenberg in the surface case and of Liendo when the base field is algebraically closed of characteristic 0.

Cette thèse est consacrée à l'étude des mesures convexes ainsi qu'aux analogies entre la théorie de Brunn-Minkowski et la théorie de l'information. Je poursuis les travaux de Costa et Cover qui ont mis en lumière des similitudes entre deux grandes théories mathématiques, la théorie de Brunn-Minkowski d'une part et la théorie de l'information d'autre part. Partant de ces similitudes, ils ont conjecturé, comme analogue de la concavité de l'entropie exponentielle, que la racine n-ième du volume parallèle de tout ensemble compact de $R^n$ est une fonction concave, et je résous cette conjecture de manière détaillée. Par ailleurs, j'étudie les mesures convexes définies par Borell et je démontre pour ces mesures une inégalité renforcée de type Brunn-Minkowski pour les ensembles convexes symétriques. Cette thèse se décompose en quatre parties. Tout d'abord, je rappelle un certain nombre de notions de base. Dans une seconde partie, j'établis la validité de la conjecture de Costa-Cover sous certaines conditions et je démontre qu'en toute généralité, cette conjecture est fausse en exhibant des contre-exemples explicites. Dans une troisième partie, j'étends les résultats positifs de cette conjecture de deux manières, d'une part en généralisant la notion de volume et d'autre part en établissant des versions fonctionnelles. Enfin, je prolonge des travaux récents de Gardner et Zvavitch en améliorant la concavité des mesures convexes sous certaines hypothèses telles que la symétrie / This thesis is devoted to the study of convex measures as well as the relationships between the Brunn-Minkowski theory and the Information theory. I pursue the works by Costa and Cover who highlighted similarities between two fundamentals inequalities in the Brunn-Minkowski theory and in the Information theory. Starting with these similarities, they conjectured, as an analogue of the concavity of entropy power, that the n-th root of the parallel volume of every compact subset of $R^n$ is concave, and I give a complete answer to this conjecture. On the other hand, I study the convex measures defined by Borell and I established for these measures a refined inequality of the Brunn-Minkowski type if restricted to convex symmetric sets. This thesis is split in four parts. First, I recall some basic facts. In a second part, I prove the validity of the conjecture of Costa-Cover under special conditions and I show that the conjecture is false in such a generality by giving explicit counterexamples. In a third part, I extend the positive results of this conjecture by extending the notion of the classical volume and by establishing functional versions. Finally, I generalize recent works of Gardner and Zvavitch by improving the concavity of convex measures under different kind of hypothesis such as symmetries

Etant donné trois entiers k, s et a, nous prouvons dans le premier chapitre qu'il existe un graphe k-régulier fini (resp. un graphe k-régulier connexe fini) dont le groupe d'automorphismes a exactement s orbites sur l'ensemble des sommets et a orbites sur l'ensemble des arêtes si et seulement si<p><p>(s,a)=(1,0) si k=0,<p>(s,a)=(1,1) si k=1,<p>s=a>0 si k=2,<p>0< s <= 2a <= 2ks si k>2.<p><p>(resp.<p>(s,a)=(1,0) si k=0,<p>(s,a)=(1,1) si k=1 ou 2,<p>s-1<=a<=(k-1)s+1 et s,a>0 si k>2.)<p><p>Nous étudions les polyèdres convexes de R³ dans le second chapitre. Pour tout polyèdre convexe P, nous notons Isom(P) l'ensemble des isométries de R³ laissant P invariant. Si G est un sous-groupe de Isom(P), le f_G-vecteur de P est le triple d'entiers (s,a,f) tel que G ait exactement s orbites sur l'ensemble sommets de P, a orbites sur l'ensemble des arêtes de P et f orbites sur l'ensemble des faces de P. Remarquons que (s,a,f) est le f_{id}-vecteur (appelé f-vecteur dans la littérature) d'un polyèdre si ce dernier possède exactement s sommets, a arêtes et f faces. Nous généralisons un théorème de Steinitz décrivant tous les f-vecteurs possibles. Pour tout groupe fini G d'isométries de R³, nous déterminons l'ensemble des triples (s,a,f) pour lesquels il existe un polyèdre convexe ayant (s,a,f) comme f_G-vecteur. Ces résultats nous permettent de caractériser les triples (s,a,f) pour lesquels il existe un polyèdre convexe tel que Isom(P) a s orbites sur l'ensemble des sommets, a orbites sur l'ensemble des arêtes et f orbites sur l'ensemble des faces.<p><p>La structure d'incidence I(P) associée à un polyèdre P consiste en la donnée de l'ensemble des sommets de P, l'ensemble des arêtes de P, l'ensemble des faces de P et de l'inclusion entre ces différents éléments (la notion de distance ne se trouve pas dans I(P)). Nous déterminons également l'ensemble des triples d'entiers (s,a,f) pour lesquels il existe une structure d'incidence I(P) associée à un polyèdre P dont le groupe d'automorphismes a exactement s orbites de sommets, a orbites d'arêtes et f orbites de sommets. / Doctorat en sciences, Spécialisation mathématiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Cette thèse comporte trois chapitres indépendants portant sur l’itération des applicationsrationnelles sur des variétés projectives et plus spécifiquement sur l’étude du comportement dela suite des degrés des itérés de telles applications.Dans le premier chapitre, nous donnons une construction des invariants fondamentaux quesont les degrés dynamiques dans un cadre très général, et ce sans hypothèse ni sur la caractéristique ni sur les singularités de l’espace ambiant. Cette construction repose sur des propriétésde positivité des cycles algébriques, et propose une alternative aux approches analytiques deDinh et Sibony ou algébriques de Truong.Le second chapitre est issu d’un article écrit en commun avec Jian Xiao. Notre contributionporte sur des objets centraux en géométrie convexe appelés valuations. Nous transférons à l’espace des valuations des notions de positivité des cycles algébriques récemment introduites parLehmann et Xiao, ce qui nous permet d’étendre l’opération de convolution originellement définie par Bernig et Fu à une sous-classe de valuations suffisamment positives.Le troisième chapitre constitue le coeur de la thèse, et porte sur des estimations des degrésdynamiques des automorphismes dit modérés de la quadrique affine de dimension 3. Nos arguments sont de nature variée, et s’appuient sur l’action du groupe modéré sur un complexe carréCAT(0) et Gromov hyperbolique récemment introduite par Bisi, Furter et Lamy.Nous avons finalement collecté dans un dernier et court chapitre quelques pistes de recherchedirectement inspirées des travaux présentés ici. / This thesis is divided into three independent chapters on the iterates of rational maps on projective varieties and more specifically on the study of the growth of the degree sequences of the iterates of such maps. In the first chapter, we give a construction of the fundamental invariants called dynamical degrees. Our method holds in a very general setting, without any conditions on the characteristic of the field or on the singularities of the ambient space.This construction is based on the study of positivity properties of algebraic cycles and gives an alternative approach to the analytical technics of Dinh and Sibony or to the algebraic arguments of Truong.The second chapter is taken from an article written in joint work with Jian Xiao. Our paper focuses on central objects in convex geometry called valuations. We transfer some positivity notions of algebraic cycles recently introduced by Lehmann and Xiao, this allows us to extend the convolution operation defined by Bernig and Fu to a subspace of sufficiently positive valuations.The third chapter is the core of this thesis and focuses on the dynamical degrees of the so-called tame automorphisms of an affine quadric threefold. Our arguments are of various nature and rely on the action of the tame group on a CAT(0), Gromov hyperbolic square complex recently introduced by Bisi, Furter and Lamy. Finally, we have collected in the last chapter a few perpectives directly inspired by this work.