Mémoire de DEA : Mathématiques appliqués : Lille 1 : 2002. / Bibliogr. : f. 47.

Ce travail de thèse à été financé par le projet LICORVE (Développement de garnitures légères, innovantes, recyclables et poly-sensorielles pour les applications de coffres de véhicule). Il consiste à développer une méthodologie de mesure pour localiser et caractériser les sources de bruit dans un coffre de voiture. L'environnement de mesure se caractérise par un petit volume où les réflexions de la source d'intérêt et des sources perturbatrices sur les parois ne peuvent être négligées. La méthode doit donc permettre de séparer les différents contributions pour estimer le plus précisément possible les sources étudiées (déconfinement). Dans un premier temps, deux méthodes de séparation : Double Layer SONAH (Statistically Optimal Near el Acoustical Holography) et Field Separation Method (FSM) sont étudiées numériquement. Les limites et avantages de chacune ont été déterminés dans un environnement de mesure confiné. Cela a permis de choisir la méthode la plus adaptée à notre problématique. Dans un deuxième temps les principales conclusions de l'étude numérique sont validées expérimentalement. Dans ce cadre, un ensemble de mesures sont réalisées dans une maquette avec la méthode FSM pour localiser et caractériser des sources maitrisées. Après avoir validée la fiabilité de la méthode de séparation, FSM a été mise en œuvre dans le coffre d'une Peugeot 508 sw en condition de roulement. Les résultats obtenus ont permis d'orienter le choix des garnitures pour un traitement acoustique optimal.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Pour connaître l'état magnétique d'un objet complexe, bien souvent, la seule solution est de mesurer l'induction créée par la pièce en un nombre discret de points. La difficulté est alors de remonter à l'aimantation à partir de ces mesures. Une modélisation des * sources magnétiques est d'abord recherchée. La décomposition en harmoniques sphériques du champ mesurable ainsi que la recherche de dipôles normaux équivalents répartis sur la surface de l'objet sont étudiées. Leurs avantages et inconvénients étant très complémentaires, un nouveau modèle, synthèse des deux précédents, est proposé. Ensuite, l'utilisation d'un algorithme bayésien permet d'intégrer dans la projection de la mesure sur le modèle, les incertitudes et incohérences créées par l'imperfection de la mesure. En contrepartie, nous n'obtenons plus qu'un intervalle de confiance sur les valeurs recherchées. Enfin, une étude paramétrique analytique permet de connaître les performances du système. En particulier, le choix du type de capteurs de mesure est abordé.

Dans cette thèse on étudie les (super)fonctions de corrélation à plusieurs points et à plusieursboucle du multiplets demi-BPS en théorie N = 4 super-Yang-Mills. Les fonctions de corrélationsont des objets dynamiques naturels à considérer dans toutes les théories conformes des champs.Elles sont des quantités finies et leur symétrie (super)conforme n’est pas brisée par des divergences.Elles contiennent des informations sur de nombreuses autres intéressantes quantités dynamiques dela théorie. Le produit opératoire engendre les règles de somme pour les fonctions à trois points et lesdimensions anormales. Dans la limite du cône de lumière, elles coïncident avec les boucles de Wilsonde lumière et avec des superamplitudes de diffusion. Cette dualité tient tant au niveau des intégralesdivergentes régularisés que au niveau de leurs intégrandes rationnels finis.La partie principale de la thèse est consacrée aux super-corrélateurs à plusieurs points au niveau Born du supermultiplet du tenseur de stress. Pour les étudier on utilise les règles de Feynman qui préservent une quantité de la supersymétrie. Donc, on reformule la théorie N = 4 SYM dans le superespace harmonique de Lorentz. On s’occupe de l’espace euclidien et on harmonise la moitié du groupe de Lorentz SU(2) × SU(2). La théorie est formulée en termes de deux demi-superchamps chiraux-analytique. L’action de la théorie est une somme de deux termes : l’action de Chern-Simons et une action non-polynomiale qui prend en compte les interactions. Puisque la formulation de l’action est chiral, la Ǭ-supersymétrie est réalisée d’un façon non-linéaire sur la paire de champs. L’action se simplifie considérablement dans la jauge axiale. On obtient les propagateurs correspondants et on formule les règles de Feynman en superspace harmonique de Lorentz. Afin d’étudier super-corrélateurs non-chiraux du supermultiplet de tenseur de stress on formule l’opérateur composite pertinent en termes de demi-superchamps chiraux-analytique ainsi. Au niveau chiral, on propose la construction par R-vertex du super-corrélateur chiral. Afin d’élucider la structure du super-corrélateur on réorganise les règles de Feynman harmoniques qui introduisent une nouvelle classe des invariants hors-shell nilpotent analytique qui sont des blocs de construction élémentaires de la super-corrélateur. Ensuite, on procède au secteur non-chiral et on constate que la dépendance de Ɵ̅ est pris en compte par une légère modification du R-vertex qui consiste à une modification des variables spatio-temporelles de la base chirale à la base analytique. Ainsi, le corrélateur non-chiral est exprimée en termes d’une classe assez particulière des invariants nilpotents non-chiraux. Dans la dernière partie de la thèse, on étudie les fonctions de corrélation à quatre points des opérateurs demi-BPS dans l’approximation de trois boucle dans la limite planaire. Cette étude est motivée par une conjecture basée sur intégrabilité pour les constantes de structure. A l’ordre de trois boucles toutes les approches de graphes de Feynman connus sont extrêmement inefficaces. Le principal obstacle est un grand nombre de diagrammes de Feynman pertinents. Cependant, le corrélateur est presque complètement fixé par ses propriétés élémentaires comme symétries, singularités et planairité. La structure de pôle et la symétrie super-conforme spécifient les intégrandes rationnelles des corrélateurs à un nombre de coefficients numériques. Les coefficients sont fixés par la planairité, la symétrie de croisement et le produit opératoire en cône de lumière des intégrandes avec diverses configurations de poids dans la limite par rapport à une paire de points. / In the present thesis we study the multi-point multi-loop (super)correlation functions of half-BPSmultiplets in N = 4 super-Yang-Mills theory. Correlation functions are natural dynamical objectsto consider in any Conformal Field Theory. They are finite quantities and their (super)conformalsymmetry is not broken by divergences. They contain information about many others interestingdynamical quantities of the theory. The Operator Product Expansion being applied to them producessum rules for three-point functions and anomalous dimensions. In the light-cone limit they coincidewith the light-like Wilson loops and scattering superamplitudes. This duality holds both at the levelof the regularized divergent integrals and at the level of their finite rational integrands.The main part of the thesis is devoted to multi-point Born level super-correlators of the stress-tensor supermultiplet. There exists a number of hints that such super-correlators are remarkable dynamicalquantities in N = 4 SYM. Studying the supercorrelators it is convenient to use the Feynman rulespreserving an amount of the supersymmetry. So, we reformulate the N = 4 SYM in the Lorentzharmonic superspace. We deal with Euclidean space and harmonize one half of the Lorentz groupSU(2) x SU(2). The theory is formulated in terms of two chiral-analytic semi-superfields one ofwhich is scalar and the other one is spinor. The action of the theory is a sum of two terms: theChern-Simons action describing the self-dual N = 4 SYM theory and a non-polynomial action whichtakes into account interactions. Since the formulation of the action is chiral the Ǭ-supersymmetry isnon-linearly realized on the pair of fields. The action considerably simplifies in the axial gauge. Wework out corresponding propagators and formulate Lorentz harmonic superspace Feynman rules. Inorder to study nonchiral supercorrelators of the stress-tensor supermultiplet we formulate the relevant composite operator in terms of the chiral-analytic semi-superfields as well.At the chiral level we propose the R-vertex construction of the chiral supercorrelator which turnsout to be rational at the Born level by construction. In order to elucidate the structure of thesupercorrelator we rearrange harmonic Feynman rules introducing a new class of off-shell analyticnilpotent (Grassmann degree two). They are simple building blocks of the super-correlator. Thenwe proceeded to the nonchiral sector and and that the dependence on Ɵ̅ is taken into account by aslight modification of the R-vertices. This modification of the R-vertices is equivalent to a change of the space-time variables from the chiral to analytic bases. So the non-chiral correlator is expressed in terms of a rather special class of non-chiral nilpotent invariants.In the last part of the thesis we study four-point correlation functions of half-BPS operators inthe three-loop approximation in the planar limit. This study is motivated by an integrability basedconjecture for the structure constants. At the three-loop order all known Feynman graph approachesare extremely inefficient. The main obstacle is a huge number of relevant Feynman diagrams andthe complexity of the corresponding loop integrals. However the correlator is almost completely fixedby its elementary properties like symmetries, singularities and planarity. The pole structure andthe super-conformal symmetry specify the rational integrands of the correlators up to a number ofnumerical coefficients. We fix these coefficients using planarity, the crossing symmetry and comparingthe light-cone OPE of the correlator integrands with various weight configurations in the light-likelimit with respect to a pair of points.

Dans cette thèse, nous étudions la structure d’un morphisme harmonique F d’une variété riemannienne M4 dans une surface N2 au voisinage d’un point critique mO. Si mO est un point I critique isolé ou si M4 est compact sans bord, nous montrons que F est pseudo-Holomorphe par rapport à une structure presque hermitienne definie dans un voisinage de mO. Si M4 est compact sans bord, les fibres singuliers de F sont des surfaces minimales avec points de branchement. Ensuite, nous étudions des exemples de morphismes harmoniques due a Burel de (S4, gk,l) dans S2 où (gk,I) est une famille de métriques conforme à la métrique canonique. Nous construisons tout d’abord une application semi-Conforme Φk,l de S4 dans S2 en composant deux applications semi-Conformes régulières, F de S4 dans S3 et Φk,i, de S3 dans S2. II résulte de Baird-Eells que le fibres régulier de øk,l pour tout k, I sont minimales. Si [k] = [l] = 1, l’ensemble des points critiques est donnée par l’image réciproque du pâle nord: il consiste en deux 2-Sphères ayant deux points d’intersection. Si k, I 6= 1 l’ensemble des points critiques sont les images réciproques du pôle nord (de la même façon que pour k = t = 1 deux sphères, mais avec une multiplicité I) ainsi que la pré-Image du pôle sud (un tore) avec multiplicité k. Enfin, nous étudions une construction due à Baird-Ou de morphismes harmoniques d’une ensembles ouverts de (S2×S2, can) dans S2. Nous vérifions qu’ils sont holomorphe par rapport à une des quatre structures complexes canoniques hermitiennes. / In this thesis, we are interested in harmonic morphisms between Riemannian manifolds (Mm, g) and (Nn, h) for m > n. Such a smooth map is a harmonic morphism if it pulls back local harmonic functions to local harmonic functions: if ƒ : V → ℝ is a harmonic function on an open subset V on N and Φ-1(V) is non-Empty, then the composition ƒ ∘ Φ : Φ-1(V) → ℝ is harmonic. The conformal transformations of the complex plane are harmonic morphisms. In the late 1970's Fuglede and Ishihara published two papers ([Fu]) and ([Is]), where they discuss their results on harmonic morphisms or mappings preserving harmonic functions. They characterize non-Constant harmonic morphisms F : (M,g) → (N,h) between Riemannian manifolds as those harmonic maps, which are horizontally conformal, where F horizontally conformal means : for any x ∈ M with dF(x) ≠ 0, the restriction of dF(x) to the orthogonal complement of kerdF(x) in TxM is conformal and surjective. This means that we are dealing with a special class of harmonic maps.

En abordant les nombres spéciaux comme les sommes harmoniques ou les polyzêtassous leur aspect combinatoire, nous introduisons d’abord la définition d’un produitentre mots, dit produit de quasi-mélange q-déformé, une généralisation des produits demélange et de quasi-mélange, ce qui nous permet de construire des structures complètesd’algèbre de Hopf en dualité. En même temps, nous construisons des bases en dualité,contenant des bases de transcendance associées aux mots de Lyndon, et des formules explicitessur lesquelles les sommes harmoniques, les polyzêtas ou les polylogarithmes sontindexés et représentés par la factorisation de la série génératrice noncommutative diagonale.De cette façon, nous déterminons des développements asymptotiques des sommesharmoniques, indexées par ces bases, grâce à leur série génératrice et à la formule d’EulerMaclaurin. Nous établissons également une équation de liaison sur les polyzêtas, quiapparaissent comme les parties finies des développements asymptotiques des sommesharmoniques et des polylogarithmes, reliant entre elles deux structures algébriques. Enidentifiant les coordonnées locales de cette équation, nous trouvons des relations polynomialeshomogènes, en poids, entre les polyzêtas. Pour accompagner cette étude théorique,nous proposons des algorithmes et un package en Maple afin de calculer des bases, lastructure des polyzêtas et des développements asymptotiques des sommes harmoniques. / Approaching special numbers as harmonic sums or polyzetas (multiple zetavalues) in the spirit of combinatorics, we first focus on the study of algebraic structureson words by introducing the definition of a product on words, called q-stuffle product, acommon generalisation of shuffle and quasi-shuffle products, which allows us to completelyconstruct Hopf algebras in duality. Simutaneously, we establish recurrent formulas inorder to compute bases in duality, containing transcendence bases tied to Lyndon wordson which harmonic sums, the polyzetas and polylogarithms are indexed. We use them torepresent the factorization of a diagonal noncommutative generating series. In this respect,we determine asymptotic expansions of harmonic sums thanks to their generatingseries and to Euler Maclaurin formula. We also establish a bridge equation of polyzetas,which appear as fini parts in asymptotic expansions of harmonic sums and of polylogarithms,linking two algebraic structures. Through identification of local coordinates of thisequation, we can deduce homogenous, in weight, polynomial relations among polyzetasindexed on the bases.We also give algorithms and a package in Maple which, in practice,allowed us to find results and examples within this thesis.

On considère une marche aléatoire réelle dont les accroissements sont construits à partir d’une chaîne de Markov définie sur un espace abstrait. Sous des hypothèses de centrage de la marche et de décroissance rapide de la dépendance de la chaîne de Markov par rapport à son passé (de type trou spectral), on se propose d’étudier le premier instant pour lequel une telle marche markovienne passe dans les négatifs. Plus précisément, on établit que le comportement asymptotique de la probabilité de survie est inversement proportionnel à la racine carrée du temps. On étend également à nos modèles markoviens le résultat des marches aléatoires aux accroissements indépendants suivant : la loi asymptotique de la marche aléatoire renormalisée et conditionnée à rester positive est la loi de Rayleigh. Dans un deuxième temps, on restreint notre modèle aux cas où la chaîne de Markov définissant les accroissements de la marche aléatoire est à valeurs dans un espace d’états fini. Sous cette hypothèse et lorsque que la marche est dite non-lattice, on complète nos résultats par des théorèmes locaux pour la marche aléatoire conjointement avec le fait qu’elle soit restée positive. Enfin on applique ces développements aux processus de branchement soumis à un environnement aléatoire, lui-même défini à partir d’une chaîne de Markov à valeurs dans un espace d’états fini. On établit le comportement asymptotique de la probabilité de survie du processus dans le cas critique et les trois cas sous-critiques (fort, intermédiaire et faible) / We consider a real random walk whose increments are constructed by a Markov chain definedon an abstract space. We suppose that the random walk is centred and that the dependence of the Markov walk in its past decreases exponentially fast (due to the spectral gap property). We study the first time when the random walk exits the positive half-line and prove that the asymptotic behaviour of the survey probability is inversely proportional to the square root of the time. We extend also to our Markovian model the following result of random walks with independent increments: the asymptotic law of the random walk renormalized and conditioned to stay positive is the Rayleigh law. Subsequently, we restrict our model to the cases when the Markov chain defining the increments of the random walk takes its values on a finite state space. Under this assumption and the condition that the walk is non-lattice, we complete our results giving local theorems for the random walk conditioned to stay positive. Finally, we apply these developments to branching processes under a random environment defined by a Markov chain taking its values on a finite state space. We give the asymptotic behaviour of the survey probability of the process in the critical case and the three subcritical cases (strongly, intermediate and weakly).

La thèse se compose de 3 parties. Dans la partie I, nous considérons des problèmes à lafrontière pour une EDP de Laplace dans un domaine simplement connexe de bordLispschitz continu. Depuis des données Dirichlet et Neumann suffisamment régulièresdisponibles sur une partie de la frontière, nous développons une méthode non-itérative derésolution de ce problème de Cauchy, régularisé par une contrainte en norm L2 portantsur la solution sur la partie complémentaire du bord. Notre approche par les fonctionsanalytiques de la variable complexe permet d'imposer des contraintes ponctuellessupplémentaires possédant un intêret pratique pour incorporer des mesures corrompues.La partie II concerne la structure spectrale d'un opérateur de Poisson tronqué intervenantdans diverses applications physiques. Nous établissons d'importantes propriétés dessolutions, des connexions avec d'autres problèmes, ainsi que, pour des valeursasymptotiques d'un paramètre, des formulations sous forme d'autres équations intégralesou EDO solubles. Dans la partie III, nous traitons un problème inverse particulier issud'expériences pratiques effectuées avec un microscope SQUID. Depuis des mesurespartielles de la composante verticale du champ magnétique, le but est de retrouvercertaines propriétés de l'aimantation d'un échantillon de roche. Nous présentons denouvelles méthodes utilisant les transformations de Kelvin et de Fourier pour l'estimationdu moment magnétique. / The thesis consists of three parts. In Part I, we consider partially overdeterminedboundary-value problemS for Laplace PDE in a planar simply connected domain withLipschitz boundary. Assuming Dirichlet and Neumann data available on its part to be realvaluedfunctions of certain regularity, we develop a non-iterative method for solving thisill-posed Cauchy problem choosing as a regularizing parameter L2 bound of the solutionon complementary part of the boundary. The present complex-analytic approach alsonaturally allows imposing additional pointwise constraints on the solution which, onpractical side, can help incorporating outlying boundary measurements without changingthe boundary into a less regular one. Part II is concerned with spectral structure of atruncated Poisson operator arising in various physical applications. We deduce importantproperties of solutions, discuss connections with other problems and pursue differentreductions of the formulation for large and small values of asymptotic parameter yieldingsolutions by means of solving simpler integral equations and ODEs. In Part III, we dealwith a particular inverse problem arising in real physical experiments performed withSQUID microscope. The goal is to recover certain magnetization features of a sample frompartial measurements of one component of magnetic field above it. We develop newmethods based on Kelvin and Fourier transformations resulting in estimates of netmoment components.

L’objet de cette thèse concerne l’étude asymptotique des processus de branchement sur-critiques en environnement aléatoire, qui sont une généralisation du processus de Galton-Watson, avec une loi de reproduction choisie aléatoirement et de manière i.i.d. suivant les générations. Dans le cas de non extinction, nous démontrons une succession de résultats asymptotiques plus fins que ceux établis dans des travaux antérieurs. Le chapitre 1 est consacré à l’étude de l’écart relatif entre le processus (Zn) normalisé et la loi normale. Nous établissons une borne de type Berry-Esseen ainsi qu’un développement pour des déviations de type Cramér, généralisant ainsi le théorème central limite et le principe des déviations modérées établis précédemment dans la littérature. Le second chapitre concerne l'asymptotique de la distribution du processus (Zn) ainsi que le moment harmonique critique de la variable limite W de la population normalisée. Nous établissons un équivalent de l'asymptotique de la distribution du processus Zn et donnons une caractérisation des constantes via une équation fonctionnelle similaire au cas du processus de Galton-Watson. Dans le cas des processus de branchement en environnement aléatoire, les résultats améliorent l'équivalent asymptotique de la distribution de Zn établi dans des travaux antérieurs sous normalisation logarithmique, sous la condition que chaque individu donne naissance à au moins un individu. Nous déterminons aussi la valeur critique pour l'existence du moment harmonique de W sous des conditions simples d'existence de moments, qui sont bien plus faibles que les hypothèses imposées dans la littérature, et généralisons le résultat à Z_0=k individus initiaux. Le troisième chapitre est consacré à l'étude de l'asymptotique des moments harmoniques d'ordre r>0 de Zn. Nous établissons un équivalent et donnons une expression des constantes. Le résultat met en évidence un phénomène de transition de phase, relié aux transitions de phase des grandes déviations inférieures du processus (Zn). En application de ce résultat, nous établissons un résultat de grandes déviations inférieures pour le processus (Zn) sous des hypothèses plus faibles que celles imposées dans des travaux précédents. Nous améliorons également la vitesse de convergence dans un théorème central limite vérifié par W_n-W, et déterminons l'asymptotique de la probabilité de grandes déviations pour le ratio Zn+1/Z_n. / The purpose of this Ph.D. thesis is the study of branching processes in a random environment, say (Z_n), which are a generalization of the Galton-Watson process, with the reproduction law chosen randomly in each generation in an i.i.d. manner. We consider the case of a supercritical process, assuming the condition that each individual gives birth to at least one child. The first part of this work is devoted to the study of the relative and absolute distance between the normalized process log Z_n and the normal law. We show a Berry-Esseen bound and establish a Cramér type large deviation expansion, which generalize the central limit theorem and the moderate deviation principle established for log Z_n in previous studies.In the second chapter we study the asymptotic of the distribution of Z_n, and the critical value for the existence of harmonic moments of the limit variable W of the normalized population size. We give an equivalent of the asymptotic distribution of Z_n and characterize the constants by a functional relation which is similar to that obtained for a Galton-Watson process. For a branching process in a random environment, our result generalizes the equivalent of the asymptotic distribution of Z_n established in a previous work in a log-scale, under the condition that each individual gives birth to at least one child. We also characterize the critical value for the existence of harmonic moments of the limit variable W under weaker conditions that in previous studies and generalize this result for processes starting with Z_0=k initial individuals. The third chapter is devoted to the study of the asymptotic of the harmonic moments of order r>0 of Z_n. We show the exact decay rate and give an expression of the limiting constants. The result reveals a phase transition phenomenon which is linked to the phase transitions in the lower large deviations established in earlier studies. As an application, we improve a lower large deviation result for the process (Z_n) under weaker hypothesis than those stated in the literature. Moreover, we also improve the rate of convergence in a central limit theorem for W-W_n and give the asymptotic of the large deviation for the ratio Zn+1/Z_n.