Bayer et Stillman ont montré que si R est un anneau de polynômes sur un corps k et I un idéal homogène de R, alors la régularité de I est égal au maximum des degrés des générateurs de son idéal initial générique pour l'ordre lexicographique inverse. Ce résultat a motivé la recherche de bornes pour la régularité de Castelnuovo-Mumford en termes des degrés des générateurs d'un idéal ou d'un module gradué. Les travaux de Gruson-Peskine, Bertram-Ein-Lazarsfeld, Chardin-Ulrich, Caviglia-Sbarra, entre autres, ont prouvé qu'il existe des bornes assez fines pour certaines classes d'idéaux ou de modules, bien inférieures aux bornes générales. Dans un premier temps nous améliorons les bornes dans le cas des idéaux en petites dimensions et, en s'inspirant des exemples de Chardin-d'Cruz, nous construisons des exemples d'idéaux dont la régularité est proche de nos estimations. Dans un deuxième temps nous avons étendu aux modules et raffiné les méthodes et les bornes connues pour les idéaux. En utilisant la méthode des sections hyperplanes et un théorème de Bertini, nous établissons une borne pour la régularité d'un idéal homogène en fonction du degré de ses générateurs minimaux et de la dimension du lieu singulier du schéma qu'il défini.

Le sujet de cette thèse est l'étude d'idéaux monomiaux de l'anneau de polynômes S qui ont une résolution linéaire. D'après un résultat remarquable de Bayer et Stilman et en utilisant la polarisation, la classification des idéaux monomiaux ayant une résolution linéaire est équivalente à la classification des idéaux monomiaux libres de carrés ayant une résolution linéaire. Pour cette raison dans cette thèse nous considérons seulement le cas d'idéaux monomiaux libres de carrés. De plus, le théorème de Eagon-Reiner établit une dualité entre les idéaux monomiaux libres de carrés ayant une résolution linéaire et les idéaux monomiaux libres de carrés Cohen-Macaulay, ce qui montre que le problème de classification des idéaux monomiaux libres de carrés ayant une résolution linéaire est très difficile. Nous rappelons que les idéaux monomiaux libres de carrés sont en correspondance biunivoque avec les complexes simpliciaux d'une part, et d'autre part avec les clutters. Ces correspondances nous motivent pour utiliser les propriétés combinatoires des complexes simpliciaux et des clutters pour obtenir des résultats algébriques. La classification des idéaux monomiaux libres de carrés ayant une résolution linéaire engendrés en degré 2 a été faite par Froberg en 1990. Froberg a observé que l'idéal des circuits d'un graphe G a une résolution 2-linéaire si et seulement si G est un graphe de cordes, i.e. il n'a pas de cycles minimaux de longueur plus grande que 4. Dans [Em, ThVt, VtV, W] les auteurs ont partiellement généralisé les résultats de Froberg à des idéaux engendrés en degré >2. Ils ont introduit plusieurs définitions de clutters de cordes et démontré que les idéaux de circuits correspondant ont une résolution linéaire. Nous pouvons voir les cycles du point de vue topologique, comme la triangulation d'une courbe fermée, dans cette thèse nous utiliserons cette idée pour étudier des clutters associés à des triangulation de pseudo-manifolds en vue d'obtenir une généralisation partielle des résultats de Froberg à des idéaux engendrés en degré >2. Nous comparons notre travail à ceux de [Em, ThVt, VtV, W]. Nous présentons nos résultats dans le chapitres 4 et 5. / In this thesis, we study square-free monomial ideals of the polynomial ring S which have a linear resolution. By remarkable result of Bayer and Stilman [BS] and the technique of polarization, classification of ideals with linear resolution is equivalent to classification of square-free monomial ideals with linear resolution. For this reason, we consider only square-free monomial ideals in S. However, classification of square-free monomial ideals with linear resolution seems to be so difficult because by Eagon-Reiner Theorem [ER], this is equivalent to classification of Cohen-Macaulay ideals. It is worth to note that, square-free monomial ideals in S are in one-to-one correspondence to Stanley-Reisener ideals of simplicial complexes on one hand and the circuit ideal of clutters from another hand. This correspondence motivated mathematicians to use the combinatorial and geometrical properties of these objects in order to get the desired algebraic results. Classification of square-free monomial ideals with 2-linear resolution, was successfully done by Froberg [Fr] in 1990. Froberg observed that the circuit ideal of a graph G has a 2-linear resolution if and only if G is chordal, that is, G does not have an induced cycle of length > 3. In [Em, ThVt, VtV, W] the authors have partially generalized the Fr¨oberg's theorem for degree greater than 2. They have introduced several definitions of chordal clutters and proved that, their corresponding circuit ideals have linear resolutions. Viewing cycles as geometrical objects (triangulation of closed curves), in this thesis we try to generalize the concept of cycles to triangulation of pseudo-manifolds and get a partial generalization of Froberg's theorem for higher dimensional hypergraphs. All the results in Chapters 4 and 5 and some results in Chapter 3 are devoted to be the original results.

En utilisant le concept des fonctions de partition , nous étudions le comportement asymptotique des nombres de Betti gradués des puissances d’idéaux homogènes dans un polynôme sur un corp.Pour un Z-graduer positif, notre résultat principal affirme que les nombres de Betti des puissances est codé par un nombre fini des polynômes. Plus précisément, Z^2 peut être divisé en un nombre fini des régions telles que, dans chacun d’eux, dimk Tor^{S}_{i} (I^t,k)μ est un quasi-polynôme en (μ,t). Ce affine, dans une situation graduée, le résultat de Kodiyalam sur nombres de Betti des puissances dans [33].La déclaration principale traite le cas des produits des puissances d’idéaux homogènes dans un algèbre Z^d -graduée , pour un graduer positif, dans le sens de [37] et il est généralise également pour les filtrations I -good.Dans la deuxième partie, en utilisant la version paramétrique de l’algorithme de Barvinok, nous donnons une formule fermée pour les fonctions de Hilbert non-standard d’anneaux de polynômes, en petites dimensions. / Using the concept of vector partition functions, we investigate the asymptotic behavior of graded Betti numbers of powers of homogeneous ideals in a polynomial ring over a field. For a positive Z-grading, our main result states that the Betti numbers of powers is encoded by finitely many polynomials. More precisely, Z^2 can be splitted into a finite number of regions such that, in each of them, dim_k Tor^{S}_{i} (I^t,k)μ is a quasi-polynomial in (μ,t). This refines, in a graded situation, the result of Kodiyalam on Betti numbers of powers in [33]. The main statement treats the case of a power products of homogeneous ideals in a Z^d -graded algebra, for a positive grading, in the sense of [37] and it is also generalizes to I -good filtrations . In the second part , using the parametric version of Barvinok’s algorithm, we give a closed formula for non-standard Hilbert functions of polynomial rings, in low dimensions.