Soit G un groupe algébrique linéaire complexe, simple, connexe et simplement connexe. Étant donné un sous-groupe parabolique P G et un idéal nilpotent n p, il existe un morphisme propre d’effondrement G x P n = Gn. Il se factorise en une variété affine et normale N := SpecC [G P n] que nous appelons variété nilpotente. Sous l’hypothèse que l’effondrement soit génériquement fini, nous décrivons le groupe des classes de diviseurs équivariants de N à l’aide de C[N]-modules réflexifs équivariants de rang 1. Un représentant de chaque classe peut être choisi comme les sections globales d’un fibré en droite sur G x P' n' où G x P' n' = Gn' est un effondrement possiblement distinct qui se factorise à travers la même variété nilpotente. Dans le cas où le groupe G est de type A ou dans le cas d’un effondrement provenant de certains diagrammes de Dynkin pondérés spécifiques, nous démontrons que les représentants proviennent de poids qui peuvent être choisis comme dominants. Dans ce cas, nous démontrons que si le module représente un élément torsion du groupe des classes, alors il est Cohen–Macaulay. Nous en déduisons un théorème d’annulation en cohomologie. / Let G be a simple, connected, simply connected complex linear algebraic group with parabolic subgroup P G and nilpotent ideal n p. The proper collapsing map G x P n = Gn factors through the normal affine variety N := SpecC [G x P n] which is called a nilpotent variety. Assuming the collapsing is generically finite, we describe the equivariant divisor class group of N using rank 1 reflexive equivariant C[N]-modules. A representative of each class may be chosen as global sections of a line bundle over G x P' n' where G x P' n' = Gn' is a possibly distinct collapsing that factors through the same nilpotent variety. Assuming either G is of type A or the collapsing comes from specific weighted Dynkin diagrams,we showthat each representative arise from a weight that may be chosen dominant. Moreover, if the module represents a torsion element within the class group, then it is Cohen– Macaulay and we deduce a cohomological vanishing theorem.

L'obtention de ce mémoire a été rendue possible par le soutien financier du FRQNT et du CRSNG. / Ce mémoire est une étude détaillée de certains aspects de la théorie de Morse et des complexes de chaînes qui en découlent : le complexe de Morse, le complexe de Milnor et le complexe de Barraud-Cornea. À l’aide de différentes techniques de la topologie différentielle et de la théorie de Morse, dont les bases forment les premiers chapitres de ce texte, nous ferons la construction détaillée de ces trois complexes avant de démontrer leurs équivalences deux à deux. Ce mémoire synthétise et met en parallèle trois branches de la théorie de Morse en ne supposant que des connaissances du niveau d’un étudiant de début maîtrise. / In this thesis, we study aspects of Morse theory and the chain complexes that derive from it : the Morse complex, the Milnor complex and the Barraud-Cornea complex. Using different techniques from differential topology and Morse theory, which will be presented in the first chapters, we carefully build these complexes before proving their equivalence. This thesis synthesises and compares three points of view in Morse theory in a document accessible to beginning graduate students.

Dans cette thèse on s’intéresse à deux types de structures conformes non-dégénérées sur une variété complexe compacte donnée. La première c’est une forme holomorphe symplectique twistée (THS), i.e. une deux-forme holomorphe non-dégénérée à valeurs dans un fibré en droites. Dans le deuxième contexte, il s’agit des métriques localement conformément kähleriennes (LCK). Dans la première partie, on se place sur un variété de type Kähler. Les formes THS généralisent les formes holomorphes symplectiques, dont l’existence équivaut à ce que la variété admet une structure hyperkählerienne, par un théorème de Beauville. On montre un résultat similaire dans le cas twisté, plus précisément: une variété compacte de type kählerien qui admet une structure THS est un quotient fini cyclique d’une variété hyperkählerienne. De plus, on étudie sous quelles conditions une variété localement hyperkählerienne admet une structure THS. Dans la deuxième partie, les variétés sont supposées de type non-kählerien. Nous présentons quelques critères pour l’existence ou non-existence de métriques LCK spéciales, en terme du groupe de biholomorphismes de la variété. En outre, on étudie le problème d’irréductibilité analytique des variétés LCK, ainsi que l’irréductibilité de la connexion de Weyl associée. Dans un troisième temps, nous étudions les variétés LCK toriques, qui peuvent être définies en analogie avec les variétés de Kähler toriques. Nous montrons qu’une variété LCK torique compacte admet une métrique de Vaisman torique, ce qui mène à une classification de ces variétés par le travail de Lerman. Dans la dernière partie, on s’intéresse aux propriétés cohomologiques des variétés d’Oeljeklaus-Toma (OT). Plus précisément, nous calculons leur cohomologie de de Rham et celle twistée. De plus, on démontre qu’il existe au plus une classe de de Rham qui représente la forme de Lee d’une métrique LCK sur un variété OT. Finalement, on détermine toutes les classes de cohomologie twistée des métriques LCK sur ces variétés. / In this thesis, we are concerned with two types of non-degenerate conformal structures on a given compact complex manifold. The first structure we are interested in is a twisted holomorphic symplectic (THS) form, i.e. a holomorphic non-degenerate two-form valued in a line bundle. In the second context, we study locally conformally Kähler (LCK) metrics. In the first part, we deal with manifolds of Kähler type. THS forms generalise the well-known holomorphic symplectic forms, the existence of which is equivalent to the manifold admitting a hyperkähler structure, by a theorem of Beauville. We show a similar result in the twisted case, namely: a compact manifold of Kähler type admitting a THS structure is a finite cyclic quotient of a hyperkähler manifold. Moreover, we study under which conditions a locally hyperkähler manifold admits a THS structure. In the second part, manifolds are supposed to be of non-Kähler type. We present a few criteria for the existence or non-existence for special LCK metrics, in terms of the group of biholomorphisms of the manifold. Moreover, we investigate the analytic irreducibility issue for LCK manifolds, as well as the irreducibility of the associated Weyl connection. Thirdly, we study toric LCK manifolds, which can be defined in analogy with toric Kähler manifolds. We show that a compact toric LCK manifold always admits a toric Vaisman metric, which leads to a classification of such manifolds by the work of Lerman. In the last part, we study the cohomological properties of Oeljeklaus-Toma (OT) manifolds. Namely, we compute their de Rham and twisted cohomology. Moreover, we prove that there exists at most one de Rham class which represents the Lee form of an LCK metric on an OT manifold. Finally, we determine all the twisted cohomology classes of LCK metrics on these manifolds.

Une valeur propre est dite stable si sa multiplicité se maintient par petites perturbations. Cette hypothèse de stabilité dépend en particulier de la perturbation considérée. Nous verrons cela dans l'exemple de la sphère de dimension trois. Après avoir introduit la définition des opérateurs de Schrödinger avec champ magnétique sur une variété Riemannienne puis sur un graphe, nous montrerons que toute valeur propre de la sphère est stable pour les perturbations par champ électromagnétique et que la première valeur propre de la sphère avec champ magnétique constant est stable pour les potentiels. Nous prouverons que la multiplicité maximale de l'état fondamental d'un opérateur de Schrödinger avec champ magnétique sur S² est indépendant de la topologie du fibré. Nous montrerons par la suite que la multiplicité maximale de la première valeur propre d'un opérateur de Schrödinger avec champ magnétique sur un graphe est indépendant de sa planarité.

De plus en plus d'applications ont pour objectif d'automatiser l'analyse des comportements humains afin d'aider les experts qui réalisent actuellement ces analyses. Cette thèse traite de l'analyse des expressions faciales qui fournissent des informations clefs sur ces comportements.Les travaux réalisés portent sur une solution innovante, basée sur l'organisation des expressions, permettant de définir efficacement une expression d'un visage.Nous montrons que l'organisation des expressions, telle que définie, est universelle : une expression est alors caractérisée par son intensité et sa position relative par rapport aux autres expressions. La solution est comparée aux méthodes classiques et montre une augmentation significative des résultats de reconnaissance sur 14 expressions non basiques. La méthode a été étendue à des sujets inconnus. L'idée principale est de créer un espace d'apparence plausible spécifique à la personne inconnue en synthétisant ses expressions basiques à partir de déformations apprises sur d'autres sujets et appliquées sur le neutre du sujet inconnu. La solution est aussi mise à l'épreuve dans un environnement multimodal dont l'objectif est la reconnaissance d'émotions lors de conversations spontanées. Notre méthode a été mise en œuvre dans le cadre du challenge international AVEC 2012 (Audio/Visual Emotion Challenge) où nous avons fini 2nd, avec des taux de reconnaissance très proches de ceux obtenus par les vainqueurs. La comparaison des deux méthodes (la nôtre et celles des vainqueurs) semble montrer que l'extraction des caractéristiques pertinentes est la clef de tels systèmes.

Orbitales, ont démontré que les multiplicités dans une representation induitetotale sont données par les valeurs en q = 1 des polynômes de Kazhdan-Lusztig associés aux groupes symétriques. Dans ma thèse, j’ai introduit lanotion de dérivée partielle qui raffine celle de Zelevinksy et s’identifie enq = 1, à l’exponentielle formelle de la q-dérivée de Kashiwara sur l’algèbrequantique. A l’aide de cette notion et en explorant la géométrie des variétésorbitales, je construis une procédure de symétrisation des multisegments mepermettant, en particulier, de prouver une conjecture de Zelevinsky portantsur une propiété d’indépendance de l’induite parabolique totale. Je développepar ailleurs une stratégie afin de calculer les multiplicités dans une induiteparabolique générale en utilisant le produit de faisceaux pervers de Lusztig. / Ariki and Ginzburg, after the previous work of Zelevinsky on orbital varieties,proved that multiplicities in a total parabolically induced representations aregiven by the value at q = 1 of Kazhdan-Lusztig Polynomials associated to thesymmetric groups. In my thesis I introduce the notion of partial derivativewhich refines the Zelevinsky derivative and show that it can be identified withthe formal exponential of the q-derivative of Kashiwara with q=1. With thehelp of this notion, I exploit the geometry of the nilpotent orbital varietiesto construct a symmetrization process for the multi-segments, which allowsme to proove a conjecture of Zelevinsky on the property of the independenceof the total parabolic induction. On the other hand, I develop a strategyto calculate the multiplicity in a general parabolic induction by using theLusztig product of perverse sheaves.

Le but initial de cette thèse était d’étudier les espaces de superlacets, version géométrique des espaces de supercordes en Physique. Le point de départ était alors d’étendre les résultats de classifications de l’article de Oleg Mokhov : Symplectic and Poisson structures on loop spaces of smooth manifolds, and integrable systems au cadre de la supergéométrie. Dans cet article l’auteur établit une classification des formes symplectiques locales homogènes d’ordre 0, 1 et 2 sur l’espace des lacets LM = C1(S1;M) à partir d’objets géométriques sur la variété différentiable M. Dans cette thèse, on remplace la variété M par une supervariété Mpjq et le cercle S1 par un supercercle S1jn et l’on étudie l’espace des morphismes de supervariétésMor(S1jn;Mpjq). Dans les deux premières parties, l’on définit les structures géométriques classiques et super des espaces de superlacets. Pour ce faire, l’on se restreint aux deux supercercles S1j1 et en s’inspirant des travaux sur LM, l’on détermine une structure de variété de Fréchet des espaces de superlacets SLM = Mor(S1j1;M). Puis l’on introduit la structure super qui nous a semblé la plus naturelle sur SLM en terme de faisceaux. Afin de pouvoir travailler en coordonnées, l’on introduit la structure super par un autre point de vue en considérant l’espace de superlacets SLM comme le foncteur de points SLM. De plus, en interprétant les calculs de Mokhov en terme de jets, ceci nous permet d’une part d’apporter une justification rigoureuse aux-dits calculs et d’autre part, d’obtenir une généralisation directe des méthodes de calculs en coordonnées ("à la physicienne"). Le troisième chapitre expose les résultats de classification obtenus. Comme dans le cas classique, on obtient un théorème de dépendance limitée de l’ordre des jets qui interviennent dans les formes d’ordre 0 et 1. Puis, on obtient une classification des formes d’ordre 0 au moyen de formes différentielles sur la supervariété Mpjq. Une classification des formes homogènes d’ordre 1 et 2 au moyen de métriques Riemaniennes et de connexions sur Mpjq. Enfin le quatrième chapitre est consacré à la généralisation des résultats d’un autre article de O. Mokhov : Complex homogeneous forms on loop spaces of smooth manifolds and their cohomology groups. De par la présence de la variable impaire, on précise tout d’abord la définition des formes homogènes locales sur SLM, puis on démontre que muni de la différentielle extérieure, l’espace des formes homogènes sur SLM d’ordre m 2 N donné définit un complexe. On calcule alors complètement les espaces de cohomologie pour les ordres m = 0 et 1, partiellement pour les ordres 2 et 3 et on explicite ainsi les formes symplectiques exactes obtenues au troisième chapitre. / The goal of the thesis was to study superloopspaces, the geometric version of superstrings in Physics, by extending the classification results contained in Oleg Mokov’s paper : Symplectic and Poisson structures on loop spaces of smooth manifolds, and integrable systems to the supergeometric setting. In it, lies the classification of local homogeneous symplectic forms of order 0, 1 and 2 on the loopspace LM = C1(S1;M) by means of geometric objects on the manifold M. In this thesis, the manifold M becomes a supermanifold Mpjq, the circle S1 becomes a supercircle S1jn and we consider the superloopspace as the space of morphisms of supermanifolds Mor(S1jn;Mpjq). In the two first chapters, we look at the classical and super geometric structures of the superloopspaces. To do this, we restrict ourselves to the two supercircles S1j1 and using the previous works on LM, we define a Fréchet manifold structure on the superloopspaces SLM = Mor(S1j1;M). Then we bring in what we consider as the most natural superstructure on SLM by means of sheaves. In order to work with coordinates, we adopt another point of view considering SLM as the functor of points SLM. Moreover, rewriting Mokhov results in terms of jets allows us to give a rigorous proof of those calculations and also to extend right away the methods of calculations in coordinates. The third chapter contains the new classification results we obtained. Similarly to the classical case, we first show that the order of the jets in the forms of order 0 and 1 is bounded. Then we give the complete classification of the symplectics forms of order 0 by means of differential forms on the manifold Mpjq and of homogeneous symplectics forms of order 1 and 2 using Riemannian metrics and connections on Mpjq. Finally, the fourth chapter is devoted to extending the cohomology results of an other Mokhov’s article : Complex homogeneous forms on loop spaces of smooth manifolds and their cohomology groups. We first discuss the dependance of the odd variable in the homogeneous forms on SLM, and show that with the exterior derivative, the space of homogeneous forms on SLM of a given order m 2 N is a complex. We then calculate the cohomological spaces, completely for the order m = 0 and 1, partially for the order 2 and 3 and we identify the exact forms amongst those of the third chapter.

Dans ce travail de thèse, nous proposons plusieurs algorithmespermettant d'estimer des paramètres évoluant sur des groupes de Lie. Cesalgorithmes s’inscrivent de manière générale dans un cadre bayésien, ce qui nouspermet d'établir une notion d'incertitude sur les paramètres estimés. Pour ce faire,nous utilisons une généralisation de la distribution normale multivariée aux groupesde Lie, appelée distribution normale concentrée sur groupe de Lie.Dans une première partie, nous nous intéressons au problème du filtrage de Kalmanà temps discret et continu-discret où l’état et les d’observations appartiennent à desgroupes de Lie. Cette étude nous conduit à la proposition de deux filtres ; le CD-LGEKFqui permet de résoudre un problème à temps continu-discret et le D-LG-EKF quipermet de résoudre un problème à temps discret.Dans une deuxième partie, nous nous inspirons du lien entre optimisation et filtragede Kalman, qui a conduit au développement du filtrage de Kalman étendu itéré surespace euclidien, en le transposant aux groupes de Lie. Nous montrons ainsicomment obtenir une généralisation du filtre de Kalman étendu itéré aux groupes deLie, appelée LG-IEKF, ainsi qu’une généralisation du lisseur de Rauch-Tung-Striebelaux groupes de Lie, appelée LG-RTS.Finalement, dans une dernière partie, les concepts et algorithmes d’estimation surgroupes de Lie proposés dans la thèse sont utilisés dans le but de fournir dessolutions au problème de la cartographie d'un environnement à partir d'une caméramonoculaire d'une part, et au problème de la localisation d'une caméra monoculairese déplaçant dans un environnement préalablement cartographié d'autre part. / In this thesis, we derive novel parameter estimation algorithmsdedicated to parameters evolving on Lie groups. These algorithms are casted in aBayesian formalism, which allows us to establish a notion of uncertainty for theestimated parameters. To do so, a generalization of the multivariate normaldistribution to Lie groups, called concentrated normal distribution on Lie groups, isemployed.In a first part, we generalize the Continuous-Discrete Extended Kalman Filter (CDEKF),as well as the Discrete Extended Kalman Filter (D-EKF), to the case where thestate and the observations evolve on Lie groups. We obtain two novel algorithmscalled Continuous-Discrete Extended Kalman Filter on Lie Groups (CD-LG-EKF) andDiscrete Extended Kalman Filter on Lie Groups (D-LG-EKF).In a second part, we focus on bridging the gap between the formulation of intrinsicnon linear least squares criteria and Kalman filtering/smoothing on Lie groups. Wepropose a generalization of the Euclidean Iterated Extended Kalman Filter (IEKF) toLie groups, called LG-IEKF. We also derive a generalization of the Rauch-Tung-Striebel smoother (RTS), also known as Extended Kalman Smoother, to Lie groups,called LG-RTS.Finally, the concepts and algorithms presented in the thesis are employed in a seriesof applications. Firstly, we propose a novel simultaneous localization and mappingapproach. Secondly we develop an indoor camera localization framework. For thislatter purpose, we derived a novel Rao-Blackwellized particle smoother on Liegroups, which builds upon the LG-IEKF and the LG-RTS.

Les deux questions de connexité auxquelles on s'intéresse concernent : – l'espace des feuilletages de codimension 1 sur une variété de dimension 3 ; – l'espace des représentations du groupe Z^2 dans le groupe des difféomorphismes lisses de l'intervalle. Le résultat principal, qu'on démontre dans la seconde partie de la thèse, est le suivant : si deux feuilletages de codimension 1 sur une variété close de dimension 3 ont des sous-fibrés tangents homotopes, on peut les relier par un chemin de feuilletages. Cet énoncé cache une subtilité : si les feuilletages donnés sont lisses, le chemin obtenu peut contenir, près de ses extrémités, des feuilletages qui ne sont que C^1. Cela vient de ce qu'on ne sait pas si l'espace des représentations de Z^2 dans les difféomorphismes de l'intervalle est connexe ou non. En tentant de répondre à cette question, on a montré le phénomène suivant qui fait l'objet de la première partie de la thèse : de nombreux difféomorphismes lisses de R+, sans autre point fixe que l'origine, ont un centralisateur C^infini non dénombrable et dense dans leur centralisateur C^1, lequel est un groupe à un paramètre. On discute également les propriétés arithmétiques de ce sous-groupe.

En 2001, Barannikov a montré que la variété de Frobenius provenant de la cohomologie quantique de l'espace projectif complexe est isomorphe à la variété le Frobenius associée à un polynôme de Laurent. <br /> <br /> L'objectif de cette thèse est de généraliser ce résultat. Plus précisément, nous montrons, modulo une conjecture sur la valeur de certains invariants de Gromov-Witten orbifold, que la structure de Frobenius obtenue sur la cohomologie quantique orbifolde de l'espace projectif à poids est isomorphe à celle obtenue à partir d'un certain polynôme de Laurent.