Je présente essentiellement les travaux réalisés depuis ma thèse. <br />Ils se classent en trois thèmes:<br />Analyse asymptotique des équations de Navier-Stokes,<br />Optimisation de forme d'ouvrages de lutte contre l'érosion du littoral,<br />Etude d'équations aux dérivées partielles comportant des termes non-locaux.<br />Dans le thème 1, je développe la justification mathématique de l'approximation hydrostatique pour les fluides géophysiques à faible quotient d'aspect, hypothèse couramment vérifiée en océanographie et en météorologie. C'est un problème de perturbation singulière. Je présente également l'étude théorique et numérique de l'écoulement cône-plan, utilisé en hématologie-hémostase pour le sang de patients. Il s'agit d'un problème de couche limite singulière.<br /><br />Le thème 2 concerne le génie côtier. Les ouvrages utilisés tels que épis, brise-lames, enrochements sont de forme trop rudimentaire. Leur efficacité peut être améliorée significativement si leur forme est optimisée pour réduire l'énergie dissipée par la houle dans la zone proche-littorale. Nous optimisons aussi la forme de géotextiles immergés. Ce travail, réalisé dans le cadre de la thèse de Damien Isèbe, a reçu le soutien de l'ANR (projet COPTER) et s'effectue en partenariat avec le laboratoire Géosciences Montpellier et l'entreprise Bas-Rhône-Languedoc ingénierie (Nîmes).<br /><br />Dans le thème 3, nous prouvons existence, unicité et régularité de solutions pour l'équation de la chaleur fractionnaire, perturbée par un bruit blanc. C'est une équation aux dérivées partielles stochastique.Nous prouvons enfin un résultat d'existence, unicité et dépendance continue pour une loi de conservation non linéaire, comportant un terme non local, qui modélise l'évolution d'un profil de dune immergée. <br />L'intérêt mathématique est que l'équation ne vérifie pas le principe du maximum mais possède néanmoins un effet régularisant.

Dans cette thèse, nous donnons des approximations discrètes de quantités lisses associées à certaines courbes planes ou à certaines surfaces de l'espace euclidien de dimension 3. Dans le cas des courbes, le défaut angulaire en un point P de la courbe est une bonne approximation de la courbure de la courbe en ce point. Nous donnons une majoration de l'erreur commise en fonction du jet d'ordre 1 de la courbure, de la géométrie de la courbe et du maximum de la distance entre P et un point variable de la courbe. Dans le cas des surfaces, nous donnons une majoration entre la courbure discrète en un point P d'une surface lisse S et un polynôme homogène en les courbures principales de S en P. Notre majorant dépend du jet d'ordre 1 des courbures de S en P, de l'épaisseur, du nombre de points du maillage et surtout de sa taille. Enfin, nous construisons une classe particulière de maillages qui permet d'avoir des résultats de convergence ponctuels lorsque la taille des maillages tend vers 0.

La multitude de documents multimédia déjà existants ou créés chaque jour nous confronte au problème de la recherche d' informations au sein de bases de données gigantesques qui rendent toute volonté d'indexation entièrement manuelle impossible. Dans ce contexte il est devenu nécessaire de concevoir et de construire des outils capables sinon d' extraire tout le contenu sémantique d'un document donné du moins d' en élaborer une première structuration de manière automatique. En se restreignant aux documents vidéo, cette thèse se propose donc de bâtir des outils automatiques réalisant une structuration en deux étapes. Tout d'abord linéaire, elle aboutit à un découpage d'un document vidéo en entités allant de la scène à l'image en passant par la prise de vue et le morceau de prise de vue. Puis relationnelle, elle consiste en l'extraction de relations par la mise en évidence de liens syntaxiques ou sémantiques de tout ordre entre deux entités de types quelconques. En plus de leur caractère général et automatique, l'ensemble des outils que nous présentons sont, en outre, conçus dans le respect d'une méthodologie précise. Cette dernière consiste à n'utiliser que des critères simples et de bas niveau de traitements d'images et tout particulièrement de morphologie mathématique qui combinés entre eux et avec des règles logiques de décision permettent déjà d'atteindre une structuration cohérente efficace et représentative d'un contenu informationnel de niveau sémantique élevé. Ce choix induit de plus une grande rapidité de nos outils puisque dans leur ensemble leur temps d'exécution est inférieur au temps réel. Leur validation est obtenue au travers de nombreux exemples et applications appartenant essentiellement à la classe des journaux télévisés.

Dans le domaine des applications multimédia, les futurs standards vont permettre de créer de nouvelles voies de communication, d'accès et de manipulation de l'information audiovisuelle qui vont bien au-delà de la simple compression à laquelle se limitaient les standards de codage précédents. Parmi les nouvelles fonctionnalités, il est espéré que l'utilisateur pourra avoir accès au contenu des images par édition et manipulation des objets présents. Néanmoins, la standardisation ne couvre que la représentation et le codage de ces objets, en laissant ouvert un large champ de développement pour ce qui concerne la probl ématique liée à leur extraction et à leur suivi lorsqu'ils évoluent au long d'une séquence vidéo. C'est précisément sur ce point que porte cette thèse. Dans un premier temps, nous avons procédé à l' étude et à la mise au point d'algorithmes de filtrage et de segmentation à caractère générique, car ces outils sont à la base de tout système d'analyse du contenu d'une image ou d'une séquence. Plus concr ètement, nous avons étudié en détail une nouvelle classe de filtres morphologiques connus sous le nom de nivellements ainsi qu'une variation des algorithmes de segmentation basée sur l'inondation contrainte d'une image gradient. Les techniques de segmentation ont pour but de produire une partition de l'image aussi proche que possible de celle faite par l' oeil humain, en vue de la reconnaissance postérieure des objets. Néanmoins, dans la plupart des cas, cette dernière tâche ne peut être faite que par interaction humaine et, pourtant, lorsqu'on veut retrouver un objet dans une large collection d'images, ou suivre son évolution au long d'une s équence, la surveillance de chacune des partitions devient impossible. S'impose alors le développement d'algorithmes de mise en correspondance capables de propager l'information dans une série d'images, en limitant l'interaction humaine à une seule étape d'initialisation. En faisant le passage des images fixes aux séquences, la partie centrale de cette thèse est consacrée à l' étude du problème de la mise en correspondance de partitions. La méthode que nous avons développée, nommée technique de Segmentation et Appariement Conjoint (SAC), peut être définie comme étant de nature hybride. Elle combine des algorithmes classiques de mise en correspondance de graphes avec de nouvelles techniques d' édition, basées sur les hiérarchies de partitions fournies par la segmentation morphologique. Cette combinaison a donné lieu à un algorithme très robuste, malgré l'instabilité typiquement associée aux processus de segmentation. La segmentation de deux images peut différer fortement si on la considère du seul point de vue d'une partition unique ; néanmoins nous avons montré qu'elle est beaucoup plus stable si on considère des hiérarchies de partitions emboîtées, dans lesquelles tous les contours présents apparaissent, chacun avec une valuation indiquant sa force. Les résultats obtenus par la technique SAC ont fait d'elle une approche très prometteuse. Souple et puissante, elle est capable de reconnaître un objet lorsqu'il réapparaît après occultation grâce à la gestion d'un graphe de mémoire. Bien que nous nous soyons int éressés tout particulièrement à la problématique du suivi, les algorithmes mis au point ont un champ d'application beaucoup plus vaste dans le domaine de l'indexation, en particulier pour la recherche d'objets dans une base de données d'images ou de séquences. Finalement, dans le cadre du projet européen M4M (MPEG f(o)ur mobiles) nous avons abordé la mise en oeuvre d'un démonstrateur de segmentation en temps réel capable de détecter, segmenter et suivre un personnage dans des séquences de vidéophonie. Dans le cadre de cette application, la contrainte du temps réel est devenue le grand d éfi à surmonter, en nous obligeant a simplifier et à optimiser nos algorithmes. L'int erêt principal en termes des nouveaux services est double : d'un côté le détourage automatique du locuteur permettrait d'adapter le codage à l'objet, économisant du débit sans perte de qualité sur les régions d'int erêt ; d'un autre côté il permettrait de faire l' édition personnalisée des séquences en changeant la composition de la scène, par exemple en introduisant un nouveau fond, ou en disposant plusieurs locuteurs dans une salle de conférence virtuelle.

Dans l'optique d'étudier les modules de génération finie sur des algèbres de dimension finie, il a été développé ces dernières années une méthode diagramatique, essentiellement due à P. Gabriel, basée sur des carquois, c'est-à-dire sur des graphes orientées finis. Plus précisément, il a été démontré que pour toute algèbre A sobre de dimension finie sur un corps k algébriquement clos, il existe un carquois unique Q et au moins un idéal I admissible de l'algèbre kQ, l'algèbre des chemins de Q, tels que A soit isomorphe à kQ=I. Un tel couple (Q; I) est nommé une présentation de A par carquois et relations. Pour chaque paire (Q; I), nous pouvons définir un groupe fondamental Pi1(Q; I). En général, cependant, différentes présentations d'une même algèbre peuvent conduire à des groupes fondamentaux difféerents. Ainsi, une algèbre dont toutes les présentations donnent un groupe fondamental trivial est appelée simplement connexe. L'importance des algèbres simplement connexes dans la théorie des représentations d'algèbres réside dans le fait que souvent il est possible de réduire, avec l'aide des recouvrements, l'étude des modules indécomposables d'une algèbre à ceux d'une algèbre simplement connexe bien choisie. Le premier résultat consiste à donner une vision géométrique du groupe fondamental pour une certaine classe d'algèbre : les algèbres d'incidence. Ces algèbres ont une particularité : leur groupe fondamental ne dépend pas du choix de la présentation. Ainsi, à chaque algèbre d'incidence, il est possible d'associer un groupe fondamental algébrique. Par ailleurs, à partir de ce poset, est possible de construire un complexe simplicial qui possède quant à lui un groupe fondamental topologique. Nous prouvons, ici, que ces groupes sont isomorphes. Ce lien permet non seulement d'adapter certains théorèmes de topologie tel que le théorème de Van Kampen, mais également de faire le lien entre des résultats déjà établis en topologie et d'autres en théorie des représentations. Dans un deuxième temps, afn de donner une vision géométrique de tout groupe fondamen- tal algébrique, nous avons associé à toute présentation (Q; I) d'algèbre une algèbre d'incidence A dont le groupe fondamental a la particularité, d'après le résultat précédent, de se réaliser géométriquement. Nous montrons ensuite que les groupes fondamentaux précédents s'insèrent dans la suite exacte : 1 --> H --> Pi1(Q; I) --> Pi1(A) --> 1 où H est un sous-groupe décrit par générateur et relations. Nous donnons également de nom- breux cas où le sous groupe H est trivial. Enfin, nous donnons un algorithme de calcul du groupe fondamental, qui permet de présenter rapidement le groupe fondamental par générateurs et relations. Pour calculer le groupe fondamental d'un couple (Q; I), nous montrons qu'il est isomorphe au groupe fondamental d'un couple (Q0; I0) où Q0 contient un sommet de moins que Q. Ainsi en réitérant le processus, le groupe fondamental Pi1(Q; I) est isomorphe au groupe fondamental d'un carquois ne contenant qu'un seul sommet, ce qui donne une présentation par générateurs et relations.

Cette thèse comporte deux parties sur les estimations dispersives pour l'équation de Schrödinger et celle des ondes. Si des résultats assez précis sont connus en dimension 1, 2 et 3, les meilleurs résultats en dimension supérieure ou égale à 4 sont connus depuis plus de dix ans et sont ceux de Beals pour l'équation des ondes et de Journé, Soffer et Sogge pour l'équation de Schrödinger. G.Vodev a traité le cas des hautes fréquences dans deux articles. Cette thèse complète l'étude en traitant le cas des basses fréquences, ce qui permet d'améliorer les résultats existants tout en apportant une nouvelle méthode de traitement. <br />Ces méthodes basées sur une étude approfondie des propriétés de la résolvante libre permettent aussi l'étude de la dimension 3, ce qui apporte des résultats nouveaux concernant l'équation des ondes. Elles permettent aussi de traiter le cas des hautes fréquences en dimension 2 pour les deux équations.<br /><br />Dans la première partie, pour l'équation des ondes, je prouve des estimations dispersives à basses fréquences en dimension supérieure ou égale à 3 pour une large classe de potentiels à valeurs réelles, à condition que 0 ne soit ni une valeur propre ni une résonance. Cette classe inclue pour n supérieur ou égal à 4 les potentiels à décroissance à l'infini V(x)=O(^{-(n+1)/2-\epsilon}). En dimension n=2, je prouve des estimations dispersives à hautes fréquences pour une large classe de potentiels à valeurs réelles.<br /><br />Pour l'équation de Schrödinger, je prouve de manière similaire des estimations dispersives à basses fréquences en dimension supérieure ou égale à 4 pour une large classe de potentiels à valeurs réelles, à condition que 0 ne soit ni une valeur propre ni une résonance. Cette classe inclue les potentiels décroissant à l'infini vérifiant V(x)=O(^{-(n+2)/2-\epsilon}). J'améliore aussi les résultats de Journé, Soffer et Sogge dans le cas où le potentiel vérifie des hypothèses de régularité. En dimension n=2, je prouve, en m'appuyant sur les estimations prouvées lors de l'étude de l'équation des ondes, des estimations dispersives à hautes fréquences toujours pour une classe de potentiels à valeurs réelles.

Cette thèse est consacrée au problème de combinatoire algébrique appelée conjecture n!. <br /><br />Plus explicitement, on étudie la structure de certains espaces notés M_mu et indexés par les partitions mu de l'entier n. Chaque espace M_mu est le cône de dérivation d'un polynôme Delta_mu, généralisant en deux alphabets le déterminant de Vandermonde. Le coeur de ce travail, motivé par l'interprétation de certains polynômes de Macdonald en termes de multiplicité des représentations irréductibles du S_n-module M_mu, est la conjecture n!, énoncée en 1991 par A. Garsia et M. Haiman et récemment prouvée par ce dernier. <br /><br />On s'intéresse ici tout d'abord à l'explicitation de bases monomiales des espaces M_mu. Cette approche est très liée à l'étude de l'idéal annulateur de Delta_mu et nous conduit à introduire certains opérateurs de dérivation, dits opérateurs de sauts. On obtient une base monomiale explicite et une description de l'idéal annulateur pour les partitions en équerres, et pour le sous-espace en un alphabet M_mu(X) avec une partition mu quelconque. <br /><br />Les opérateurs de sauts se révèlent cruciaux pour l'introduction et l'étude de généralisations de la conjecture n!. Dans le cas des partitions trouées (approche récursive de la conjecture n!), l'obtention d'une base explicite du sous-espace en un alphabet permet de traiter une spécialisation de la fondamentale récurrence à quatre termes. Dans le cas des diagrammes à plusieurs trous, l'introduction de sommes de cônes de dérivation permet d'énoncer une conjecture généralisant la conjecture n!, supportée par l'obtention d'une borne supérieure et la structure du sous-espace en un alphabet.

Le quotient géométrique d'une variété lisse par l'action d'un groupe fini préservant le volume est une variété singulière. La correspondance de McKay relie la géométrie des résolutions crépantes du quotient et la géométrie de l'action sur la variété lisse. Sous certaines hypothèses, le schéma de Hilbert équivariant de la variété lisse est une résolution crépante. Nous interprétons ce schéma en terme de grassmannienne d'algèbres équivariante, afin d'en déduire une description explicite. D'après la conjecture de Ruan, modulo une déformation quantique, l'anneau de cohomologie d'une résolution crépante est isomorphe à l'anneau de cohomologie orbifold du quotient. Pour le quotient d'une variété de dimension trois locale (espace vectoriel avec action linéaire) ou compacte, nous calculons l'anneau de cohomologie des résolutions crépantes. Dans le cas local, un exemple montre la nécessité de la déformation quantique dans la conjecture. Dans le cas compact, l'analogie entre les deux anneaux conforte la conjecture.

Dans une première partie, on introduit des estimateurs d'erreur a posteriori pour l'équation de la chaleur<br />dans R^d, d=2,3 via une méthode d'éléments finis non conformes en espace et un schéma d'Euler implicite en temps. Pour cette discrétisation, on élabore un indicateur d'erreur résiduel spatial basé sur les sauts des dérivées normales et tangentielles de notre approximation, ainsi qu'un indicateur résiduel temporel basé sur le saut du gradient à chaque pas de temps. Les bornes inférieures et supérieures de la norme de l'erreur forment les résultats principaux de cette étude. En outre, on montre que ces estimateurs sont fiables et efficaces. Dans une seconde partie, on traite le problème de Stokes dynamique. L'élaboration des estimateurs a posteriori est également basée sur des estimateurs spatiaux et temporels. Une preuve de leur fiabilité et de leur efficacité est donnée. Finalement, les tests numériques et un algorithme adaptatif confirment les prévisions théoriques et le bon comportement de ces estimateurs.

Les travaux présentés relèvent d'une branche des probabilités que l'on appelle la mécanique statistique.<br />L'idée générale est que l'on étudie des systèmes infinis de particules en essayant d'établir le lien entre les propriétés microscopiques (par exemple l'interaction entre des particules proches) et les propriétés macroscopiques (par exemple<br />les caractéristiques à grande échelle des mesures d'équilibre.)<br /><br />Ce mémoire se divise en trois parties:<br />- Mesures de Gibbs et champs gaussiens<br />- Percolation et mesures de Gibbs<br />- Percolation de premier passage et compétition<br /><br />La première partie<br />traite des mesure de Gibbs gaussiennes, classiques et quantiques.<br />On y étudie finement la structure de l'ensemble des mesures de Gibbs<br />classiques (\resp quantiques) dont le support est raisonnable ainsi que les dynamiques stochastiques de gradient canoniquement associées. Une attention particulière est accordée à l'influence de la transition de phase.<br /><br />La deuxième partie traite de problèmes associant percolation et mesure de<br />Gibbs, à savoir l'existence de transition de percolation dans des modèles issus<br />de perturbations d'interactions quadratiques et des théorèmes de limite centrale pour la répartition des phases dans les modèles d'Ising et de Potts.<br /><br />La troisième partie étudie des modèles de percolation de premier passage et<br />des problèmes de compétion associés. On montre en particulier des théorèmes<br />de forme asymptotique et de grandes déviations pour la percolation de premier<br />passage sur l'amas de percolation Bernoulli et l'on étudie des problèmes<br />de coexistence/non-coexistence entre des espèces qui se propagent de manière analogue à ce qui se passe en percolation de premier passage.