If an augmented algebra K over Q is filtered by powers of its augmentation ideal I, the associated graded algebra grK need not in general be quadratic: although it is generated in degree 1, its relations may not be generated by homogeneous relations of degree 2. In this thesis we give a sufficient criterion (called the PVH Criterion) for grK to be quadratic. When K is the group algebra of a group G, quadraticity is known to be equivalent to the existence of a (not necessarily homomorphic) universal finite type invariant for G. Thus the PVH Criterion also implies the existence of a universal finite type invariant for the group G. We apply the PVH Criterion to the group algebra of the pure virtual braid group (also known as the quasi-triangular group), and show that the corresponding associated graded algebra is quadratic, and hence that these groups have a universal finite type invariant.

If an augmented algebra K over Q is filtered by powers of its augmentation ideal I, the associated graded algebra grK need not in general be quadratic: although it is generated in degree 1, its relations may not be generated by homogeneous relations of degree 2. In this thesis we give a sufficient criterion (called the PVH Criterion) for grK to be quadratic. When K is the group algebra of a group G, quadraticity is known to be equivalent to the existence of a (not necessarily homomorphic) universal finite type invariant for G. Thus the PVH Criterion also implies the existence of a universal finite type invariant for the group G. We apply the PVH Criterion to the group algebra of the pure virtual braid group (also known as the quasi-triangular group), and show that the corresponding associated graded algebra is quadratic, and hence that these groups have a universal finite type invariant.

Le but de cette thèse est de fournir une caractérisation topologique de tresses virtuelles. Les tresses virtuelles sont des classes d’équivalence de diagrammes de type tresses tracés sur le plan. La relation d’équivalence est générée par l’isotopie, les mouvements de Reidemeister et les mouvements de Reidemeister virtuels. L’ensemble des tresses virtuelles est munie d’une opération de groupe. On parlera alors du groupe de tresses virtuelles. Dans le Chapitre 1, nous introduisons les notions de base de la théorie de noeuds virtuels, nous évoquons certains propriétés du groupe tresses virtuelles, et des liens qu’il a avec le groupe de tresses classiques. Dans le Chapitre 2, nous introduisons la notion de diagramme de Gauss tressé (ou diagramme de Gauss horizontal), et on démontre qu’il s’agit là d’une bonne réinterprétation combinatoire pour les tresses virtuelles. On généralise en particulier certains résultats connus en théorie de noeuds virtuels. Un application est de retrouver la présentation classique du groupe de tresses virtuelles pures à l’aide des diagrammes de Gauss tressés. Dans le Chapitre 3, on introduit les tresses abstraites et on montre qu’elles sont en correspondance bijective avec les tresses virtuelles. Les tresses abstraites sont des classes d’équivalence des diagrammes de type tresses tracés sur une surface orientable avec deux composantes de bord. La relation d’équivalence est générée par l’isotopie, la compatibilité, la stabilité et les mouvements de Reidemeister. La compatibilité est la relation d’équivalence générée par les difféomorphismes préservant l’orientation. La stabilité est la relation d’équivalence générée par l’addition ou la suppression d’anses à la surface, dans le complémentaire du diagramme. Dans le Chapitre 4, on démontre que tout tresse abstraite admets une unique représentant de genre minimal, à compatibilité et mouvements de Reidemeister prés. En particulier, les tresses classiques se plongent dans les tresses abstraites. / The purpose of this thesis is to give a topological characterization of virtual braids. Virtual braids are equivalence classes of planar braid-like diagrams identified up to isotopy, Reidemeister and virtual Reidemeister moves. The set of virtual braids admits a group structure and is called the virtual braid group. In Chapter 1 we present a general introduction to the theory of virtual knots, and we discuss some properties of virtual braids and their relations with classical braids. In Chapter 2 we introduce braid-Gauss dia- grams, and we prove that they are a good combinatorial reinterpretation of virtual braids. In particular this generalizes some results known in virtual knot theory. As an application, we use braid-Gauss diagrams to recover a well known presentation of the pure virtual braid group. In Chapter 3 we introduce abstract braids and we prove that they are in a bijective cor- respondence with virtual braids. Abstract braids are equivalence classes of braid-like diagrams on an orientable surface with two boundary components. The equivalence relation is generated by isotopy, compatibility, stability and Reidemeister moves. Compatibility is the equivalence relation generated by orientation preserving diffeomorphisms. Stability is the equivalence relation generated by adding handles to or deleting handles from the surface in the complement of the braid-like diagram. In Chapter 4 we prove that for any abstract braid, there is a unique representative of minimal genus, up to compatibility and Reidemeister equivalence. In particular this implies that classical braids embed in abstract braids.