Cette thèse s'articule autour de la formalisation de mathématiques dans l'assistant à la preuve Coq dans le but de vérifier des méthodes numériques. Plus précisément, elle se concentre sur la formalisation de concepts qui apparaissent dans la résolution des systèmes d'équations linéaires et non-linéaires. <p> Dans ce cadre, on a analysé la méthode de Newton, couramment utilisée pour approcher les solutions d'une équation ou d'un système d'équations. Le but a été de formaliser le théorème de Kantorovitch qui montre la convergence de la méthode de Newton vers une solution, l'unicité de la solution dans un voisinage, la vitesse de convergence et la stabilité locale de la méthode. L'étude de ce théorème a nécessité la formalisation de concepts d'analyse multivariée. En se basant sur ces résultats classiques sur la méthode de Newton, on a montré qu'arrondir à chaque étape préserve la convergence de la méthode, avec une corrélation bien déterminée entre la précision des données d'entrée et celle du résultat. Dans un travail commun avec Nicolas Julien nous avons aussi formellement étudié les calculs avec la méthode de Newton effectués dans le cadre d'une bibliothèque d'arithmétique réelle exacte. <p> Pour les systèmes linéaires d'équations, on s'est intéressé aux systèmes qui ont une matrice associée à coefficients intervalles. Pour résoudre de tels systèmes, un problème important qui se pose est de savoir si la matrice associée est régulière. On a fourni la vérification formelle d'une collection de critères de régularité pour les matrices d'intervalles.

Le logiciel Coq est un assistant à la preuve basé sur le Calcul des<br />Constructions Inductives.<br /> Dans cette thèse nous proposons d'améliorer l'automatisation de ce<br /> système en le dotant d'une procédure de décision réflexive et complète<br />pour la théorie du premier ordre de l'arithmétique réelle.<br /> La théorie des types implémentée par le système Coq comprend un<br />langage fonctionnel typé dans lequel nous avons programmé un<br />algorithme de Décomposition Algébrique Cylindrique (CAD). Cet<br />algorithme calcule une partition de l'espace en cellules<br />semi-algébriques sur lesquelles tous les polynômes d'une famille donnée <br />ont un signe constant et permet ainsi de décider les formules de cette théorie.<br /> Il s'agit ensuite de prouver la correction de l'algorithme et de la<br />procédure de décision associée avec l'assistant à la preuve Coq.<br /> Ce travail comprend en particulier une librairie d'arithmétique polynomiale<br />certifiée et une partie significative de la preuve formelle de correction de<br />l'algorithme des sous-résultants. Ce dernier algorithme permet de calculer<br />efficacement le plus grand commun diviseur de polynômes à coefficients dans un<br />anneau, en particulier à plusieurs variables.<br /> Nous proposons également une tactique réflexive de décision des égalités dans les<br />structures d'anneau et de semi-anneaux qui améliore les performances de l'outil<br />déjà disponible et augmente son spectre d'action en exploitant les possibilités de<br />calcul du système.<br /> Dans une dernière partie, nous étudions le contenu calculatoire d'une preuve<br />constructive d'un lemme élémentaire d'analyse réelle, le principe d'induction<br />ouverte.