Ingeniero Civil Matemático / La presente memoria tiene como objetivo estudiar subshifts generados por sustituciones multidimensionales. Los sistemas dinámicos generados por sustituciones unidimensionales han sido ampliamente estudiados y existe una vasta teoría al respecto [6]. Un teorema importante de la teoría en el caso multidimensional fue demostrado el año 1989 por Mozes [18] y clasifica una gran cantidad de sistemas generados por Z^2-sustituciones dentro de la clase de Z^2-subshifts de tipo sófico. Dicho teorema si bien es bastante general y permite comprender mejor las propiedades dinámicas de estos sistemas, no abarca la clase de subshifts límites generados por una sustitución, ni tampoco entrega información sobre si los sistemas generados por sustituciones son Z^2-SFT de tipo finito o no. Una extensión del teorema de Mozes para el caso de subshifts límites generados por Z^2-sustituciones cuadradas de tamaño 2 fue probada recientemente por Ollinger [16]. La primera parte de este trabajo entrega algunos conceptos básicos de sistemas dinámicos topológicos y de dinámica simbólica que son necesarios para entender los argumentos que se utilizan en el resto del escrito. Posteriormente se estudian las Z^d-sustituciones junto con los sistemas dinámicos generados por ellas y se introduce el teorema de Mozes [18]. Luego se estudia el embaldosado de Robinson [23], el cual es un ejemplo clásico de un Z^2-SFT no vacío sin puntos periódicos que posee una estructura jerárquica interesante. Dicho sistema se generaliza de modo tal que dependa de dos números naturales k,l >=2 de modo tal que la estructura jerárquica tenga formas rectangulares que dependen de k y l. En el capítulo siguiente se extiende el resultado de Mozes para el caso de Z^2-subshifts límites generados por sustituciones rectangulares de tamaño arbitrario, así generalizando el resultado de Ollinger a un contexto más amplio. Para ello se utiliza una técnica distinta que emplea la estructura del embaldosado de Robinson generalizado para codificar en una secuencia de látices contenidos en dicha estructura el pasado completo de un punto de este tipo de subshifts bajo la acción de una sustitución. En el último capítulo se discute brevemente el problema de clasificar los subshifts generados por Z^2-sustituciones en subclases de los Z^2-subshifts de tipo sófico y posteriormente se estudia la existencia de Z^2-SFT minimales que no se reducen a una órbita finita y que son generados por sustituciones. Se culmina el capítulo con la construcción explícita de dicho objeto mostrando así que el problema de clasificación debe necesariamente considerar la existencia de dichas estructuras.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Matemáticas Aplicadas. Ingeniero Civil Matemático / El presente trabajo de memoria analiza subshifts de tipo finito definidos sobre grupos virtual- mente-Z a partir de su subdinámica proyectiva: el estudio del subshift obtenido al restringir cada configuración a un subgrupo H. Trabajos previos, como el de R. Pavlov y M. Schraudner [12] o el de Johnson, Kass y Madden [14], se centran en el estudio de la subdinámica de subshifts sobre Z^d; así, el trabajo actual es una suerte de complemento de los anteriores, analizando un caso en que la relación entre un subshift y su subdinámica es más estrecha por el fuerte parecido geométrico existente. El primer capítulo introduce los conceptos algebraicos necesarios para definir los grupos virtualmente-Z y enunciar sus propiedades básicas. Se establecen diversas clasificaciones pa- ra este tipo de grupos, junto con herramientas útiles para la representación geométrica de un grupo, como los grafos de Cayley y Schreier. Posteriormente, se introducen los concep- tos fundamentales de dinámica simbólica para grupos de carácter general, necesarios para introducir la subdinámica proyectiva y el contexto en que ésta es natural. En el segundo capítulo se define formalmente la noción de subdinámica proyectiva y se expone la idea fundamental de la construcción realizada por Pavlov y Schraudner en [12]. Posteriormente, se realiza un estudio preliminar de los subshifts definidos sobre la clase de grupos de la forma Z × F, con |F| < ∞, que en particular comprende a todos los grupos virtualmente-Z abelianos, obteniéndose versiones análogas de algunos resultados de [12] en el contexto actual. Se demuestra que todos los Z-subshifts obtenidos como subdinámica proyectiva de un SFT sobre alguno de estos grupos son subshifts sóficos; asimismo, se muestra también que es posible realizar cualquier Z-sófico de entropía positiva como subdinámica proyectiva de un (Z × F)-SFT. Finalmente, se introducen condiciones necesarias para la realización de Z-sóficos de entropía nula. El tercer capítulo concierne la relación entre entropía de un subshift y de su subdinámica proyectiva, para el caso de grupos de la forma Z×F. El resultado principal consiste en mostrar que, si la subdinámica proyectiva es un Z-subshift irreducible y se alcanza la igualdad entre ambas entropías, la subdinámica es un SFT. Se introducen herramientas de teoría de grafos y un estudio de propiedades de mezcla que son necesarios para demostrar este resultado bajo las hipótesis expuestas. El capítulo final busca extender los argumentos empleados previamente para obtener teoremas de soficidad y realización en el caso más general. Se demuestra que la subdinámica proyectiva de cualquier SFT sobre un grupo virtualmente-Z es un Z-sófico; también se muestra un resultado de realización para una gran clase de grupos virtualmente-Z. Se concluye esbozando argumentos para generalizar los resultados obtenidos en los capítulos previos. En la parte final del capítulo 4 y en las conclusiones se exploran posibles avenidas para un trabajo futuro que esclarezca la relación entre un subshift y su subdinámica proyectiva en el caso virtualmente-Z.

We review the construction of three Smale spaces associated to a unimodular Pisot substitution on d letters: a subshift of finite type (SFT), a substitution tiling space, and a hyperbolic toral automorphism on the Euclidean d-torus. By considering an SFT whose elements are biinfinite, rather than infinite, paths in the graph associated to the substitution, we modify a well-known map to obtain a factor map between our SFT and the hyperbolic toral automorphism on the d-torus given by the incidence matrix of the substitution. We prove that if the tiling substitution forces its border, then this factor map is the composition of an s-resolving factor map from the SFT to a one-dimensional substitution tiling space and a u-resolving factor map from the tiling space to the d-torus.

We review the construction of three Smale spaces associated to a unimodular Pisot substitution on d letters: a subshift of finite type (SFT), a substitution tiling space, and a hyperbolic toral automorphism on the Euclidean d-torus. By considering an SFT whose elements are biinfinite, rather than infinite, paths in the graph associated to the substitution, we modify a well-known map to obtain a factor map between our SFT and the hyperbolic toral automorphism on the d-torus given by the incidence matrix of the substitution. We prove that if the tiling substitution forces its border, then this factor map is the composition of an s-resolving factor map from the SFT to a one-dimensional substitution tiling space and a u-resolving factor map from the tiling space to the d-torus.

Dans cette thèse, nous étudions les propriétés quantitatives de récurrence de certains systèmes dynamiques préservant une mesure infinie. Nous nous intéressons au premier temps de retour des orbites d'un système dynamique dans un petit voisinage de leurs points de départ. Tout d'abord, nous commençons par considérer un modèle jouet probabilistique pour éclairer la stratégie de nos preuves. On s'intéresse particulièrement au cas où la mesure est infinie, plus précisément, nous considérons les Z -extensions des sous-shift de type fini. Nous étudions le comportement asymptotique du premier temps de retour au voisinage de l'origine, et nous établissons des résultats de type de convergence presque partout, et aussi de convergence en loi par rapport à toute mesure de probabilité absolument continue par rapport à la mesure infinie. Dans ce travail, nous nous également intéressons à d'autres systèmes dynamiques. Nous considérons un flot Axiome A(gt)t sur une variété riemannienne M munie d'une mesure σ -finie μ. Nous supposerons que la mesure μ est une mesure d'équilibre pour (gt)t. Afin d'établir nos résultats, nous introduisons des notions de dynamique hyperbolique. En particulier, nous considérons la section de Markov qui a été introduite par Bowen et Ratner. / In this thesis, we study the quantitative recurrence properties of some dynamical systems preserving an infinite measure. We are interested in the first return time of the orbits of a dynamical system into a small neighborhood of their starting points. First, we start by considering a toy probabilistic model to clarify the strategy of our proofs. Our interest is when the measure is indeed infinite, more precisely we consider the Z-extensions of subshifts of finite type. We study the asymptotic behavior of the first return time near the origin, and we establish results of an almost everywhere convergence kind, and a convergence in distribution with respect to any probability measure absolutely continuous with respect to the infinite measure. In this work, we are also interested in another dynamicals systems. We consider an Axiom A flow (gt)t on a Riemannian manifold M endowed with a σ-finite measure μ. We will assume that the measure μ is an equilibrium measure for (gt)t. In order to establish our results, we introduce notions from hyperbolic dynamics. In particular, we consider the Markov section which was constructed by Bowen and Ratner.

Cette thèse traite de l’étude des objets reliés au codage de Bowen-Series du flot géodésiquepour des surfaces hyperboliques de volume fini. On démontre d’abord que le billard géodésiqueassocié à domaine fondamental even corners d’un groupe fuchsien cofini est conjuguéà une bijection du tore, appelée codage étendu, dont l’un des facteurs est la transformationde Bowen-Series. L’intérêt principal de cette conjugaison est qu’elle ne fait toujours intervenirqu’un nombre fini d’objets. On retrouve ensuite des résultats classiques sur le codage deBowen-Series : il est orbite-équivalent au groupe, ses points périodiques sont denses, et ses orbitespériodiques sont en bijection avec les classes d’équivalence d’hyperboliques primitifs dugroupe ; ce qui permet finalement de relier sa fonction zeta de Ruelle à la fonction zeta de Selberg.Les preuves de ces résultats s’appuient sur un lemme combinatoire qui abstrait la propriétéd’orbite-équivalence à des familles de relations qui peuvent être définies sur tout ensemble surlequel agit le groupe. Il est aussi possible de conjuguer le codage étendu à un sous-shift detype fini, sauf pour un ensemble dénombrable de points. Enfin, on prouve que les distributionspropres pour la valeur propre 1 de l’opérateur de transfert sont les distributions de Helgason defonctions propres du laplacien sur la surface, puis que l’on peut associer à toute telle distributionpropre une fonction propre non triviale de l’opérateur de transfert et que ce procédé admet uninverse dans certains cas. / This thesis focuses on the study of the objects linked to the Bowen-Series coding of the geodesicflow for hyperbolic surfaces of finite volume. It is first proved that the geodesic billiardassociated with an even corners fundamental domain for a cofinite fuchsian group is conjugatedwith a bijection of the torus, called extended coding, one factor of which is the Bowen-Seriestransform. The sharpest property of that conjugacy is that it always only involves a finite numberof objects. Some classical results about the Bowen-Series coding are then rediscovered : itis orbit-equivalent with the group, its periodic points are dense, and its periodic orbits are inbijection with conjugacy classes of primitive hyperbolic isometries ; which eventually links itsRuelle zeta function to the Selberg zeta function. The proofs of those results use a combinatoriallemma that abstracts the orbit-equivalence property to families of relations that can be definedon every set on which the group acts. The extended coding is also proved to be conjugated witha subshift of finite type, except for a countable set of points. Finally, it is shown that eigendistributionsof the transfer operator for the eigenvalue 1 are the Helgason boundary values ofeigenfunction of laplacian on the surface, plus that one can associate to each such eigendistributiona non-trivial eigenfunction of the transfer operator and that this process has a reciprocalin some cases.