Le résumé en français n'a pas été communiqué par l'auteur. / Le résumé en anglais n'a pas été communiqué par l'auteur.

Cette thèse est composée de deux parties indépendantes. La première partie concerne l'étude des opérateurs bilinéaires. On consacre les deux premiers chapitres à détailler les arguments d'une décomposition "temps-fréquence" afin d'obtenir des estimations localisées sur ces opérateurs. En utilisant ces estimations hors-diagonales, nous obtenons principalement les continuités de ces opérateurs bilinéaires sur les espaces de Lebesgue et les espaces de Sobolev. Nous finissons ce deuxième chapitre par l'étude d'un calcul pseudo-différentiel bilinéaire. Le troisième chapitre porte sur une étude géométrique de ces opérateurs bilinéaires. Afin de compléter ce travail, nous étudions dans le quatrième chapitre différents résultats divers tels qu'une généralisation des résultats pour des variables multi-dimensionnelles. La deuxième partie porte sur la notion d'espace de Hardy. On y définit une construction abstraite de nouveaux espaces de Hardy. Puis en comparant avec les espaces de Hardy déjà connus et utilisés, nous essayons de dégager les conditions minimales pour conserver les propriétés essentielles de ces espaces. Nous obtenons donc un critère pour obtenir la continuité $H^1-L^1$ de certains opérateurs. Nous nous intéressons ensuite à l'étude des espaces intermédiaires par interpolation entre ces espaces $H^1$ obtenus et les espaces de Lebesgue. Nous finissons ensuite par appliquer ces résultats abstraits pour répondre au problème de régularité maximale $L^p$ sur les équations d'évolution.

Nous nous intéressons aux formes modulaires surconvergentes définies sur certaines variétés de Shimura, et prouvons des théorèmes de classicité en grand poids. Dans un premier temps, nous étudions les variétés ayant bonne réduction, associées à des groupes non ramifiés en p. Nous nous intéressons aux variétés de Shimura PEL de type (A) et (C), qui sont associées respectivement à des groupes unitaires et symplectiques. Pour démontrer un théorème de classicité, nous utilisons la méthode du prolongement analytique, qui a été développée par Buzzard et Kassaei dans le cas de la courbe modulaire. Nous généralisons ensuite ce résultat de classicité à des variétés en ne supposant plus que le groupe associé est non ramifié en p. Dans le cas des formes modulaires de Hilbert, nous construisons des modèles entiers des compactifications de la variété, et démontrons un principe de Koecher. Pour des variétés de Shimura plus générales, nous travaillons avec le modèle rationnel de la variété, et utilisons un plongement vers une variété de Siegel pour définir les structures entières. / We deal with overconvergent modular forms défined on some Shimura varieties, andprove classicality results in the case of big weight. First we study the case of varieties with good reduction, associated to unramified groups in p. We deal with Shimura varieties of PEL type (A) and (C), which are associated respectively to unitary and symplectic groups. To prove a classicality theorem, we use the analytic continuation method, which has been developed by Buzzard and Kassaei in the case of the modular curve. We then generalize this classicality result for varieties without assuming that the associated group is unramified in p. In the case of Hilbert modular forms, we construct integral models of compactifications of the variety, and prove a Koecher principle. For more general Shimura varieties, we work with the rationnal model of the variety, and use an embedding to a Siegel variety to define the integral structures.

Étant donné une matrice ou un opérateur, comprendre comment se comportent ses puissances et plus généralement le calcul fonctionnel, est un problème qui intervient dans de nombreux domaines. Pour les opérateurs normaux, le spectre fournit de précieuses informations sur la norme du calcul fonctionnel. Cependant, la situation est très différente pour les opérateurs non normaux. Dans cette thèse, nous étudions donc plusieurs alternatives au spectre pour contrôler la norme des puissances ou fonctions de matrices ou d'opérateurs non normaux. Dans un premier temps, on s'intéresse à l'image numérique, aux ensembles K-spectraux et plus précisément à la conjecture de Crouzeix. Posée par Crouzeix en 2004, celle-ci stipule que l'image numérique pourrait être un ensemble 2-spectral. Récemment, Crouzeix et Palencia ont montré que c'est un ensemble (1+√2)-spectral. En s'inspirant de leur résultat, nous proposons une approche abstraite de la conjecture de Crouzeix en commençant par une version abstraite de leur résultat. On montre que si A est une algèbre uniforme et θ : A → Mₙ(ℂ) est un morphisme d'algèbre continu, s'il existe une contraction antilinéaire α : A → A telle que ∥θ(f) + θ(α(f))*∥ ≤ 2∥f∥ (f ∈ A), alors ∥θ∥ ≤ 1 + √2. Sous ces conditions 1 + √2 est optimale mais si on suppose en plus que α(1) = 1, alors il se pourrait que ∥θ∥ ≤ 2. Enfin, on montre deux cas particuliers pour lesquels on a réussi à prouver cette conjecture. Dans un second temps nous étudions le théorème de Kreiss et ses généralisations. Ce théorème permet de contrôler le supremum de la norme des puissances d'une matrice à l'aide de sa résolvante. Il a été généralisé aux polynômes et sur des domaines généraux par Toh et Trefethen puis pour les fonctions holomorphes sur le disque par Vitse. On étudie leurs résultats et on montre une inégalité de type Kreiss pour les fonctions rationnelles bornées sur des domaines généraux : pour un domaine Ω dont la frontière est une courbe de Jordan C², il existe une constante C > 0 telle que pour toute fonction rationnelle f bornée sur Ω et pour tout opérateur T ∈ B(X) tel que σ(T) ⊂ Ω[barre au-dessus], on a ∥f(T)∥ ≤ C(deg(f) + 1)∥f∥ [indice Ω] sup [z∉Ω[barre au-dessus] en-dessous] [dist(z, Ω)∥(zI - T)⁻¹∥]. Enfin, nous nous intéressons aux matrices ayant des pseudospectres identiques. Il est connu que les pseudospectres permettent de contrôler les normes des matrices à un facteur multiplicatif 2 près. Mais l'histoire est vraiment différente pour les puissances supérieures comme le montre un résultat de Ransford. Celui-ci a pour conséquence que, pour tout M > 0, il existe des matrices A, B ∈ M[indice N](ℂ) ayant des pseudospectres identiques telles que ∥Aⁿ∥ > M∥Bⁿ∥ pour tout 2 ≤ n ≤ (N - 3)/2. Quelques années plus tard, Ransford et Raouafi ont montré que pour tout M > 0 et n ≥ 2, il existe deux matrices A, B ∈ M₆(ℂ) ayant des pseudospectres identiques mais tels que ∥Aⁿ∥ > M∥Bⁿ∥ en montrant ce résultat plus généralement pour des fonctions holomorphes qui ne sont pas des transformations de Möbius. On obtient un résultat similaire pour deux puissances. Plus précisément, on montre qu'étant donné M > 0 et n, m ≥ 2, il existe deux matrices A et B de taille 10 x 10 ayant des pseudospectres identiques telles que ∥Aⁿ∥ > M∥Bⁿ∥ et ∥Aᵐ∥ > M∥Bᵐ∥ et que ce résultat tient pour deux fonctions holomorphes moyennant une condition technique.

La théorie conforme des champs (en anglais, CFT) joue un rôle central dans la physique théorique moderne. L'étude des CFT débouche sur une compréhension profonde de la théorie des cordes et de la physique de la matière condensée. Dans une CFT, les fonctions de corrélation sont des ingrédients essentiels pour le calcul des observables physiques. En raison de l'existence du développement en produit d'opérateurs (OPE), les fonctions de corrélation conformes peuvent être séparées en parties dynamiques, qui constituent les coefficients de l'OPE ainsi que les dimensions conformes, et en parties cinématiques, appelées les blocs conformes, qui sont complètement fixées par la symétrie conforme. Depuis que le bootstrap conforme a été ravivé en 2008, plusieurs techniques ont été développées pour calculer les blocs conformes à quatre points au cours de la dernière décennie. Contrairement aux blocs à quatre points, les blocs conformes à plus de quatre points, qui sont notoirement difficiles à calculer, n'ont pas encore été étudiés en détail, bien que ces derniers soient utiles pour la mise en œuvre du bootstrap conforme à plusieurs points, tout comme pour l'étude des diagrammes de Witten dans l'espace AdS. Dans cette thèse, en utilisant l'OPE de l'espace de plongement, nous obtenons des expressions pour les blocs conformes scalaires à M points avec des échanges scalaires dans la configuration en peigne, et pour les ceux qui ont six et sept points avec des échanges scalaires dans les configurations en flocon de neige et en flocon de neige étendu. De plus, nous proposons un ensemble de règles de type Feynman pour écrire directement une forme explicite pour tout bloc conforme global en une et deux dimensions. En nous basant sur l'OPE de l'espace de position, nous prouvons les règles de type Feynman par construction. Enfin, après avoir discuté des propriétés de symétrie des blocs conformes, nous développons une méthode systématique pour écrire les équations du bootstrap pour les fonctions de corrélation à plusieurs points. / Conformal field theories (CFTs) play a central role in modern theoretical physics. The study of CFTs leads to a deep understanding of both string theory and condensed matter physics. In a CFT, correlation functions are essential ingredients for the computation of physical observables. Due to the existence of the operator product expansion (OPE), conformal correlation functions can be separated into their dynamical parts, which constitute of the OPE coefficients as well as the conformal dimensions, and their kinematic parts, dubbed the conformal blocks, which are completely fixed by conformal symmetry. Since the conformal bootstrap was revived in 2008, several techniques have been developed to compute the four-point conformal blocks during the last decade. In contrast to the four-point blocks, conformal blocks with more than four points, which are notoriously difficult to compute, have not been studied in great detail, although these higher-point conformal blocks are useful for the implementation of higher-point conformal bootstrap as well as the study of AdS Witten diagrams. In this thesis, by using the embedding space OPE, we obtain expressions for the scalar M-point conformal blocks with scalar exchanges in the comb configuration as well as scalar six- and seven-point conformal blocks with scalar exchanges in the snowflake and extended snowflake configurations. Moreover, we propose a set of Feynman-like rules to directly write down an explicit form for any global conformal block in one and two dimensions. Based on the position space OPE, we prove the Feynman-like rules by construction. Finally, after discussing the symmetry properties of the conformal blocks, we develop a systematical way to write down the bootstrap equations for higher-point correlation functions.

Le renouveau actuel du vocabulaire formel dans l'univers des architectures dites « non standards » s'appuie largement sur l'utilisation de modeleurs tridimensionnels. Dans cette démarche de conception, la stratégie de modélisation d'objets relève moins de l'utilisation directe de la géométrie que de la formalisation d'une idée. En effet, le travail de recherche morphologique, de la forme idée à la forme visée, nécessite de nombreux ajustements incompatibles avec une démarche linéaire de modélisation géométrique. Nous émettons l'hypothèse que la genèse des formes résulte d'opérations successives de transformation de forme fondées sur des objectifs sémantiques et guidées par une ou plusieurs images mentales. Ce cheminement se fait par des variations importantes entre différents états de la forme et par de nombreux ajustements de cette forme. Pour répondre à ce processus itératif nous proposons une approche paramétrique de la modélisation qui s'appuie sur des modificateurs de forme de haut niveau. Nous nommons opérateurs morphologiques ces outils d'action sur la forme qui permettent à partir d'une fonction de transformation morphologique (bomber, torsader, plisser...) de trouver par différentes solutions alternatives et par ajustement une forme satisfaisante. Notre travail aborde plus spécifiquement les opérateurs plier, plisser, froisser.

En France dès 2008, le Livre blanc sur la défense et la sécurité nationale identifiait les attaques contre les systèmes d’information comme l’une des principales menaces qui pèsent sur la défense et la sécurité. Pour faire face aux nouvelles menaces sur les systèmes d’information, les pouvoirs publics ont fait preuve de volontarisme dans la structuration d’un vaste chantier de politiques publiques. L’interventionnisme public s’est traduit par le vote de l’article 22 de la loi de programmation militaire de 2013 qui impose désormais aux opérateurs d’importance vitale de renforcer la sécurité des systèmes d’information qu’ils exploitent. Pourtant la mise en place de cette stratégie passe par la coopération entre sphère publique et acteurs privés qui soulève nombreux conflits de nature économique, organisationnelle, politique et diplomatique. Ainsi les critiques provenant de deux côtés (public et privé) sont de plus en plus récurrentes. La question principale à laquelle cette thèse répond s’inscrit dans les préoccupations de la géopolitique: quelle est la géographie (les frontières et les territoires) de la coopération public-privé ? Si le territoire et la responsabilité territoriale sont clairs en matière de sécurité physique, dès qu’il s’agit de la cybersécurité, cela devient plus compliqué. La transformation numérique empêche une défense au périmètre et pose la question de comment agir pour dépasser les limites du modèle ancien : à une menace sur un territoire correspond un institution pour mettre en place sa défense. Mon hypothèse principale est que la coopération public-privé est le résultat d’un rapport de force politique entre acteurs. / In France in 2008, the White Paper on Defense and National Security identified attacks on information systems as one of the main threats to the national defense and security. In response to new threats to information systems, public authorities have been proactive in structuring a vast public policy project. Public interventionism resulted in the vote and implementation of the Article 22 of the Military Programming Act of 2013, which now requires operators of vital importance to strengthen the security of the information systems they operate. Yet the implementation of this strategy involves cooperation between the public sphere and private actors, which raises numerous conflicts of an economic, organizational, political and diplomatic nature. Thus critics from both sides (public and private) are more and more recurrent. The main question to which this thesis responds is a geopolitical issue: what is the geography (boundaries and territories) of public-private cooperation? If the territory and territorial responsibility are clear in terms of physical security, when it comes to cybersecurity, it becomes more complicated. The digital transformation prevents a perimeter defense and raises the question of how to act to overcome the limits of the old model: to a threat on a territory corresponds an institution to set up its defense. My main hypothesis is that public-private cooperation is the result of a political balance of power between actors acting at different territorial scales.

De nombreuses problématiques d'apprentissage artificiel peuvent être modélisées grâce à des fonctions à valeur vectorielles. Les noyaux à valeurs opérateurs et leur espace de Hilbert à noyaux reproduisant à valeurs vectorielles associés donnent un cadre théorique et pratique pour apprendre de telles fonctions, étendant la littérature existante des noyaux scalaires. Cependant, lorsque les données sont nombreuses, ces méthodes sont peu utilisables, ne passant pas à l'échelle, car elle nécessite une quantité de mémoire évoluant quadratiquement et un temps de calcul évoluant cubiquement vis à vis du nombre de données, dans leur implémentation la plus naïve. Afin de faire passer les noyaux à valeurs opérateurs à l'échelle, nous étendons une technique d'approximation stochastique introduite dans le cadre des noyaux scalaires. L'idée est de tirer parti d'une fonction de redescription caractérisant le noyau à valeurs opérateurs, dont les fonctions associées vivent dans un espace de dimension infinie, afin d'obtenir un problème d'optimisation linéaire de dimension finie. Dans cette thèse nous développons dans un premier temps un cadre général afin de permettre l'approximation de noyaux de Mercer définis sur des groupes commutatifs localement compacts et étudions leurs propriétés ainsi que la complexités des algorithmes en découlant. Dans un second temps nous montrons des garanties théoriques en bornant l'erreur commise par l'approximation, avec grande probabilité. Enfin, nous mettons en évidence plusieurs applications des Représentations Opérateurs Aléatoires de Fourier (ORFF) telles que la classification multiple, l'apprentissage multi-tâche, la modélisation des séries temporelles, la régression fonctionnelle et la détection d'anomalies. Nous comparons également ce cadre avec d'autres méthodes de la littérature et concluons par des perspectives à moyen et long terme. / Many problems in Machine Learning can be cast into vector-valued approximation. Operator-Valued Kernels and vector-valued Reproducing Kernel Hilbert Spaces provide a theoretical and practical framework to address that issue, extending nicely the well-known setting of scalar-valued kernels. However large scale applications are usually not affordable with these tools that require an important computational power along with a large memory capacity. In this thesis, we propose and study scalable methods to perform regression with Operator-Valued Kernels. To achieve this goal, we extend Random Fourier Features, an approximation technique originally introduced for scalar-valued kernels, to Operator-Valued Kernels. The idea is to take advantage of an approximated operator-valued feature map in order to come up with a linear model in a finite-dimensional space. This thesis is structured as follows. First we develop a general framework devoted to the approximation of shift-invariant MErcer kernels on Locally Compact Abelian groups and study their properties along with the complexity of the algorithms based on them. Second we show theoretical guarantees by bounding the error due to the approximation, with high probability. Third, we study various applications of Operator Random Fourier Features (ORFF) to different tasks of Machine learning such as multi-class classification, multi-task learning, time serie modelling, functionnal regression and anomaly detection. We also compare the proposed framework with other state of the art methods. Fourth, we conclude by drawing short-term and mid-term perspectives of this work.

Le jumeau numérique est un concept relativement nouveau qui a reçu plusieurs contributions académiques ces dernières années. Un jumeau numérique reproduit une entité physique de façon à ce que l'état de cette entité soit identique en tout temps à l'état de l'entité numérique. L'objectif de cette maîtrise est de créer le prototype d'un jumeau numérique qui vise à assister des opérateurs de machineries forestières. Pour ce faire, une revue littérature a été réalisée pour documenter les contributions académiques dans les domaines principaux du jumeau numérique, de façon à montrer les caractéristiques que le jumeau numérique d'un système opérateur-machine forestier pourrait avoir. Cette revue a également permis de déterminer qu'il est nécessaire, de développer un algorithme pour traduire les mouvements de la machine en actions effectuées par l'opérateur dans le but de créer ce jumeau. À partir de ce constat, le prototype d'un jumeau numérique a été créé à l'aide d'un simulateur de machinerie lourde générique. Le prototype a permis la création d'une base de données afin d'alimenter l'algorithme proposé. L'étude rattachée à cet algorithme est centrée sur l'influence de l'ajout d'informations temporelles et de son impact sur la précision du modèle. Il en résulte qu'avec les données collectées, l'ajout du contexte temporel a soit, pas d'influence sur la précision du modèle, soit nui aux résultats lorsque l'environnement et la machine sont complètement caractérisés. À travers ces contributions, un concept de jumeau numérique a été créé et il pourra servir de base à de futures recherches sur l'assistance des opérateurs de machinerie lourde. Ce projet permet également de mettre en valeur un exemple de jumeau numérique appliqué à des problématiques rencontrées par des travailleurs spécialisés. Une telle application du concept du jumeau numérique n'est pas encore commune. / The concept of digital twin is a relatively new research topic that has received several academic contributions in recent years. A digital twin reproduces a physical entity in such a way that the state of this entity is identical at all times to the state of the digital entity. The objective of the master's project is to create the prototype of a digital twin in order to assist operators of forestry machinery. To this end, a literature review was written to document the academic contributions related to the main study areas of the digital twin, so as to show the characteristics that the digital twin of a forest operator-machine system could have. This review has also determined that it is necessary to develop an algorithm to transpose the movements of the machine into actions performed by the operator in order to advise the operator. Based on this, the prototype of a digital twin was created using a generic heavy machinery simulator. This allowed the creation of a database to feed the proposed algorithm. The study related to this algorithm is centered on the influence of the addition of temporal information and its impact on the accuracy of the model. It follows that with the collected data, the addition of the temporal context, by itself, has no influence on the precision of the model, or harms the performance when the environment and the machine are completely characterized. Through these contributions, a prototype of digital twins has been created and it can serve as a basis for future research on the assistance of heavy machinery operators. This project also highlights an example of a digital twin applied to problems encountered by specialized workers.

Titre de l'écran-titre (visionné le 29 février 2024) / La théorie quantique des champs (QFT), née de la combinaison entre la mécanique quantique et de la relativité restreinte, est aujourd'hui l'approche la plus fondamentale utilisée en physique théorique. Les théories conformes des champs (CFTs) sont des cas particuliers de QFTs qui possèdent des symétries conformes supplémentaires qui sont très intéressantes puisqu'elles nous permettent de résoudre des CFTs sans avoir recours à leur lagrangien. En effet, elles permettent de fixer complètement la forme des fonctions de corrélation à 2 et 3 points. Pour les fonctions de corrélations à 4 points et plus, le développement en produit d'opérateurs (OPE) est l'un des outils les plus importants, qui nous permet de réécrire le produit de deux champs en une somme d'un champ sur lequel s'applique un opérateur différentiel. L'OPE nous permet de réduire les fonctions de corrélation à plusieurs points en une somme de fonctions de corrélation plus petites dont nous connaissons la forme. Cependant, l'opérateur différentiel apparaissant dans l'OPE est plus facilement utilisable dans l'espace de plongement, qui est un espace à d+2 dimensions, dans lequel l'algèbre conforme vit naturellement et qui simplifie grandement les calculs impliquant l'OPE. Pourtant, il existe peu de résultats analytiques utilisant l'OPE directement dans l'espace de plongement pour calculer les fonctions de corrélations à 4 points non scalaires. Le but de mon projet est de calculer les fonctions de corrélation à 3 points en utilisant l'OPE directement dans l'espace de plongement, afin de mieux comprendre la base de l'OPE dans l'espace de plongement pour éventuellement calculer les fonctions de corrélations à 4 points. Nous avons alors trouvé que les fonctions de corrélations à 3 points s'écrivent comme une somme de fonctions de Gegenbauer, ce qui était effectivement ce à quoi on s'attendait. Cela est la première étape pour trouver la meilleure base de l'OPE pour les fonctions de corrélation à 3 points qui nous permettrait de diagonaliser un ensemble complet d'opérateurs qui commutent puis d'éventuellement obtenir une base d'OPE pour toutes les fonctions de corrélation de théories conformes des champs. / Quantum field theory (QFT), born from the combination of quantum mechanics and special relativity, is today the most fundamental approach used in theoretical physics. Conformal field theories (CFTs) are special cases of QFTs which have additional conformal symmetries which are very interesting since they allow us to solve CFTs without resorting to their Lagrangian. Indeed, they make it possible to completely fix the form of the correlation functions at 2 and 3 points. For correlation functions with 4 points and more, operator product expansion (OPE) is one of the most important tools, which allows us to rewrite the product of two fields into a sum of a field over which applies a differential operator. OPE allows us to reduce multipoint correlation functions to a sum of smaller correlation functions whose form we know. However, the differential operator appearing in the OPE is more easily usable in the embedding space, which is a (d + 2)-dimensional space, in which conformal algebra naturally lives and which greatly simplifies calculations involving the OPE. However, there are few analytical results using the OPE directly in the embedding space to compute nonscalar 4-point correlation functions. The goal of my project is to compute the 3-point correlation functions using the OPE directly in the embedding space, in order to better understand the basis of the OPE in the embedding space to eventually compute the 4-point correlation functions. We have found that the 3-point correlation functions are expressible as a sum of Gegenbauer functions, which was indeed what we expected. This is the first step in finding the best basis of the OPE for the 3-point correlation functions which would allow us to diagonalize a complete set of commuting operators and then eventually obtain a basis of the OPE for all the functions of correlation of conformal field theories.