Les polynômes sont une entité fondamentale en mathématiques, notamment en théorie des nombres. Les fonctions de hauteur sont utilisées pour étudier les polynômes de manière systématique et, dans de nombreux cas, simplifient grandement la preuve de théorèmes complexes. Les fonctions \(L\) forment une autre classe d'objets mathématiques qui trouvent une grande importance dans la théorie des nombres. La célèbre fonction zêta de Riemann est l'un des exemples les plus connus et les plus fondamentaux d'une fonction \(L\). Cette thèse s'articule autour de la mesure de Mahler, une fonction de hauteur sur les polynômes qui apparaît souvent comme des valeurs spéciales des fonctions \(L\) et forme un lien mystérieux entre ces deux domaines de recherche. Notre objectif est d'explorer trois questions concernant la mesure de Mahler de plusieurs familles de polynômes construites via certaines transformations de Möbius. Le premier résultat, publié dans [Bull. Lond. Math. Soc. 55 (2023), 1129-1142], décrit une famille de transformations non triviales qui, appliquées à n'importe quel polynôme, donnent des polynômes de plus en plus complexes sans changer sa mesure de Mahler. Cela conduit à plusieurs identités entre la mesure de Mahler des polynômes et résout de nombreuses relations conjecturales. Dans le deuxième résultat, nous obtenons des formules explicites pour la mesure de Mahler des familles polynomiales pouvant avoir autant de variables que souhaité. Ces mesures de Mahler sont exprimées en termes de valeurs \(\zeta\) et de valeurs \(L\) correspondant au caractère primitif de Dirichlet de conducteur 3. Le résultat s'appuie sur les idées de Lalín pour construire de telles familles de \(n\)-variables dans un nouveau direction, ouvrant les portes à de nombreuses autres relations intéressantes du même genre. Ce résultat a été soumis pour publication. Enfin, notre troisième résultat, accepté pour publication, concerne la mesure de Mahler d'une autre famille de polynômes \(n\)-variables qui ont des degrés non linéaires, par opposition aux familles des travaux de Lalín et à notre deuxième résultat dans lequel chaque variable avait un degré linéaire. Ce résultat conduit à l'expression de la mesure de Mahler en termes de plusieurs polylogarithmes de longueur 2 qui sont réduits à des polylogarithmes de longueur un en utilisant des identités appropriées. Nous présentons certains exemples où ces expressions peuvent être écrites en termes de valeurs zêta et de valeurs de fonctions \(L\) de Dirichlet de caractères de conducteurs 4, 8 et 12. / Polynomials are a fundamental entity in Mathematics, especially in Number Theory. Height functions are useful tools employed to study polynomials in a systematic way and in many cases greatly simplify the proof of complex theorems. \(L\)-functions form another class of mathematical objects that find great importance in Number Theory. The celebrated Riemann zeta function is one of the most well-known and foundational examples of an \(L\)-function. This dissertation revolves around the Mahler measure - a height function on polynomials that often appears as special values of \(L\)-functions and forms a mysterious link between these two areas of research. We aim to explore three questions concerning the Mahler measure of several polynomial families that are constructed via certain Möbius transformations. The first result, published in [Bull. Lond. Math. Soc. 55 (2023), 1129-1142], describes a family of non-trivial transformations which when applied on any polynomial, yields increasingly complex polynomials without changing its Mahler measure. This leads to several identities involving the Mahler measure of polynomials and resolves many conjectural relations. In the second result, we obtain explicit formulae for the Mahler measure of polynomial families that can have as many variables as desired. These Mahler measures are expressed in terms of \(\zeta\)-values and \(L\)-values corresponding to the primitive Dirichlet character of conductor 3. The result builds on the ideas of Lalín for constructing such \(n\)-variable families in a new direction, opening the doors to possibly many more interesting relations of the same kind. This result has been submitted for publication. Finally, our third result, accepted for publication, concerns the Mahler measure of yet another \(n\)-variable polynomial family which has non-linear degree, as opposed to the families in the work of Lalín and our second result in which each variable had linear degree. This result leads to the expression of the Mahler measure in terms of several length 2 polylogarithms which are reduced to length one polylogarithms using appropriate identities. We present certain examples where these expressions can be written in terms of zeta values and values of Dirichlet \(L\)-functions of characters with conductors 4, 8 and 12.

Ce mémoire s’applique à étudier d’abord, dans la première partie, la mesure de Mahler des polynômes à une seule variable. Il commence en donnant des définitions et quelques résultats pertinents pour le calcul de telle hauteur. Il aborde aussi le sujet de la question de Lehmer, la conjecture la plus célèbre dans le domaine, donne quelques exemples et résultats ayant pour but de résoudre la question. Ensuite, il y a l’extension de la mesure de Mahler sur les polynômes à plusieurs variables, une démarche semblable au premier cas de la mesure de Mahler, et le sujet des points limites avec quelques exemples. Dans la seconde partie, on commence par donner des définitions concernant un ordre supérieur de la mesure de Mahler, et des généralisations en passant des polynômes simples aux polynômes à plusieurs variables. La question de Lehmer existe aussi dans le domaine de la mesure de Mahler supérieure, mais avec des réponses totalement différentes. À la fin, on arrive à notre objectif, qui sera la démonstration de la généralisation d’un théorème de Boyd-Lawton, ce dernier met en évidence une relation entre la mesure de Mahler des polynômes à plusieurs variables avec la limite de la mesure de Mahler des polynômes à une seule variable. Ce résultat a des conséquences en termes de la conjecture de Lehmer et sert à clarifier la relation entre les valeurs de la mesure de Mahler des polynômes à une variable et celles des polynômes à plusieurs variables, qui, en effet, sont très différentes en nature. / This thesis applies to study first, in part 1, the Mahler measure of polynomials in one variable. It starts by giving some definitions and results that are important for calculating this height. It also addresses the topic of Lehmer’s question, an interesting conjecture in the field, and it gives some examples and results aimed at resolving the issue. The extension of the Mahler measure to several variable polynomials is then considered including the subject of limit points with some examples. In the second part, we first give definitions of a higher order for the Mahler measure, and generalize from single variable polynomials to multivariable polynomials. Lehmer’s question has a counterpart in the area of the higher Mahler measure, but with totally different answers. At the end, we reach our goal, where we will demonstrate the generalization of a theorem of Boyd-Lawton. This theorem shows a relation between the limit of Mahler measure of multivariable polynomials with Mahler measure of polynomials in one variable. This result has implications in terms of Lehmer's conjecture and serves to clarify the relationship between the Mahler measure of one variable polynomials, and the Mahler measure of multivariable polynomials, which are very different.

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Ce mémoire s’applique à étudier d’abord, dans la première partie, la mesure de Mahler des polynômes à une seule variable. Il commence en donnant des définitions et quelques résultats pertinents pour le calcul de telle hauteur. Il aborde aussi le sujet de la question de Lehmer, la conjecture la plus célèbre dans le domaine, donne quelques exemples et résultats ayant pour but de résoudre la question. Ensuite, il y a l’extension de la mesure de Mahler sur les polynômes à plusieurs variables, une démarche semblable au premier cas de la mesure de Mahler, et le sujet des points limites avec quelques exemples. Dans la seconde partie, on commence par donner des définitions concernant un ordre supérieur de la mesure de Mahler, et des généralisations en passant des polynômes simples aux polynômes à plusieurs variables. La question de Lehmer existe aussi dans le domaine de la mesure de Mahler supérieure, mais avec des réponses totalement différentes. À la fin, on arrive à notre objectif, qui sera la démonstration de la généralisation d’un théorème de Boyd-Lawton, ce dernier met en évidence une relation entre la mesure de Mahler des polynômes à plusieurs variables avec la limite de la mesure de Mahler des polynômes à une seule variable. Ce résultat a des conséquences en termes de la conjecture de Lehmer et sert à clarifier la relation entre les valeurs de la mesure de Mahler des polynômes à une variable et celles des polynômes à plusieurs variables, qui, en effet, sont très différentes en nature. / This thesis applies to study first, in part 1, the Mahler measure of polynomials in one variable. It starts by giving some definitions and results that are important for calculating this height. It also addresses the topic of Lehmer’s question, an interesting conjecture in the field, and it gives some examples and results aimed at resolving the issue. The extension of the Mahler measure to several variable polynomials is then considered including the subject of limit points with some examples. In the second part, we first give definitions of a higher order for the Mahler measure, and generalize from single variable polynomials to multivariable polynomials. Lehmer’s question has a counterpart in the area of the higher Mahler measure, but with totally different answers. At the end, we reach our goal, where we will demonstrate the generalization of a theorem of Boyd-Lawton. This theorem shows a relation between the limit of Mahler measure of multivariable polynomials with Mahler measure of polynomials in one variable. This result has implications in terms of Lehmer's conjecture and serves to clarify the relationship between the Mahler measure of one variable polynomials, and the Mahler measure of multivariable polynomials, which are very different.

Le présent mémoire traite une variation de la mesure de Mahler où l'intégrale de définition est réalisée sur un tore plus général. Notre travail est basé sur une famille de polynômes tempérée originellement étudiée par Boyd, P_k (x, y) = x + 1/x + y + 1/y + k avec k ∈ R_{>4}. Pour le k = 4 cas, nous utilisons des valeurs spéciales du dilogarithme de Bloch-Wigner pour obtenir la mesure de Mahler de P_4 sur un tore arbitraire (T_ {a, b})^2 = {(x, y) ∈ C* X C* : | x | = a, | y | = b } avec a, b ∈ R_{> 0}. Ensuite, nous établissons une relation entre la mesure de Mahler de P_8 sur un tore (T_ {a, √a} )^2 et sa mesure de Mahler standard. La combinaison de cette relation avec des résultats de Lalin, Rogers et Zudilin conduit à une formule impliquant les mesures de Mahler généralisées de ce polynôme données en termes de L' (E, 0). Au final, nous proposons une stratégie pour prouver des résultats similaires dans le cas général k> 4 sur (T_ {a, b})^2 avec certaines restrictions sur a, b. / In this thesis we consider a variation of the Mahler measure where the defining integral is performed over a more general torus. Our work is based on a tempered family of polynomials originally studied by Boyd, Boyd P_k (x, y) = x + 1/x + y + 1/y + k with k ∈ R_{>4}. For the k = 4 case we use special values of the Bloch-Wigner dilogarithm to obtain the Mahler measure of P_4 over an arbitrary torus (T_ {a, b})^2 = {(x, y) ∈ C* X C* : | x | = a, | y | = b } with a, b ∈ R_{> 0}. Next we establish a relation between the Mahler measure of P_8 over a torus(T_ {a, √a} )^2 and its standard Mahler measure. The combination of this relation with results due to Lalin, Rogers, and Zudilin leads to a formula involving the generalized Mahler measure of this polynomial given in terms of L'(E, 0). In the end, we propose a strategy to prove some similar results for the general case k > 4 over (T_ {a, b})^2 with some restrictions on a, b.

Dans cette thèse, nous considérons quatre cas de conjectures de Boyd pour la mesure de Mahler de polynômes. Le premier cas concerne un polynôme associé à une courbe de genre 1, deux autres cas couvrent des courbes de genre 2, et le dernier cas traite d’une courbe de genre 3. Pour le cas de la courbe de genre 1, nous étudions une identité conjecturée par Boyd et prouvée par Boyd et Rodriguez-Villegas. On trouve un expression de la mesure de Mahler donnée par une combinaison linéaire de certaines valeurs du dilogarithme de Bloch-Wigner. En combinant cela avec le résultat prouvé par Boyd et Rodriguez-Villegas, nous pouvons établir certaines identités entre différentes valeurs du dilogarithme de Bloch-Wigner. Pour les problèmes liés aux courbes de genre 2, nous utilisons le régulateur elliptique pour récupérer des identités entre les mesures de Mahler des certaines familles de courbes de genre 2 qui ont ́eté conjecturées par Boyd et prouvèes par Bertin et Zudilin en différenciant le paramètre des formules de la mesure de Mahler et en utilisant des identités hypergéométriques. Pour le cas impliquant la courbe de genre 3, nous utilisons le régulateur elliptique pour prouver une identité entièrement nouvelle entre les mesures de Mahler d’une famille polynomiale de genre 3 et d’une famille polynomiale de genre 1 qui à été initialement conjectur ́ee par Liu et Qin. Comme nos preuves pour les cas des courbes des genres 2 et 3 impliquent le régulateur, elles éclairent la relation des mesures de Mahler des familles des genres 2 ou 3 avec des valeurs spéciales des fonctions L associées aux familles de genre 1. / In this dissertation, we consider four cases of Boyd’s conjectures for the Mahler measure of polynomials. The first case involves a polyno- mial defining a genus 1 curve, two other cases cover genus 2 curves, and the final case deals with a genus 3 curve. For the case of the genus 1 curve, we study an identity conjectured by Boyd and proven by Boyd and Rodriguez-Villegas. We find an expression of the Mahler measure given by a linear combination of some values of the Bloch-Wigner dilogarithm. Combining this with the result proven by Boyd and Rodriguez-Villegas, we can establish some identities among different values of the Bloch-Wigner dilogarithm. For the problems related to the genus 2 curves, we use the elliptic regulator to recover some identities between Mahler measures involving certain families of genus 2 curves that were conjectured by Boyd and proven by Bertin and Zudilin by differentiating the parameter in the Mahler measure formulas and using hypergeometric identities. For the case involving the genus 3 curve, we use the elliptic regulator to prove an entirely new identity between the Mahler measures of a genus 3 polynomial family and of a genus 1 polynomial family that was initially conjectured by Liu and Qin. Since our proofs for the cases of genus 2 and 3 curves involve the regulator, they yield light into the relation of the Mahler measures of the genus 2 or 3 families with special values of the L-functions associ- ated to the genus 1 families.