In this dissertation we define an analogue, in the setting of infinity categories, of the classical notion of an enriched operad. We introduce six different models of enriched infinity operads. In particular, we generalize the operator category approach of Clark Barwick to the enriched setting as well as Moerdijk-Weiss' notion of dendroidal sets. The main part of the thesis consists of the comparison between different approaches to enriched operads.

Dans cette thèse, nous examinons différents cadres pour la théorie générale des opérades cycliques de Getzler et Kapranov. Comme le suggère le titre, nous établissons des fondements théoriques de natures syntaxiques, algébriques et catégorifiées pour la notion d’opérade cyclique. Dans le traitement syntaxique, nous proposons un langage formel à la manière du lambda-calcul, appelé mu-syntaxe, en tant que représentation légère de la structure <<entries-only >> d’opérades cycliques. Contrairement à la caractérisation originale des opérades cycliques, appelée la caractérisation <<exchangeable-output>> , selon laquelle les opérations d’une opérade cyclique ont des entrées et une sortie qui peut être << échangée >> avec une entrée, les opérades cycliques <<entries-only >> sont présentées comme des généralisations d’opérades pour lesquelles une opération n’a plus des entrées et une sortie, mais seulement des entrées (c’est-à-dire pour lesquelles la sortie est <<au même niveau>> que les entrées). Grâce aux méthodes de réécriture derrière le formalisme, nous donnons une preuve pas-à-pas complète de l’équivalence entre les définitions biaisées et non biaisées des opérades cycliques.Guidés par le principe du microcosme de Baez et Dolan et par les définitions algébriques des opérades de Kelly et Fiore, dans l’approche algébrique, nous définissons les opérades cycliques à l’intérieur de la catégorie des espèces de structures de Joyal. De cette façon, la caractérisation originale << exchangeable-output>> de Getzler et Kapranov, et la caractérisation alternative <<entries-only>> des opérades cycliques de Markl, sont toutes les deux incarnées comme monoïdes dans une catégorie monoïdale des espèces de structures. En s’appuyant sur un résultat de Lamarche sur la descente pour les espèces, nous utilisons ces définitions monoïdales pour prouver l’équivalence entre les points de vue <<exchangeable-output >> et << entries-only>> pour les opérades cycliques.Enfin, nous établissons une notion d’opérade cyclique catégorifiée pour les opérades cycliques avec symétries, définies dans la catégorie des ensembles en termes de générateurs et relations. Les catégorifications que nous introduisons sont obtenues en remplaçant des ensembles d’opérations de la même arité par des catégories, en relâchant certains axiomes de la structure, comme l’associativité et la commutativité, en isomorphismes, tout en laissant l’équivariance stricte, et en formulant des conditions de cohérence pour ces isomorphismes. Le théorème de cohérence que nous prouvons a la forme << tous les diagrammes d’isomorphismes canoniques commutent >>. Pour les opérades cycliques <<entries-only>> , notre preuve a un caractère syntaxique et s’appuie sur la cohérence des opérades non symétriques catégorifiées, établie par Došen et Petrić. Nous prouvons la cohérence des opérades cycliques <<exchangeable-output >>, en relevant au cadre catégorifié l’équivalence entre les définitions <<entries-only>> et <<exchangeable-output>> , mise en place précédemment dans l’approche algébrique. / In this thesis, we examine different frameworks for the general theory of cyclic operads of Getzler and Kapranov. As suggested by the title, we set up theoretical grounds of syntactic, algebraic and categorified nature for the notion of a cyclic operad.In the syntactic treatment, we propose a lambda-calculus-style formal language, called mu-syntax, as a lightweight representation of the entries-only cyclic operad structure. As opposed to the original exchangeable-output characterisation of cyclic operads, according to which the operations of a cyclic operad have inputs and an output that can be “exchanged” with one of the inputs, the entries-only cyclic operads have only entries (i.e. the output is put on the same level as the inputs). By employing the rewriting methods behind the formalism, we give a complete step-by-step proof of the equivalence between the unbiased and biased definitions of cyclic operads.Guided by the microcosm principle of Baez and Dolan and by the algebraic definitions of operads of Kelly and Fiore, in the algebraic approach we define cyclic operads internally to the category of Joyal’s species of structures. In this way, both the original exchangeable-output characterisation of Getzler and Kapranov, and the alternative entries-only characterisation of cyclic operads of Markl are epitomised as “monoid-like” objects in “monoidal-like” categories of species. Relying on a result of Lamarche on descent for species, we use these “monoid-like” definitions to prove the equivalence between the exchangeable-output and entries-only points of view on cyclic operads.Finally, we establish a notion of categorified cyclic operad for set-based cyclic operads with symmetries, defined in terms of generators and relations. The categorifications we introduce are obtained by replacing sets of operations of the same arity with categories, by relaxing certain defining axioms, like associativity and commutativity, to isomorphisms, while leaving the equivariance strict, and by formulating coherence conditions for these isomorphisms. The coherence theorem that we prove has the form “all diagrams of canonical isomorphisms commute”.For entries-only categorified cyclic operads, our proof is of syntactic nature and relies on the coherence of categorified operads established by Došen and Petrić. We prove the coherence of exchangeable-output categorified cyclic operads by “lifting to the categorified setting” theequivalence between entries-only and exchangeable-output cyclic operads, set up previously in the algebraic approach.

Nous introduisons les notions de forêts préordonnées et préordonnées en tas, généralisant les constructions des forêts ordonnées et ordonnées en tas. On démontre que les algèbres des forêts préordonnées et préordonnées en tas sont des algèbres de Hopf pour le coproduit de coupes et on construit un morphisme d'algèbres de Hopf dans l'algèbre des mots tassés. Ensuite, nous définissons un autre coproduit sur les forêts préordonnées donné par la contraction d'arêtes et nous donnons une description combinatoire de morphismes définis sur des algèbres de Hopf de forêts et à valeurs dans les algèbres de Hopf de battages et de battages contractants. Par ailleurs, nous introduisons la notion d'algèbre bigreffe, généralisant les notions d'algèbres de greffes à gauche et à droite. Nous décrivons l'algèbre bigreffe libre engendrée par un générateur et nous munissons cette algèbre d'une structure d'algèbre de Hopf et d'un couplage. Nous étudions ensuite le dual de Koszul de l'operade bigreffe et nous donnons une description combinatoire de l'algèbre bigreffe dual engendrée par un générateur. A l'aide d'une méthode de réécriture, nous prouvons que l'opérade bigreffe est Koszul. Nous définissons la notion de bialgèbre bigreffe infinitésimale et nous prouvons un analogue des théorèmes de Poincaré-Birkhoff-Witt et de Cartier-Milnor-Moore pour les bialgèbres bigreffe infinitésimales connexes. Pour finir, à partir de deux opérateurs de greffes, nous construisons des algèbres de Hopf d'arbres enracinés et ordonnés $ mathbf{B}^{i} $, $ i in mathbb{N}^{ast} $, $ mathbf{B}^{infty} $ et $ mathbf{B} $ vérifiant les relations d'inclusions $ mathbf{B}^{1} subseteq hdots mathbf{B}^{i} subseteq mathbf{B}^{i+1} subseteq hdots subseteq mathbf{B}^{infty} subseteq mathbf{B} $. On munit $ mathbf{B} $ d'une structure de bialgèbre dupliciale dendriforme et on en déduit que $ mathbf{B} $ est colibre et auto-duale. Nous démontrons que $ mathbf{B} $ est engendrée comme algèbre bigreffe par un générateur. / We introduce the notions of preordered and heap-preordered forests, generalizing the construction of ordered and heap-ordered forests. We prove that the algebras of preordered and heap-preordered forests are Hopf for the cut coproduct, and we construct a Hopf morphism to the Hopf algebra of packed words. In addition, we define another coproduct on the preordered forests given by the contraction of edges, and we give a combinatorial description of morphims defined on Hopf algebras of forests with values in the Hopf algebras of shuffes or quasi-shuffles. Moreover, we introduce the notion of bigraft algebra, generalizing the notions of left and right graft algebras. We describe the free bigraft algebra generated by one generator and we endow this algebra with a Hopf algebra structure, and a pairing. Next, we study the Koszul dual of the bigraft operad and we give a combinatorial description of the free dual bigraft algebra generated by one generator. With the help of a rewriting method, we prove that the bigraft operad is Koszul. We define the notion of infinitesimal bigraft bialgebra and we prove an analogue of Poincaré-Birkhoff-Witt and Cartier-Milnor-Moore theorems for connected infinitesimal bigraft bialgebras. Finally, with two grafting operators, we construct Hopf algebras of rooted and ordered trees $ mathbf{B}^{i} $, $ i in mathbb{N}^{ast} $, $ mathbf{B}^{infty} $ and $ mathbf{B} $ satisfying the inclusion relations $ mathbf{B}^{1} subseteq hdots mathbf{B}^{i} subseteq mathbf{B}^{i+1} subseteq hdots subseteq mathbf{B}^{infty} subseteq mathbf{B} $. We endow $ mathbf{B} $ with a structure of duplicial dendriform bialgebra and we deduce that $ mathbf{B} $ is cofree and self-dual. We prove that $ mathbf{B} $ is generated as bigraft algebra by one generator.

Dans cette thèse nous rappelons la notion de L-algèbre, qui a pour objet d'être un modèle algébrique des types d'homotopie. L'objectif principal de cette thèse est la description d'une structure de E-infini-coalgèbre sur l'élément principal d'une L-algèbre. Ceci peut être vu comme une généralisation de la structure de E-infini-coalgèbre sur le complexe des chaînes d'un ensemble simplicial, telle que décrite par Smith dans Iterating the cobar construction, 1994. Nous construisons une E-infini-opérade, notée K, utilisée pour construire la E-infini-coalgèbre sur l'élément principal d'une L-algèbre. Cette structure de E-infini-coalgèbre montre que la L-algèbre canoniquement associée à un ensemble simplicial contient au moins autant d'information homotopique que la E-infini-coalgèbre couramment associée à un ensemble simplicial / In this thesis we recall the notion of L-algebra. L-algebras are intended as algebraic models for homotopy types. L-algebras were introduced by Alain Prouté in several talks since the eighties. The principal objective of this thesis is the description of an E-infinity-coalgebra structure on the main element of an L-algebra. This can be seen as a generalization of the E-infinity-coalgebra structure on the chain complex associated to a simplicial set given by Smith in Iterating the cobar construction, 1994. We construct an E-inifity-operad, denoted K, used to construct the E-inifity-coalgebra on the main element of a L-algebra. This E-inifity-coalgebra structure shows that the canonical L-algebra associated to a simplicial set contains at least as much homotopy information as the E-inifity-coalgebras usually associated to simplicial sets.

Dans cette thèse, nous nous intéressons aux propriétés homotopiques des algèbres sur une opérade, desopérades elles-mêmes et des opérades colorées, dans le monde des complexes de chaînes. Nousintroduisons une nouvelle adjonction bar-cobar entre les opérades unitaires et les coopéradesconilpotentes courbées. Ceci nous permet de munir ces dernières d'une structure de modèles induite parla structure projective des opérades le long de cette adjonction, qui devient alors une équivalence deQuillen. Ce résultat permet de passer, sans perte d'information homotopique, dans le monde descoopérades qui est plus puissant : on peut y décrire, par exemple, les objets fibrants-cofibrants en termesd'opérades à homotopie près. Nous appliquons ensuite la même stratégie aux algèbres sur une opérade.Pour cela, on munit la catégorie des cogèbres sur la coopérade duale de Koszul d'une structure demodèles induite par celle de la catégorie des algèbres d'origine le long de leur adjonction bar-cobar, quidevient une équivalence de Quillen. Cela nous permet de décrire explicitement pour la première fois despropriétés homotopique des algèbres sur une opérade non nécessairement augmentée. Dans unedernière partie, nous introduisons la notion d'opérade colorée à homotopie près que nous arrivons àcomparer aux infinies-opérades de Moerdijk--Weiss au moyen d'un foncteur : le nerf dendroidal. Nousmontrons qu'il étend des constructions dues à Lurie et à Faonte et nous étudions ses propriétéshomotopiques. En particulier, sa restriction aux opérades colorées est un foncteur de Quillen à droite.Tout ceci permet de relier explicitement deux mondes des opérades supérieures / This thesis deals with the homotopical properties of algebras over an operad, of operads themselves andof colored operads, in the framework of chain complexes. We introduce a new bar-cobar adjunctionbetween unital operads and curved conilpotent cooperads. This allows us to endow the latter with aDépôt de thèseDonnées complémentairesmodel structure induced by the projective model structure on operads along this adjunction, which thenbecomes a Quillen-equivalence. This result allows us to study the homotopy theory of operads in theworld of cooperads which is more powerful: for instance, fibrant-cofibrant objects can be described interms of operads up to homotopy. We then apply the same strategy to algebras over an operad. Morespecifically, we endow the category of coalgebras over the Koszul dual cooperad with a model structureinduced by that of the category of algebras along their bar-cobar adjunction, which becomes a Quillenequivalence.This allows us to describe explicitly for the first time some homotopy properties of algebrasover a not necessarily augmented operad. In the last part, we introduce the notion of homotopy coloredoperad that we compare to Moerdijk--Weiss' infinity-operads by means of a functor: the dendroidalnerve. We show that it extends existing constructions due to Lurie and Faonte and we study itshomotopical properties. In particular, we show that its restriction to colored operads is a right Quillenfunctor. All this allows us to connect explicitly two different worlds of higher operads

Loop homotopy Lie algebras, which appear in closed string field theory, are a generalization of homotopy Lie algebras. For a loop homotopy Lie algebra, we transfer its structure on its homology and prove that the transferred structure is again a loop homotopy algebra. Moreover, we show that the homological perturbation lemma can be regarded as a path integral, integrating out the degrees of freedom which are not in the homology. The transferred action then can be interpreted as an effective action in the Batalin-Vilkovisky formalism. A review of necessary results from Batalin- Vilkovisky formalism and homotopy algebras is included as well. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)