Ce mémoire relate une recherche qualitative concernant l'utilisation de textes anciens dans l'enseignement du calcul différentiel au niveau collégial. Basée sur des expériences positives associées à ce type d'activités dans le cadre d'un cours d'histoire des mathématiques, cette étude explore les éléments méthodologiques entourant l'utilisation de l'histoire dans l'enseignement des mathématiques. Cette question de la méthodologie d'utilisation reste peu explorée. Dans ce mémoire, nous tenterons d'aller au-delà des expériences pratiques rapportées généralement de façon positive par de nombreuses études et nous nous pencherons plus précisément sur les éléments méthodologiques qui amènent ces expériences intéressantes en classe. Trois questions feront l'objet de ce mémoire. D'abord, est-il possible de recréer ces expériences positives au travers d'une activité de lecture d'un texte ancien en classe en suscitant des réflexions métamathématiques chez l'étudiant pré universitaire dans le cadre du cours de calcul différentiel? Si tel est le cas, jusqu'à quel point ces réflexions peuvent-elles s'avérer profondes? Et surtout, quels éléments particuliers à la lecture de textes et au design de l'activité sont susceptibles de susciter ces réflexions? Une activité de lecture d'un texte a été construite et menée en classe. Elle était suivie d'entrevues individuelles avec une vingtaine d'étudiants. L'analyse de ces entrevues nous aura permis d'observer les nombreuses réflexions métamathématiques qu'a suscitées l'atelier. Entre autres, nous avons noté des réflexions autour de l'historicité des notions abordées, de la rigueur ainsi que de la notation. Cependant, ces réflexions nous sont apparues peu profondes. Les participants nous ont semblé trop peu détachés de la prestation. Certains problèmes d'ordre méthodologique expliquent ce constat. À partir de l'expérimentation, il a été di fficile de déterminer rigoureusement les éléments du design qui ont suscité les réflexions métamathématiques chez les étudiants. Il aurait été intéressant de reprendre l'activité sans la présentation du contexte sociohistorique ou encore sans la phase de lecture. Ce qui nous a amenés à nous questionner sur les liens étroits qu'entretiennent les phases de présentation du contexte sociohistorique et de lecture du texte ancien. Liens qui pourraient faire l'objet d'une étude ultérieure. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Enseignement, Mathématiques, Lecture, Textes anciens, Calcul différentiel, Méthodologie.

Dans cette recherche, nous avons pour but d'étudier l'utilisation des représentations par des enseignants pour l'introduction du concept de dérivée. Pour ce faire, nous avons observé deux enseignantes du cours de calcul différentiel au cégep pendant les séances d'introduction de la dérivée. Nous avons ensuite effectué une analyse du point de vue de la théorie des représentations de Duval et des représentations fonctionnelles de diSessa et al., et Hitt. Nous voulons, non seulement, connaître quels types de représentations les deux enseignantes utilisent, mais également de quelles façons elles les gèrent. Nous remarquons une prédominance des registres verbal et algébrique et une présence sporadique du registre graphique. De plus, nous observons un grand nombre d'actions implicites sur les représentations. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Didactique des mathématiques, calcul différentiel, pratique d'enseignement, représentations.

Titre de l'écran-titre (visionné le 25 juillet 2023) / La présente recherche a pour principal objectif d'étudier la manière dont les étudiants résolvent des tâches contextualisées et de documenter leur attitude vis-à-vis celles-ci. Pour y arriver, nous avons élaboré deux activités, nommées tâches contextualisées, qui renvoient à la contextualisation selon les caractéristiques établies par les principaux chercheurs dans le domaine (Janvier, 1991; Zazkis, 2016; Mazzeo, 2008; El Gaidi et Ekholm, 2015). Puis, nous avons proposé ces tâches contextualisées à un groupe de quarante-deux étudiants suivant le cours Calcul différentiel, un cours offert en première session du programme Sciences de la nature au collégial. Les données recueillies par captations vidéo suggèrent que la contextualisation apporte une contribution dans la mobilisation des concepts mathématiques particulièrement en consolidant ceux déjà acquis. Même s'il peut engendrer à certains moments une confusion ou mener les équipes vers de fausses pistes, le recours au contexte offre de nombreux apports : un support à la compréhension, des validations mathématiques, des clarifications et la formulation de réponses plus approfondies. Par l'entremise de questionnaires distribués aux étudiants, nous avons constaté que les étudiants perçoivent les tâches contextualisées de manière assez positive. La plupart d'entre eux éprouvent de la joie à résoudre ces tâches et perçoivent peu de difficulté face à celles-ci. La majorité d'entre eux ont notamment évoqué qu'ils percevaient mieux l'utilité et l'intérêt d'apprendre les concepts mathématiques. L'analyse de nos données suggère que la contextualisation est une stratégie intéressante pour les professeurs du collégial dans la mobilisation des concepts mathématiques.

Cette thèse de théorie de la démonstration étudie les interactions entre le λ-calcul différentiel d'Ehrhard et Regnier d'un côté, et certaines émanations calculatoires de la logique classique (le λμ-calcul de Parigot et le λ-barre-μ-calcul de Herbelin) de l'autre. L'étude est initiée et guidée par la décomposition de ces calculs dans des extensions de la logique linéaire de Girard.<br /><br />Dans une première partie, on définit un cadre commun pour ces extensions, dans le formalisme des réseaux d'interaction de Lafont, et on y rappelle des résultats de la littérature ou du folklore. On donne en particulier la traduction du λμ-calcul et du λ-barre-μ-calcul dans les réseaux polarisés de Laurent et celle du fragment finitaire du λ-calcul différentiel dans les réseaux différentiels d'Ehrhard et Regnier.<br /><br />Dans la deuxième partie, on introduit les réseaux différentiels polarisés (RDP), comme l'extension par une polarisation à la Laurent des réseaux différentiels. La pertinence des règles de réduction nouvelles est soulignée par l'étude d'un modèle dénotationnel commun aux réseaux différentiels et aux réseaux polarisés.<br /><br />Enfin, on présente trois calculs de termes, chacun pouvant être considéré comme une lecture en arrière de tout ou partie des interactions définies par les RDP : un λμ-calcul différentiel, qui correspond à la réunion des réseaux différentiels et des réseaux polarisés ; un λ-barre-μ-calcul avec produit de convolution sur les piles, qui fait intervenir la structure de bigèbre des types polarisés introduite dans les RDP, mais pas la dérivée ; enfin, un λ-barre-μ-calcul différentiel qui développe toute l'expressivité des RDP.

De nos jours, la géométrie non-commutative est un domaine grandissant des mathématiques, qui peut apparaître comme un cadre prometteur pour la physique moderne. Les théories quantiques des champs sur des "espaces non-commutatifs" ont en effet été très étudiées, et sont sujettes à un nouveau type de divergence, le mélange ultraviolet-infrarouge. Cependant, une solution a récemment été apportée à ce problème par H. Grosse et R. Wulkenhaar en ajoutant à l'action d'un modèle scalaire sur l'espace non-commutatif de Moyal, un terme harmonique qui la rend renormalisable. Un des buts de cette thèse est l'extension de cette procédure aux théories de jauge sur l'espace de Moyal. En effet, nous avons introduit une nouvelle théorie de jauge non-commutative, fortement reliée au modèle de Grosse-Wulkenhaar, et candidate à la renormalisabilité. Nous avons ensuite étudié ses propriétés les plus importantes, notamment ses configurations du vide. Finalement, nous donnons une interprétation mathématique de cette nouvelle action en terme de calcul différentiel basé sur les dérivations, associé à une superalgèbre. Ce travail contient, outre les résultats mentionnés ci-dessus, une introduction à la géométrie non-commutative, une introduction aux algèbres epsilon-graduées, définies dans cette thèse, et une introduction à la renormalisation des théories quantiques de champs scalaires (point de vue wilsonien et BPHZ) et de jauge.

Le lambda-calcul avec ressources est une variante du lambda-calcul fondée sur la linéarité : les lambda-termes avec ressources sont aux lambda-termes ce que sont les polynômes aux fonctions réelles, c'est à dire des approximations multi-linéaires. En particulier les réductions dans le lambda-calcul avec ressources peuvent être vues comme des approximations des beta-réductions, mais la contrainte de linéarite a des conséquences importantes, notamment la forte normalisation de la réduction avec ressources. Pour ainsi dire, la beta-réduction est obtenue par passage à la limite des réductions avec ressources qui l'approximent. Cette thèse étudie les aspects combinatoires, très riches, du lambda-calcul avec ressources. On commence par définir précisément la notion de réduction avec ressource associée à une beta-réduction: étant donné un lambda-terme $t$, un approximant $s$ de celui-ci et $t'$ une beta-réduction de $t$, on lui associe une réduction avec ressources (appelée gamma-réduction) de $s$ qui réduit les «mêmes» redex que celle de $t$ et produit un ensemble $S'$ d'approximants de $t'$. Cette définition permet de retrouver une preuve légèrement plus intuitive de l'un des théorèmes fondamentaux de la théorie, qui permet également de le généraliser. Dans un second temps on étudie les relations «familiales» entre termes avec ressources, la question centrale étant de caractériser le fait que deux termes avec ressources sont des réduits d'un même terme. Ce problème central et difficile n'est pas pleinement résolu, mais la thèse présente plusieurs résultats préliminaires et développe les bases d'une théorie pour arriver à cette fin. / The resource lambda-calculus is a variant of lambda-calculus based on linearity: resource lambda-terms are to lambda-terms as polynomials are to real functions. In particular reductions in resource lambda-calculus can be viewed as approximations of beta-reductions. But the linearity constraint has important consequences, especially the strong normalisation of resource reduction. So to speak, beta-reduction is obtained by passage to the limit of resource reduction which approximates it. This thesis is a study of the combinatory aspect of resource lambda-calculus. First, we define precisely the notion of resource reduction associated to beta-reduction: let t be a lambda-term, s an approximant of t and t' a beta-reduction of t, we associate a resource reduction (called gamma-reduction) of s which reducts the "same" redex as the beta-reduction of t and this generates a set S' of approximants of t'. This definition allows to find a new proof (who is more intuitive) of one of the fundamental theorems of this theory and it also allows to generalize it. Then we study the "family" relations between resource lambda-terms. The main question is to characterize the resource lambda-terms which are reducts of same term. This central problem is hard and not completely resolved, but this thesis exhibits several preliminary results and lays the foundations of a theory aimed at resolving it.

Nous construisons un foncteur de la catégorie des variétés sur un corps ou un anneau topologique K, de caractéristique arbitraire, dans la catégorie des variétés sur A, où A est une algèbre de Weil, c'est-à-dire une K-algèbre de la forme A = K + N, où N est un idéal nilpotent. Le foncteur correspondant, noté T^A, et appelé foncteur de Weil, peut être interprété comme un foncteur d'extension scalaire de K à A. Il est construit à l'aide des polynômes de Taylor, dont nous donnons une définition en caractéristique quelconque. Ce résultat généralise à la fois des résultats connus pour les variétés réelles ordinaires, et les résultats obtenus dans le cas des foncteurs tangents itérés et dans le cas des anneaux de jets (A = K[X]/(X^{k+1})). Nous montrons que pour toute variété M, T^A M possède une structure de fibré polynomial sur M, et nous considérons certains aspects algébriques des foncteurs de Weil, notamment ceux liés à l'action du « groupe de Galois » Aut_K(A). Nous étudions les connexions, qui sont un outil important d'analyse des fibrés, dans deux contextes différents : d'une part sur les fibrés T^A M, et d?autre part sur des fibrés généraux sur M, en suivant l'approche d'Ehresmann. Les opérateurs de courbure d'une connexion sont induits par l'action du groupe de Galois Aut_K(A) et ils forment une obstruction à l'« intégrabilité » d'une connexion K-lisse en une connexion A-lisse / We construct a functor from the category of manifolds over a general topological base field or ring K, of arbitrary characteristic, to the category of manifolds over A, where A is a so-called Weil algebra, i.e. a K-algebra of the form A = K + N, where N is a nilpotent ideal. The corresponding functor, denoted by T^A, and called a Weil functor, can be interpreted as a functor of scalar extension from K to A. It is constructed by using Taylor polynomials, which we define in arbitrary characteristic. This result generalizes simultaneously results known for ordinary, real manifolds, and results for iterated tangent functors and for jet rings (A = K[X]/(X^{k+1})). We show that for any manifold M, T^A M is a polynomial bundle over M, and we investigate some algebraic aspects of the Weil functors, in particular those related to the action of the "Galois group" Aut_K(A). We study connections, which are an important tool for the analysis of fiber bundles, in two different contexts : connections on the Weil bundles T^A M, and connections on general bundles over M, following Ehresmann's approach. The curvature operators are induced by the action of the Galois group Aut_K(A) and they form an obstruction to the "integrability" of a K-smooth connection to an A-smooth one