Girard Desargues (1951-1662) was a key figure in the transformation of architectural geometry from its ancient and venerated status as transcendental knowledge and supreme reality to a mere technological instrument for the control of building construction practice. As a friend of Rene Descartes and Marin Mersenne, Desargues participated in the development of the mechanistic worldview which accompanied the emergence of experimental science and the renewed interest in mathematics and geometry as axiomatic, deductive systems. This dissertation examines in detail Desargues' methods of stereotomy (the geometrical basis of architectural stone cutting) and his system of perspective construction without vanishing points beyond the picturespace. Desargues' theorem and other key discoveries for which he is still known in the history of mathematics are discussed as they bear upon his methods of stereotomy and perspective. Desargues' stereotomy is almost certainly the first attempt at a universal descriptive geometry such as Gaspard Monge finally developed after the French revolution. Desargues' work in this area may thus be seen as a precocious foreshadowing of the engineering geometry in common use today. The writings of Desargues have been consulted in the original French. Extensive passages are quoted and translated, and a number of illustrations from the original texts are reproduced. Supplementary illustrations are also provided. Appendices list the known architectural works of Desargues, his writings and those of his friend and student Bosse which bear upon the exposition of Desargues' methods. / Ph. D.

Text in Afrikaans / Real empowerment of school learners requires preparing them for the age of technology. This empowerment can be achieved by developing their higher-order thinking skills. This is clearly the intention of the proposed South African FET National Curriculum Statements Grades 10 to 12 (Schools). This research shows that one method of developing higher-order thinking skills is to adopt an integrated curriculum approach. The research is based on the assumption that an integrated curriculum approach will produce learners with a more integrated knowledge structure which will help them to solve problems requiring higher-order thinking skills. These assumptions are realistic because the empirical results of several comparative research studies show that an integrated curriculum helps to improve learners' ability to use higher-order thinking skills in solving nonroutine problems. The curriculum mentions four kinds of integration, namely integration across different subject areas, integration of mathematics with the real world, integration of algebraic and geometric concepts, and integration into and the use of dynamic geometry software in the learning and teaching of geometry. This research shows that from a psychological, pedagogical, mathematical and historical perspective, the theme conic sections can be used as an integrating factor in the new proposed FET mathematics curriculum. Conics are a powerful tool for making the new proposed curriculum more integrated. Conics can be used as an integrating factor in the FET band by means of mathematical exploration, visualisation, relating learners' experiences of various parts of mathematics to one another, relating mathematics to the rest of the learners' experiences and also applying conics to solve real-life problems. / Mathematical Sciences / D.Phil. (Wiskundeonderwys)

La cristallisation en solution est un procédé largement utilisé dans l'industrie comme opération de séparation et de purification qui a pour but de produire des solides avec des propriétés spécifiques. Les propriétés concernant la taille et la forme ont un impact considérable sur la qualité finale des produits. Il est donc primordial de pouvoir déterminer la distribution granulométrique (DG) des cristaux en formation. En utilisant une caméra in situ, il est possible de visualiser en temps réel les projections 2D des particules 3D présentes dans la suspension. La projection d'un objet 3D sur un plan 2D entraîne nécessairement une perte d'informations : déterminer sa taille et sa forme à partir de ses projections 2D n’est donc pas aisé. C'est tout l'enjeu de ce travail: caractériser géométriquement et morphométriquement des objets 3D à partir de leurs projections 2D. Tout d'abord, une méthode basée sur le maximum de vraisemblance des fonctions de densité de probabilité de mesures géométriques projetées a été développée pour déterminer la taille d'objets 3D convexes. Ensuite, un descripteur de forme stéréologique basé sur les diagrammes de forme a été proposé. Il permet de caractériser la forme d'un objet 3D convexe indépendamment de sa taille et a notamment été utilisé pour déterminer les facteurs d'anisotropie des objets 3D convexes considérés. Enfin, une combinaison des deux études précédentes a permis d'estimer à la fois la taille et la forme des objets 3D convexes. Cette méthode a été validée grâce à des simulations, comparée à une méthode de la littérature et utilisée pour estimer des DGs d'oxalate d'ammonium qui ont été comparées à d’autres méthodes granulométriques. / Solution crystallization processes are widely used in the process industry as separation and purification operations and are expected to produce solids with desirable properties. The properties concerning the size and the shape are known to have a considerable impact on the final quality of products. Hence, it is of main importance to be able to determine the granulometry of the crystals (CSD) in formation. By using an in situ camera, it is possible to visualize in real time the 2D projections of the 3D particles in the suspension.The projection of a 3D object on a 2D plane necessarily involves a loss of information. Determining the size and the shape of a 3D object from its 2D projections is therefore not easy. This is the main goal of this work: to characterize geometrically and morphometrically 3D objects from their 2D projections. First of all, a method based on the maximum likelihood estimation of the probability density functions of projected geometrical measurements has been developed to estimate the size of 3D convex objects. Then, a stereological shape descriptor based on shape diagrams has been proposed. It enables to characterize the shape of a 3D convex object independently of its size and has notably been used to estimate the value of the anisotropy factors of the 3D convex objects. At last, a combination of the two previous studies has allowed to estimate both the size and the shape of the 3D convex objects. This method has been validated with simulated data, has been compared to a method from the literature and has been used to estimate size distributions of ammonium oxalate particles crystallizing in water that have been compared to other CSD methods.

Les smooth (ou universal) projective hash functions ont été introduites par Cramer et Shoup, à Eurocrypt'02, comme un outil pour construire des schémas de chiffrement efficaces et sûrs contre les attaques à chiffrés choisis. Depuis, elles ont trouvé de nombreuses applications, notamment pour la construction de schémas d'authentification par mot de passe, d'oblivious transfer, de signatures en blanc, et de preuves à divulgation nulle de connaissance. Elles peuvent êtres vues comme des preuves implicites d'appartenance à certains langages. Un problème important est de caractériser pour quels langages de telles fonctions existent.Dans cette thèse, nous avançons dans la résolution de ce problème en proposant la notion de diverse modules. Un diverse module est une représentation d'un langage, comme un sous-module d'un module plus grand, un module étant un espace vectoriel sur un anneau. À n'importe quel diverse module est associée une smooth projective hash function pour le même langage. Par ailleurs, presque toutes les smooth projective hash functions actuelles sont construites de cette manière.Mais les diverse modules sont aussi intéressants en eux-mêmes. Grâce à leur structure algébrique, nous montrons qu'ils peuvent facilement être combinés pour permettre de nouvelles applications, comme les preuves implicites à divulgation nulle de connaissance (une alternative légère aux preuves non-interactives à divulgation nulle de connaissance), ainsi que des preuves non-interactives à divulgation nulle de connaissance et one-time simulation-sound très efficaces pour les langages linéaires sur les groupes cycliques. / Smooth (or universal) projective hash functions were first introduced by Cramer and Shoup, at Eurocrypt'02, as a tool to construct efficient encryption schemes, indistinguishable under chosen-ciphertext attacks. Since then, they have found many other applications, including password-authenticated key exchange, oblivious transfer, blind signatures, and zero-knowledge arguments. They can be seen as implicit proofs of membership for certain languages. An important question is to characterize which languages they can handle.In this thesis, we make a step forward towards this goal, by introducing diverse modules. A diverse module is a representation of a language, as a submodule of a larger module, where a module is essentially a vector space over a ring. Any diverse module directly yields a smooth projective hash function for the corresponding language, and almost all the known smooth projective hash functions are constructed this way.Diverse modules are also valuable in their own right. Thanks to their algebraic structural properties, we show that they can be easily combined to provide new applications related to zero-knowledge notions, such as implicit zero-knowledge arguments (a lightweight alternative to non-interactive zero-knowledge arguments), and very efficient one-time simulation-sound (quasi-adaptive) non-interactive zero-knowledge arguments for linear languages over cyclic groups.

Text in Afrikaans / Real empowerment of school learners requires preparing them for the age of technology. This empowerment can be achieved by developing their higher-order thinking skills. This is clearly the intention of the proposed South African FET National Curriculum Statements Grades 10 to 12 (Schools). This research shows that one method of developing higher-order thinking skills is to adopt an integrated curriculum approach. The research is based on the assumption that an integrated curriculum approach will produce learners with a more integrated knowledge structure which will help them to solve problems requiring higher-order thinking skills. These assumptions are realistic because the empirical results of several comparative research studies show that an integrated curriculum helps to improve learners' ability to use higher-order thinking skills in solving nonroutine problems. The curriculum mentions four kinds of integration, namely integration across different subject areas, integration of mathematics with the real world, integration of algebraic and geometric concepts, and integration into and the use of dynamic geometry software in the learning and teaching of geometry. This research shows that from a psychological, pedagogical, mathematical and historical perspective, the theme conic sections can be used as an integrating factor in the new proposed FET mathematics curriculum. Conics are a powerful tool for making the new proposed curriculum more integrated. Conics can be used as an integrating factor in the FET band by means of mathematical exploration, visualisation, relating learners' experiences of various parts of mathematics to one another, relating mathematics to the rest of the learners' experiences and also applying conics to solve real-life problems. / Mathematical Sciences / D.Phil. (Wiskundeonderwys)

Pour d non puissance d’un nombre premier, le nombre maximal de bases deux à deux décorrélées d’un espace de Hilbert de dimension d n’est pas encore connu. Dans ce mémoire, nous commençons par donner une construction de bases décorrélées en lien avec une famille de représentations irréductibles de l'algèbre de Lie su(2) et faisant appel aux sommes de Gauss.Puis nous étudions de façon systématique la possibilité de construire de telle bases au moyen des opérateurs de Pauli. 1) L’étude de la droite projective sur Zdm montre que, pour obtenir des ensembles maximaux de bases décorrélées à l’aide d'opérateurs de Pauli, il est nécessaire de considérer des produits tensoriels de ces opérateurs. 2) Les sous-modules lagrangiens de Zd2n, dont nous donnons une classification complète, rendent compte des ensembles maximalement commutant d'opérateurs de Pauli. Cette classification permet de savoir lesquels de ces ensembles sont susceptibles de donner des bases décorrélées : ils correspondent aux demi-modules lagrangiens, qui s'interprètent encore comme les points isotropes de la droite projective (P(Mat(n, Zd)²),ω). Nous explicitons alors un isomorphisme entre les bases décorrélées ainsi obtenues et les demi-modules lagrangiens distants, ce qui précise aussi la correspondance entre sommes de Gauss et bases décorrélées. 3) Des corollaires sur le groupe de Clifford et l’espace des phases discret sont alors développés.Enfin, nous présentons quelques outils inspirés de l’étude précédente. Nous traitons ainsi du rapport anharmonique sur la sphère de Bloch, de géométrie projective en dimension supérieure, des opérateurs de Pauli continus et nous comparons l'entropie de von Neumann à une mesure de l'intrication par calcul d'un déterminant. / For d not a power of a prime, the maximal number of mutually unbiased bases (MUBs) in a d-dimensional Hilbert space is still unknown. In this thesis, we begin by an original building of MUBs by means of Gauss sums, in relation with a family of irreducible representations of the Lie algebra su(2).Then, we sytematically study the possibility of building such bases by means of Pauli operators. 1) The study of the projective line on Zdm shows that, in order to obtain maximal sets of MUBs, tensorial products of these operators are in order. 2) Lagrangian submodules of Zd2n, of which we give a complete classification, account for maximally commuting sets of Pauli operators. This classification enables to know which of these sets are likely to yield unbiased bases. They correspond to Lagrangian half-modules that can be interpreted as the isotropic points of the projective line (P(Mat(n, Zd)²),ω). Hence, we establish an isomorphism between the unbiased bases thus obtained and distant Lagrangian half-modules, which precises by the way the correspondance between Gauss sums and MUBs. 3) Corollaries on the Clifford group and the finite phase space are then developed.Finally, we present some tools inspired by the previous study. We deal with the cross-ratio on the Bloch sphere and projective geometry in higher dimension, Pauli operators with continuous exponents and we compare von Neumann entropy with a determinantal measure of entanglement

Cette thèse est consacrée à l'étude des variétés projectives strictement convexes de volume fini. Une telle variété est le quotient G\U d'un ouvert proprement convexe U de l'espace projectif réel RP^(n-1) par un sous-groupe discret sans torsion G de SLn(R) qui préserve U. Dans un premier temps, on étudie l'adhérence de Zariski des holonomies de variétés projectives strictement convexes de volume fini. Pour une telle variété G\U, on montre que, soit G est Zariski-dense dans SLn(R), soit l'adhérence de Zariski de G est conjuguée à SO(1,n-1). On s'intéresse ensuite à l'espace des modules des structures projectives strictement convexes de volume fini. On montre en particulier que cet espace des modules est un fermé de l'espace des représentations. / In this thesis, we study strictly convex projective manifolds of finite volume. Such a manifold is the quotient G\U of a properly convex open subset U of the real projective space RP^(n-1) by a discrete torsionfree subgroup G of SLn(R) preserving U. We study the Zariski closure of holonomies of convex projective manifolds of finite volume. For such manifolds G\U, we show that either the Zariski closure of G is SLn(R) or it is a conjugate of SO(1,n-1).We also focuss on the moduli space of strictly convex projective structures of finite volume. We show that this moduli space is a closed set of the representation space.

Cette thèse est consacrée à l'étude des décalages, ou encore systèmes dynamiques symboliques, définis sur certains monoïdes finiment présentés, $Z^d$ d'une part et les arbres d'autre part. Le principal résultat concernant les décalages multidimensionnels établit que tout décalage effectif de dimension d est obtenu par facteur et sous-action projective d'un décalage de type fini de dimension d+1. De ce résultat nous déduisons que les décalages S-adiques multidimensionnels donnés par une suite effective de substitutions sont sofiques. Sur les décalages d'arbres nous montrons un théorème de décomposition, qui permet d'écrire une conjugaison entre deux décalages d'arbres quelconques comme une suite finie d'opérations élémentaires, les fusions entrantes et les éclatements entrants. De ce théorème, associé à la commutation des fusions entrantes, nous déduisons la décidabilité du problème de conjugaison entre deux décalages d'arbres de type fini. Nous nous intéressons ensuite à la classe des décalages d'arbres sofiques, qui sont exactement ceux reconnus par des automates d'arbres montants dans lesquels tous les états sont à la fois initiaux et finaux. Nous montrons l'existence d'un unique automate d'arbres déterministe, réduit, irréductible et synchronisé qui reconnaît un décalage d'arbres sofique. Enfin nous montrons que l'appartenance à la sous-classe des décalages d'arbres AFT est décidable / This thesis is devoted to the study of subshifts, or symbolic dynamical systems, defined on some finitely presented monoids like $Z^d$ or the infinite binary tree. The main result concerning multidimensional subshifts establishes that any effective subshift of dimension d can be obtained by factor map and projective subaction of a subshift of finite type of dimension d+1. This result has many applications, and in particular we prove that multidimensional effective S-adic subshifts are sofic. On tree-shifts we prove a decompositiontheorem, which implies that the conjugacy problem between two tree-shifts of finite type is decidable. We then investigate the class of sofic tree-shifts that are exactly those recocognized by tree automata. We prove that any sofic tree-shift has a unique deterministic, reduced, irreducible and synchronized tree automaton that recognized it. Finally we prove that it is decidable wether a sofic tree-shift belong to the sub-class of AFT tree-shifts

Dans cette thèse, nous étudions le volume et la caractéristique d'Euler de sous-variétés aléatoires de codimension r ∈ {1, . . . , n} dans une variété ambiante M de dimension n. Dans un premier modèle, dit des ondes riemanniennes aléatoires, M est une variété riemannienne fermée. Nous considérons alors le lieu Zλ des zéros communs de r combinaisons linéaires aléatoires indépendantes de fonctions propres du laplacien associées à des valeurs propres inférieures à λ 0. Nous obtenons alors les asymptotiques du volume moyen et de la caractéristique d'Euler moyenne de Zλ lorsque λ tend vers l'infini. Dans un second modèle, M est le lieu réel d'une variété projective définie sur les réels. On s'intéresse dans ce cadre au lieu d'annulation réel Zd d'une section holomorphe réelle globale aléatoire de E⊗Ld, où E est un fibré hermitien de rang r, L est un fibré en droites hermitien ample et tous deux sont définis sur les réels. Nous estimons alors les moyennes du volume et de la caractéristique d'Euler de Zd quand d tend vers l'infini. Dans ce modèle algébrique réel, nous calculons aussi l'asymptotique de la variance du volume de Zd pour 1 r < n. Nous en déduisons, dans ce cas, des résultats asymptotiques d'équidistribution de Zd dans M / We study the volume and Euler characteristic of codimension r ∈ {1, . . . , n} random submanifolds in a dimension n manifold M. First, we consider Riemannian random waves. That is M is a closed Riemannian manifold and we study the common zero set Zλ of r independent random linear combinations of eigenfunctions of the Laplacian associated to eigenvalues smaller than λ 0. We compute estimates for the mean volume and Euler characteristic of Zλ as λ goes to infinity. We also consider a model of random real algebraic manifolds. In this setting, M is the real locus of a projective manifold defined over the reals. Then, we consider the real vanishing locus Zd of a random real global holomorphic section of E ⊗ Ld, where E is a rank r Hermitian vector bundle, L is an ample Hermitian line bundle and both these bundles are defined over the reals. We compute the asymptotics of the mean volume and Euler characteristic of Zd as d goes to infinity. In this real algebraic setting, we also compute the asymptotic of the variance of the volume of Zd, when 1 r < n. In this case, we prove asympotic equidistribution results for Zd in M

Cette recherche s’attache à saisir les logiques inconscientes qui président au besoin de mentir. Elle s’intéresse au type de vulnérabilité psychique que le sujet contre-investit ainsi qu’à la nature de la communication inconsciente qu’il instaure avec ceux qu’il trompe. Après avoir recensé les différentes approches métapsychologiques existantes, les fonctions psychiques du mensonge sont explorées en regard de son rôle au cours du développement de l’enfant. Ensuite, l’examen de cas d’adultes rencontrés dans un dispositif d’accueil pour personnes en errance permet d’expliquer comment les sujets se défendent d’un vécu d’empiètement et le font vivre à ceux qu’ils trompent. Enfin, des exemples d’adolescents, observés dans le contexte de la protection de l’enfance contribuent à l’analyse des dynamiques intersubjectives impulsées par cet acte-parlé. L’ensemble de cette thèse démontre que malgré la difficulté que cette configuration clinique pose à l’observation, sa prise en compte permet de saisir la manière avec laquelle le sujet exprime une souffrance autrement indicible. / This research tries to understand the unconscious logics that preside over the need to lie. It analyses the type of psychological vulnerability a subject counter-invests as well as the origin of the unconscious communication he establishes with those he misleads. After having drawn up an inventory of the existing metapsychological approaches, the author examines the psychological functions of lying by taking into account its role during the development of the child. Then the examination of some adult cases that occurred in a homeless resource center will explain how, some subjects protect themselves from a harassment victim background and have others live the same experience with their lies. Finally, the author examines how cases of teenagers observed within the framework of childhood protection contribute to the analysis of the intersubjective dynamics impulsed by this acte-parlé. This work demonstrates that even though this clinical configuration is difficult to observe, if the psychologist would take it into account, it could help him understand how a patient expresses a pain that he could not tell by other means.