On associe à chaque variété algébrique définie sur R un complexe de cochaînes filtré, qui calcule la cohomologie à supports compacts et coefficients dans Z_2 de ses points réels. Ce complexe filtré est additif pour les inclusions fermées et acyclique pour la résolution des singularités, et est unique à quasi-isomorphisme filtré près. Il est représenté par la filtration duale de la filtration géométrique sur les chaînes semi-algébriques à supports fermés définie par McCrory and Parusiński, et induit une suite spectrale qui calcule la filtration par le poids sur la cohomologie à supports compacts. Cette suite spectrale est un invariant naturel qui contient les nombres de Betti virtuels. On montre que le produit cartésien de deux variétés nous permet de comparer le produit de leurs complexe de poids et suite spectrale respectifs avec ceux du produit, et on prouve que les produits cap et cup en cohomologie et homologie sont filtrés par rapport à ces filtrations par le poids réelles. / We associate to each algebraic variety defined over R a filtered cochain complex, which computes the cohomology with compact supports and Z_2-coefficients of the set of its real points. This filtered complex is additive for closed inclusions and acyclic for resolution of singularities, and is unique up to filtered quasi-isomorphism. It is represented by the dual filtration of the geometric filtration on semialgebraic chains with closed supports defined by McCrory and Parusiński, and leads to a spectral sequence which computes the weight filtration on cohomology with compact supports. This spectral sequence is a natural invariant which contains the additive virtual Betti numbers. We then show that the cross product of two varieties allows us to compare the product of their respective weight complexes and spectral sequences with those of their product, and prove that the cup and cap products in cohomology and homology are filtered with respect to the real weight filtrations.

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.

Dans cette thèse, nous nous intéressons à l'arithmétique de certains corps de fonctions. Nous cherchons à établir dans un premier temps des théorèmes de dualité arithmétique sur ces corps, pour les appliquer ensuite à l'étude des points rationnels sur certaines variétés algébriques. Dans les trois premiers chapitres, nous travaillons sur le corps des fonctions d'une courbe sur un corps local supérieur (comme Qp, Qp((t)), C((t)) ou C((t))((u))). Dans le premier chapitre, nous établissons sur un tel corps des théorèmes de dualité arithmétique « à la Poitou-Tate » pour les modules finis, les tores, et même pour certains complexes de tores. Nous montrons aussi l'existence, sous certaines hypothèses, de certaines portions des suites exactes de Poitou-Tate correspondantes. Ces résultats sont appliqués dans le deuxième chapitre à l'étude du principe local-global pour les algèbres simples centrales, de l'approximation faible pour les tores, et des obstructions au principe local-global pour les torseurs sous des groupes linéaires connexes. Dans le troisième chapitre, nous nous penchons sur les variétés abéliennes et établissons des théorèmes de dualité arithmétique « à la Cassels-Tate ». Cela demande aussi de mener une étude fine des variétés abéliennes sur les corps locaux supérieurs. Dans le quatrième et dernier chapitre, nous travaillons sur les corps des fractions de certaines algèbres locales normales de dimension 2 (typiquement C((x, y)) ou Fp((x, y))). Nous établissons d'abord un théorème de dualité en cohomologie étale « à la Artin-Verdier » dans ce contexte. Cela nous permet ensuite de montrer des théorèmes de dualité arithmétique en cohomologie galoisienne « à la Poitou-Tate » pour les modules finis et les tores. Nous appliquons finalement ces résultats à l'étude de l'approximation faible pour les tores et des obstructions au principe local-global pour les torseurs sous des groupes linéaires connexes. / In this thesis, we are interested in the arithmetic of some function fields. We first want to establish arithmetic duality theorems over those fields, in order to apply them afterwards to the study of rational points on algebraic varieties. In the first three chapters, we work on the function field of a curve defined over a higher-dimensional local field (such as Qp, Qp((t)), C((t)) or C((t))((u))). In the first chapter, we establish "Poitou-Tate type" arithmetic duality theorems over such fields for finite modules, tori and even some complexes of tori. We also prove the existence, under some hypothesis, of parts of the corresponding Poitou-Tate exact sequences. These results are applied in the second chapter to the study of the local-global principle for central simple algebras, of weak approximation for tori, and of obstructions to local-global principle for torsors under connected linear algebraic groups. In the third chapter, we are interested in abelian varieties and we establish "Cassels-Tate type" arithmetic duality theorems. To do so, we also need to carry out a precise study of abelian varieties over higher-dimensional local fields. In the fourth and last chapter, we work on the field of fractions of some 2-dimensional normal local algebras (such as C((x, y)) or Fp((x, y))). We first establish in this context an "Artin-Verdier type" duality theorem in étale cohomology. This allows us to prove "Poitou-Tate type" arithmetic duality theorems in Galois cohomology for finite modules and tori. In the end, we apply these results to the study of weak approximation for tori and of obstructions to local-global principle for torsors under connected linear algebraic groups.

Le but de cette thèse est de considérer différentes questions sur les groupes projectifs et sur les arrangements de droites dans le plan projectif. Un groupe projectif est un groupe qui est isomorphe au groupe fondamental d'une variété projective lisse complexe. Pour étudier les groupes projectifs, des techniques sophistiquées de topologie algébrique et de géométrie algébrique ont été développées pendant les dernières décennies, par exemple la théorie des variétés caractéristiques combinée avec la théorie de Hodge s'est montrée être un outil puissant. Les arrangements de droites dans le plan projectif ont une place centrale dans l'étude des groupes projectifs. En effet, il y a beaucoup de questions ouvertes sur les groupes projectifs, et la théorie des arrangements d'hyperplans, en particulier celle des arrangements de droites, qui est un domaine très actif de recherche, peut suggérer des solutions à ces problèmes. En outre, les problèmes sur les groupes fondamentaux de complémentaires des arrangements d'hyperplans peuvent être réduits au cas des arrangements de droites, en utilisant le bien connu Théorème de Zariski du type de Lefschetz. Assez souvent, pour étudier les groupes projectifs ou quasi-projectifs, on considère d'abord les arrangements de droites pour obtenir des idées intuitives. Dans cette thèse nous obtenons aussi des résultats d'intérêts indépendants, par exemple sur les morphismes définis sur un produit d'espaces projectifs dans le Chapitre 4, sur la fibre générale de certains morphismes dans le Chapitre 5 et les critères sur les surfaces de type générales au Chapitre 7. / The objective of this thesis is to investigate various questions about projective groups and line arrangements in the projective plane. A projective group is a group which is isomorphic to the fundamental group of a smooth complex projective variety. To study projective groups, sophisticated techniques in algebraic topology and algebraic geometry have been developed in the passed decades, for instance, the theory of cohomology jump loci, together with Hodge theory, has been proven a powerful tool. Line arrangements in the projective plane are of special interest in the study of projective groups. Indeed, there are many open questions related to projective groups, and the theory of hyperplane arrangements, and in particular that of line arrangements, which is quite an active area of research, may provide insights for these problems. Furthermore, problems concerning the fundamental groups of the complements of hyperplane arrangements can be reduced to the case of line arrangements, due to the celebrated Zariski theorem of Lefschetz type. Very often, in the study of projective groups or quasi-projective groups, one usually considers line arrangements first to get some intuitive ideas. In this thesis, we also prove some theorems that are of independent interest and can be used elsewhere, for instance, we prove properties concerning morphisms from products of projective spaces in Chapter 4, we show that some morphisms have generic connected fibers in Chapter 5 and we give criteria for a projective surface to be of general type in Chapter 7.

This thesis is split up into two parts each revolving around Floer homology and quantum cohomology of closed monotone symplectic manifolds. In the first part we consider symplectic manifolds obtained by symplectic reduction. Our main result is that a quantum version of an abelianization formula of Martin holds, which relates the quantum cohomologies of symplectic quotients by a group and by its maximal torus. Also we show a quantum version of the Leray-Hirsch theorem for Floer homology of Lagrangian intersections in the quotient. The second part is devoted to Floer homology of a pair of monotone Lagrangian submanifolds in clean intersection. Under these assumptions the symplectic action functional is degenerated. Nevertheless Frauenfelder defines a version of Floer homology, which is in a certain sense an infinite dimensional analogon of Morse-Bott homology. Via natural filtrations on the chain level we were able to define two spectral sequences which serve as a tool to compute Floer homology. We show how these are used to obtain new intersection results for simply connected Lagrangians in the product of two complex projective spaces. The link between both parts is that in the background the same technical methods are applied; namely the theory of holomorphic strips with boundary on Lagrangians in clean intersection. Since all our constructions rely heavily on these methods we also give a detailed account of this theory although in principle many results are not new or require only straight forward generalizations.:1. Introduction 2. Overview of the main results 2.1. Abelianization . 2.2. Quantum Leray-Hirsch theorem 2.3. Floer homology of Lagrangians in clean intersection 3. Background 3.1. Symplectic geometry . 3.2. Hamiltonian action functional 3.3. Morse homology . 3.4. Floer homology 4. Asymptotic analysis 4.1. Main statement . 4.2. Mean-value inequality . 4.3. Isoperimetric inequality 4.4. Linear theory 4.5. Proofs 5. Compactness 5.1. Cauchy-Riemann-Floer equation . 5.2. Local convergence . 5.3. Convergence on the ends 5.4. Minimal energy . 5.5. Action, energy and index estimates 6. Fredholm Theory 6.1. Banach manifold . 6.2. Linear theory 7. Transversality 7.1. Setup 7.2. R-dependent structures 7.3. R-invariant structures . 7.4. Regular points . 7.5. Floer’s ε-norm . 8. Gluing 8.1. Setup and main statement 8.2. Pregluing . 8.3. A uniform bounded right inverse 8.4. Quadratic estimate 8.5. Continuity of the gluing map 8.6. Surjectivity of the gluing map 8.7. Degree of the gluing map 8.8. Morse gluing . 9. Orientations 9.1. Preliminaries and notation 9.2. Spin structures and relative spin structures 9.3. Orientation of caps 9.4. Linear theory . 10.Pearl homology 10.1. Overview . 10.2. Pearl trajectories . 10.3. Invariance . 10.4. Spectral sequences 11.Proofs of the main results 11.1. Abelianization Theorem 11.2. Quantum Leray-Hirsch Theorem . 12.Applications 12.1. Quantum cohomology of the complex Grassmannian 12.2. Lagrangian spheres in symplectic quotients A. Estimates A.1. Derivative of the exponential map A.2. Parallel Transport A.3. Estimates for strips B. Operators on Hilbert spaces B.1. Spectral gap B.2. Flow operator C. Viterbo index D. Quotients of principal bundles by maximal tori D.1. Compact Lie groups D.2. The cohomology of the quotient of principle bundles by maximal tori

We study a multivariate version of the Bernstein–Sato polynomial, the so-called Bernstein–Sato ideal, associated to an arbitrary factorization of an analytic germ <i>f - f</i>₁···<i>f</i>_r. We identify a large class of geometrically characterized germs so that the <i>D</i>_X,x[<i>s</i>₁,...,<i>s</i>_r]-annihilator of <i>f</i>^s₁¹···<i>f</i>^s_r^r admits the simplest possible description and, more-over, has a particularly nice associated graded object. As a consequence we are able to verify Budur’s Topological Multivariable Strong Monodromy Conjecture for arbitrary factorizations of tame hyperplane arrangements by showing the zero locus of the associated Bernstein–Sato ideal contains a special hyperplane. By developing ideas of Maisonobe and Narvaez-Macarro, we are able to find many more hyperplanes contained in the zero locus of this Bernstein–Sato ideal. As an example, for reduced, tame hyperplane arrangements we prove the roots of the Bernstein–Sato polynomial contained in [−1,0) are combinatorially determined; for reduced, free hyperplane arrangements we prove the roots of the Bernstein–Sato polynomial are all combinatorially determined. Finally, outside the hyperplane arrangement setting, we prove many results about a certain <i>D</i>_X,x-map ∇_<i>A</i> that is expected to characterize the roots of the Bernstein–Sato ideal.

Quasi-hereditary algebras are an important class of algebras with many appli-cations in representation theory, most notably the representation theory of semi-simple complex Lie-algebras. Such algebras sometimes admit an exact Borel sub-algebra, that is a subalgebra satisfying similar formal properties to the Borel sub-algebras from Lie theory. This thesis is divided into two parts. In the first part we classify quasi-hereditary algebras with two simple modules over perfect fields up to Morita equivalence, generalizing a similar result by Membrillo-Hernandez for thealgebraically closed case. In the second part, we take a poset X, a certain set M of constants, and a finite set ρ of paths in the Hasse-diagram of X and construct analgebra A(X, M, ρ) that generalizes the twisted double incidence algebras originally introduced by Deng and Xi. We provide necessary and sufficient conditions for this algebra to be quasi-hereditary when X is a tree, and we show that A(X, M, ρ) admits an exact Borel subalgebra when these conditions are satisfied. Following this, we compute the Ext-algebra of the standard modules of A(X, M, ρ).

Le groupe de difféomorphismes hamiltoniens à support compact d’une variété symplectique admet une distance naturelle bi-invariante, d’après les travaux de Viterbo, Schwarz, Oh, Frauenfelder et Schlenk, construite à partir des invariants spectraux en homologie de Floer Hamiltonienne. Cette distance, appelée la norme spectrale, s’est révélée être un outil fort utile en topologie symplectique. Par contre, son diamètre reste inconnu en général. En fait, pour les variétés symplectiques fermées, il n’existe même pas de critère pour déterminer si la norme spectrale a un diamètre fini ou infini. Il a été conjecturé que, pour les variétés symplectiquement asphériques, le diamètre de la norme spectrale est infini. Dans cette thèse, nous démontrons que pour tout domaine de Liouville, la norme spectrale a un diamètre infini si et seulement si la cohomologie symplectique du domaine de Liouville en question est non nulle. Ceci généralise un résultat de Monzner-Vichery-Zapolsky et admet plusieurs applications dans le cadre des variétés symplectiques fermées. En particulier, nous démontrons que le produit de deux variétés symplectiquement asphériques a un diamètre spectral infini. Plus généralement, nous démontrons que toute variété symplectiquement asphérique contenant un domaine de Liouville incompressible de codimension zéro avec cohomologie symplectique non nulle doit avoir un diamètre spectral infini. / The group of compactly supported Hamiltonian diffeomorphisms of a symplectic manifold is endowed with a natural bi-invariant distance, due to Viterbo, Schwarz, Oh, Frauenfelder and Schlenk, coming from spectral invariants in Hamiltonian Floer homology. This distance, called the spectral norm, has found numerous applications in symplectic topology. However, its diameter is still unknown in general. In fact, for closed symplectic manifolds there is no unifying criterion for the diameter to be finite or infinite. It has been conjectured that for closed symplectically aspherical manifolds, the spectral norm has infinite diameter. In this thesis, we prove that for any Liouville domain the spectral norm has infinite diameter if and only if its symplectic cohomology does not vanish. This generalizes a result of Monzner-Vichery-Zapolsky and has applications in the setting of closed symplectic manifolds. For instance, we show that the product of two closed symplectically aspherical manifold has an infinite spectral diameter . More generally, we prove that any symplectically aspherical manifold which contains an incompressible Liouville domain of codimension zero with non-vanishing symplectic cohomology must have infinite spectral diameter.

On borne explicitement la hauteur de Faltings d'une courbe sur le corps de nombres algèbriques en son degré de Belyi. Des résultats similaires sont démontré pour trois autres invariants arakeloviennes : le discriminant, l'invariant delta et l'auto-intersection de omega. Nos résultats nous permettent de borner explicitement les invariantes arakeloviennes des courbes modulaires, des courbes de Fermat et des courbes de Hurwitz. En plus, comme application, on montre que l'algorithme de Couveignes-Edixhoven-Bruin est polynomial sous l’hypothèse de Riemann pour les fonctions zeta des corps de nombres. Ceci était connu uniquement pour certains sous-groupes de congruence. Finalement, on utilise nos résultats pour démontrer une conjecture de Edixhoven, de Jong et Schepers sur la hauteur de Faltings d'un revêtement ramifié de la droite projective sur l'anneau des entiers. / We explicitly bound the Faltings height of a curve over the field of algebraic numbers in terms of the Belyi degree. Similar bounds are proven for three other Arakelov invariants: the discriminant, Faltings' delta invariant and the self-intersection of the dualizing sheaf. Our results allow us to explicitly bound these Arakelov invariants for modular curves, Hurwitz curves and Fermat curves. Moreover, as an application, we show that the Couveignes-Edixhoven-Bruin algorithmtime under the Riemann hypothesis for zeta-functions of number fields. This was known before only for certain congruence subgroups. Finally, we utilize our results to prove a conjecture of Edixhoven, de Jong and Schepers on the Faltings height of a branched cover of the projective line over the ring of integers.

Cette thèse porte sur la théorie BF abélienne sur une variété fermée de dimen-sion 3. Elle est formulée en termes de classes de jauge qui sont en fait des classes de cohomologie de Deligne-Beilinson. Cette formulation offre la possibilité d’extraire les quantités mathématiquement pertinentes d’intégrales fonctionnelles formelles. La fonction de partition et les valeurs moyennes d’observables sont ainsi calculées. Ces calculs complètent ceux effectués pour la théorie de Chern-Simons abélienne et ces résultats sont liés entre eux de même qu’avec les invariants de Reshetikhin-Turaev et de Turaev-Viro abéliens. Deux extensions de ce travail sont discutées. Premièrement, une approche graphique est proposée afin de traiter l’invariant classique SU(N) de Chern-Simons. Deuxièmement, une interprétation géométrique de la procédure de fixation de jauge est présentée pour la théorie de Chern-Simons abélienne dans mathbb{R}^{4l+3}. / In this study, the abelian BF theory is considered on a closed manifold of di-mension 3. It is formulated in terms of gauge classes which appear to be Deligne-Beilinson cohomology classes. Such a formulation offers the possibility to extract the quantities mathematically relevant quantities from formal functional integrals. This way, the partition function and the expectation value of observables are computed. Those computations complete the ones performed with the abelian Chern-Simons theory and the results appear to be connected together and also with abelian Reshetikhin-Turaev and Turaev-Viro topological invariants. Two extensions of this study are also discussed. Firstly, a graphical approach is proposed to deal with the SU(N) classical Chern-Simons invariant. Secondly, a geometric interpretation of the gauge fixing procedure is presented for the abelian Chern-Simons theory in mathbb{R}^{4l+3}.