Nous construisons un inverse explicite à l'isomorphisme d'antisymétrisation de Cartan-Eilenberg qui permet d'identifier la cohomologie d'une algèbre de Lie sur un anneau de caractéristique zéro et la cohomologie de Hochschild de son algèbre universelle enveloppante.

Nous développons une version homotopique de la théorie de Morita classique en utilisant la notion de monade forte. C'était Anders Kock qui a montré qu'une monade T dans une catégorie monoidale E est forte si et seulement si la monade T est enrichie. Nous montrons que cette correspondance entre force et enrichissement se traduit par un 2-isomorphisme de 2-catégories. Sous certaines conditions sur la monade T, nous montrons que la catégorie homotopique des T-algèbre est équivalente au sens de Quillen à la catégorie homotopique des modules sur le monoïde d'endomorphismes de la T-algèbre T (I) librement engendré par l'unité I de E . Dans le cas particulier où E est la catégorie des Γ-espaces de Segal munie de la structure de modèle stable de Bousfi eld-Friedlander et T est la monade forte associée à une Γ-théorie bien pointée, nous retrouvons un théorème de Stefan Schwede, comme corollaire du théorème homotopique de Morita.

Dans une première partie, on établit des résultats structuraux sur la construction cobar, visant à obtenir un relèvement homotopique explicite d'une structure de BV-algèbre sur la double construction cobar. Ces résultats interviennent à différentes itérations de la construction cobar. En conclusion, nous obtenons par descente de structures, un critère à l'obtention d'une structure de BV-algèbre homotopique (à la Gerstenhaber-Voronov) sur la double construction cobar Ω²C d'une G-cogèbre homotopique C, ceci en terme de co-opérations structurelles de C. Dans une seconde partie, nous appliquons le critère précédent sur la G-cogèbre homotopique C(X), où C(X) est le complexe de chaînes simpliciales sur un ensemble simplicial X. La structure de G-cogèbre homotopique considérée sur C(X) est telle que la double construction cobar Ω²C(X) est un modèle pour les lacets doubles Ω²|X|. Nous donnons ensuite des résultats de comparaisons entre la structure d'algèbre de Batalin-Vilkovisky obtenue sur la double construction cobar Ω²C(X) lorsque X est une double suspension et celle sur l'homologie H(Ω²|X|) induite par l'action diagonale du cercle sur Ω²|X|. Pour finir, lorsque l'anneau des coefficients est Q, nous déformons la structure de dg-algèbre de Hopf sur la construction cobar de Baues ΩC(X) en une structure de dg-algèbre de Hopf involutive (∇, S). On obtient alors une structure de BV-algèbre homotopique sur la double construction cobar Ω(ΩC(X), ∇, S) pour tout ensemble simplicial X.

Un problème fondamental en géométrie algorithmique est celui du calcul de la topologie d'une courbe plane donnée par son équation implicite. Ce problème peut être vu comme celui du calcul d'un graphe qui approche la courbe et qui possède la même topologie que cette dernière. Une étape importante dans les algorithmes calculant la topologie d'une courbe plane concerne le calcul des points singuliers et points extrêmes (en x) de celle-ci. Ce problème se ramène naturellement à celui de la résolution de systèmes bivariés définis par la courbe et ses dérivées par rapport aux variables qui la définissent. Cette thèse porte sur l'étude, l'élaboration et l'implantation d'algorithmes robustes et efficaces pour la résolution de systèmes définis par des polynômes en deux variables à coefficients entiers. Plus précisément, nous nous somme intéressé au calcul d'une Représentation Univariée Rationnelle des solutions. Une telle représentation est constitué d'un polynôme univarié et de deux fonctions rationnelles qui envois les racines du polynôme univarié sur les coordonnées des points solutions du système. Nous présentons dans un premier temps un algorithme théorique pour calculer la RUR d'un système bivarié qui améliore la meilleure borne de complexité connue d'un facteur d^2, ou d désigne le degré des polynômes de départ, et qui permet d'obtenir une nouvelle borne sur la taille des polynômes de cette RUR. Dans un second temps, nous présentons un algorithme de calcul de RUR efficace en pratique. Cet algorithme, basé sur des choix aléatoires et sur l'utilisation du calcul multi-modulaire est probabiliste. Nous en présentons une première version Monte-Carlo, puis nous montrons comment tester la correction du résultat ce qui fourni un algorithme Las-Vegas. Cet algorithme est efficace à la fois en théorie et en pratique à en juger par l'analyse de complexité en moyenne et les nombreux testes effectués.

School of Economics and Political Science, Diss.--London, 2005. / Literaturverz. S. [143] - 145. The work originates from the author's PhD thesis at the London School of Economics and Political Science. (Preface).

On s'intéresse dans ce travail à la description des enrichissements des disques de Siegel d'une fraction rationnelle f. Dans un premier temps nous étudions les enrichissements qui sont définis sur un ouvert de la grande orbite d'un disque de Siegel donné. Ce sont nécessairement des applications qui commutent à f là où les compositions ont un sens. Ce sont donc des applications linéaires en coordonnées linéarisantes. Le résultat principal de ce travail est que l'on peut obtenir toutes les applications linéaires en coordonnées linéarisantes définies sur un sous-disque du disque de Siegel de f. Pour démontrer ce résultat nous utilisons la compacité des applications linéarisantes normalisées, le théorème des fonctions implicites dans l'espace des fractions rationnelles de degré fixé et une étude du comportement du rayon d'univalence des applications linéarisantes. Nous identifions également les approches donnant lieu à des enrichissements définis ou à valeurs dans le disque de Siegel tout entier (enrichissements maximaux). Au passage nous généralisons aux limites avec ordre de contact fini par rapport au cercle unité un théorème de JC.Yoccoz sur le comportement du rayon d'univalence pour la famille quadratique lorsque le paramètre converge vers un nombre complexe de module un et d'argument un nombre de Brjuno.Ensuite, nous nous intéressons au cas où f a plusieurs cycles de disques de Siegel. Nous utilisons le théorème de transversalité d'A.Epstein pour décrire les enrichissements de f dans ce cas là. La linéarisabilité de f et la convergence des applications linéarisantes permet de transférer le problème de la description des enrichissements de Siegel de f à un problème de limite géométrique de sous-semigroupes de l'ensemble des nombres complexes non-nuls engendrés par un élément. Nous donnons dans ce travail un modèle topologique de l'adhérence de cet ensemble de sous-semigroupes. Nous déduisons de ces résultats une interprétation en terme de convergence géométrique de dynamiques de polynômes quadratiques et une description des points d'accumulation, pour la topologie de Hausdorff sur les compacts non-vides, des ensembles de Julia lorsque le paramètre tend vers un paramètre de Siegel. / In this work we are interested in giving the description of Siegel discs enrichments of a rational map f. We first study the case of enrichments that are defined on an open subset of the grand orbit of a given Siegel disc. These maps commute with f where it makes sense. Thus they are linear in linearizing coordinates. The main result of this work is that we can obtain all linear maps in linearizing coordinates that are defined in a subdisc of the Siegel disc. For this we use the compactness of the set of normalized linearizing maps, the implicit functions theorem in the space of rational maps with fixed degree and a study on the behaviour on the univalent radius of the linearizing maps. We identify approaches giving enrichments that are defined or take values on the whole Siegel disc (maximal enrichments). We generalize to finite order of contact approaches with respect to the unit circle a theorem of JC.Yoccoz on the behaviour of the univalent radius for the quadratic family when the parameter converges to a complex number of modulus one with argument a Brjuno number.We then focus on the case where f has more than one Siegel disc. We make use of A.Epstein's transversality theorem to describe Siegel enrichments of f in this case. The linearisability of f and the convergence of the linearizing maps reduces the problem of Siegel enrichments description to a geometric limit problem on one generated closed sub-semigroups ofthe set of non zero complex numbers. We give in this work a topological model fot the closure of this set of sub-semigroups.We deduce from these results an interpretation in terms of geometric convergence of quadratic polynomial dynamics and we describe the accumulation points (for the Hausdorff topology on non empty compact subsets) of Julia sets when the parameter converges to a Siegel parameter.

We study the existence of special points in extremally disconnected compact topological spaces that witness their nonhomogeneity. Via Stone duality, we are looking for ultrafilters on complete Boolean algebras with special combinatorial properties. We introduce the notion of a coherent ultrafilter (coherent P-point, coherently selective). We show that generic existence of such ultrafilters on every complete ccc Boolean algebra of weight not exceeding the continuum is consistent with set theory, and that they witness the nonhomogeneity of the corresponding Stone spaces. We study the properties of the order-sequential property on σ-complete Boolean algebras and its relation to measure-theoretic properties. We ask whether the order-sequential topology can be compact in a nontrivial case, and partially answer the question in a special case of the Suslin algebra associated with a Suslin tree.

La prédiction de l'organisation topologique du plan de masse d'un circuit VLSI complexe est très importante pour sa conception. Cette thèse présente une étude sur les proprietés statistiques des dessins des masques des principaux blocs constituant un circuit intégré. Un outil prototype d'évaluation topologique est également présenté. Cet outil donne une évaluation de la forme et de la taille de ces blocs, à partir de leurs spécifications fonetionelles. Il est composé par un ensemble de sousprogrammes d'évaluation spécialisés pour les différents types de blocs fonetionnels qui peuvent constituer un circuit VLSI. / The prediction of the floor plan topological organization in the design process of a complex VLSI circuit is very important. This thesis presents a study about statistical properties of the main blocks that compose an integrated circuit. A prototype tool for topological evaluation is also presented. This tool provides an evaluation of the shape and size of these blocks from their functional specifications. It is composed of a set of evaluation rotines specialized for the different functional blocks which may constitute a VLSI circuit.

Le mélange de solutés par les écoulements en milieux poreux contrôle les réactions chimiques dans un grand nombre d'applications souterraines, dont le transport et la remédiation des contaminants, le stockage et l'extraction souterrains d'énergie, et la séquestration du CO2. Nous étudions les mécanismes du mélange à l'échelle du pore et plus précisément comment la topologie de l'écoulement est reliée à la dynamique du mélange d'espèces conservatives; en particulier, l'émergence d'un mélange chaotique est-elle possible dans un milieu poreux tridimensionnel (3D) ? Nous calculons donc numériquement ou mesurons expérimentalement les vitesses d'écoulement et l'évolution temporelle des champs de concentration afin de caractériser la déformation et le mélange à l'échelle du pore. Une première étude, expérimentale, permet de caractériser le mélange dans un fluide s’écoulant à travers un milieu poreux bidimensionnel (2D). Nous mesurons les vitesses par suivi de microparticules solides (''PTV''). L’évolution temporelle de la distance séparant deux particules permet de caractériser la dynamique de la déformation lagrangienne. Des mesures de transport conservatif dans le même milieu fournissent l'évolution temporelle du gradient de concentration moyen (une mesure du mélange). À partir de ces résultats expérimentaux nous proposons la première validation expérimentale à l'échelle du pore de la théorie lamellaire du mélange, reliant les propriétés de la déformation du fluide à la dynamique du mélange. Dans une deuxième étude nous examinons les conditions d'apparition du mélange chaotique dans l’écoulement dans des milieux poreux 3D granulaires ordonnés. Nous effectuons des calculs numériques hautement résolus de d'écoulement de Stokes entre des sphères empilées selon une structure cristalline (cubique simple ou cubique centrée), périodique. La déformation lagrangienne, obtenue à partir des champs de vitesse à l'aide d'outils numériques développés spécifiquement, met en lumière une large variété de dynamiques de la déformation dans ces milieux 3D, selon l'orientation de l'écoulement. Quand la direction de l'écoulement n'est pas normale à l'un des plans de symétrie de réflection du cristal, l'évolution temporelle de la déformation est exponentielle, traduisant une advection chaotique. L’émergence (ou non) du chaos est contrôlée par un mécanisme similaire à la ''transformation du boulanger'': les particules fluides se déplaçant autour d'un grain solide se retrouvent séparées par une surface virtuelle (appelée “variété”) qui émerge de la surface du grain. De multiples variétés existent dans l’écoulement, et la façon dont elles s'intersectent contrôle la nature - chaotique ou non - du mélange, et l'intensité du chaos. En particulier, l'exposant de Lyapunov (une mesure du chaos), est contrôlé par la fréquence spatiale des intersections appropriées à la génération du chaos, nommées ''connections hétéroclinines'' entre variétés. L'image conventionnelle, 2D, des mécanismes du mélange, impose des contraintes topologiques qui ne permettent pas le développement de ces mécanismes 3D. Elle pourrait donc être inadaptée aux milieux poreux naturels. La troisième étude a deux objectifs: (i) fournir une preuve expérimentale de la nature chaotique de l'advection, par la visualisation des variétés et par l'obtention d'une mesure de l'exposant de Lyapunov; et (ii), évaluer si nos résultats numériques obtenus pour des milieux granulaires ordonnés peuvent être généralisés à des milieux désordonnés, plus proches des milieux naturels. L’expérience est fondée sur un empilement désordonné de sphères rendu transparent par l'ajustement optique du liquide avec les sphères. La fluorescence induite par laser (''LIF'') permet de détecter les variétés au sein de l'écoulement, et des techniques PTV de mesurer les vitesses d'écoulement et quantifier l'exposant de Lyapunov. Les premiers résultats expérimentaux sont prometteurs. / Solute mixing in porous media flows plays a central role in driving chemical reactions in a number of subsurface applications, including contaminant transport and remediation, subsurface energy storage and extraction, and CO2 sequestration. We study the mechanisms of solute mixing, in particular how the pore scale flow topology is related to the mixing dynamics of conservative solutes, with a particular emphasis on the possible emergence of chaotic mixing processes in three-dimensional (3D) porous media. To do so, we perform numerical computations or experimental measurements of the flow velocities and temporal evolution of the concentration fields, and characterize fluid deformation and mixing at the pore scale. This PhD work consists of three main studies. In the first study, we experimentally characterize mixing in a fluid flowing through a two-dimensional (2D) porous medium built by lithography. We measure the velocity distributions from Particle Tracking Velocimetry (PTV). The time evolution of the separation distance between two particles is analyzed to characterize the Lagrangian deformation dynamics. In parallel we perform conservative transport experiments with the same porous media, and quantify the temporal evolution of the mean concentration gradient, which is a measure of the mixing rate. From these experimental results we obtain the first experimental pore scale validation of the lamella mixing theory, which relates the fluid deformation properties to the mixing dynamics. In the second study, we investigate the conditions of emergence of chaotic mixing in the flow through 3D ordered granular porous media. In these periodic cubic crystalline packings (Simple Cubic - SC - and Body-Centered Cubic - BCC) of spheres, we are able to perform highly resolved computations of the 3D Stokes flow. Using custom-developed numerical tools to measure the Lagrangian deformation from the computed velocity fields, we uncover the existence of a rich array of Lagrangian deformation dynamics in these 3D media, depending on the flow orientation. When the flow direction is not normal to one of the reflection symmetry planes of the crystalline lattice, we find that the Lagrangian deformation dynamics follow an exponential law, which indicates chaotic advection. This chaotic behavior is controlled by a mechanism akin to the baker's transformation: fluid particles traveling around a solid grain along different paths end up either separated by, or on the same side of, a virtual surface projecting from the grain surface and called a manifold. Multiple such manifolds exist within the flow, and the way they intersect controls the nature of mixing (that is, either non-chaotic or chaotic), and the strength of chaos. We show in particular that the magnitude of the Lyapunov exponent (a measure of the vigor of chaos) is controlled by the spatial frequency of transverse connections between the manifolds (called heteroclinic intersections). We thus demonstrate that the conventional 2D picture of the mechanisms of mixing may not be adapted for natural porous media because that picture imposes topological constraints which cannot account for these important 3D mechanisms. The third study has two objectives: (i) provide experimental evidence of the chaotic nature of pore scale advection/mixing, both by visualizing the manifolds and by obtaining a quantitative estimate of the Lyapunov exponent; and (ii) assess if the results obtained numerically in ordered packings of spheres extend to random packings, which are closer to natural porous media. The experiment features a random packing of glass beads rendered transparent by optical index-matching between the fluid and solid grains. We use Laser Induced Fluorescence (LIF) to detect the manifolds, and PTV techniques to measure flow velocities and subsequently quantify Lyapunov exponent. The first experimental results are promising.

La reconstruction 3D consiste à acquérir des images d’un objet, et à s’en servir pour en estimer un modèle 3D. Dans ce manuscrit, nous développons une méthode de reconstruction basée sur la modélisation par squelette. Cette méthode a l’avantage de renvoyer un modèle 3D qui est un objet virtuel complet (i.e. fermé) et aisément éditable, grâce à la structure du squelette. Enfin, l’objet acquis n’a pas besoin d’être texturé, et entre 3 et 5 images sont suffisantes pour la reconstruction. Dans une première partie, nous étudions les aspects 2D de l’étude. En effet, l’estimation d’un squelette 3D nécessite d’étudier la formation de la silhouette de l’objet à partir de son squelette, et donc les propriétés de sa projection perspective, appelée squelette perspectif. Cette étude est suivie par notre première contribution : un algorithme d’estimation de la projection perspective d’un squelette 3D curviligne, constitué d’un ensemble de courbes. Cet algorithme a toutefois tendance, comme beaucoup d’algorithmes estimant un squelette, à générer des branches peu informatives, notamment sur une image rastérisée. Notre seconde contribution est donc un algorithme d’estimation de squelette 2D, capable de prendre en compte la discrétisation du contour de la forme 2D, et d’éviter ces branches peu informatives. Cet algorithme, d’abord conçu pour estimer un squelette classique, est ensuite généralisé à l’estimation d’un squelette perspectif. Dans une seconde partie, nous estimons le squelette 3D d’un objet à partir de ses projections. Tout d’abord, nous supposons que le squelette de l’objet 3D à reconstruire est curviligne. Ainsi, chaque squelette perspectif estimé correspond à la projection du squelette 3D de l’objet, sous différents points de vue. La topologie du squelette étant affectée par la projection, nous proposons notre troisième contribution, l’estimation de la topologie du squelette 3D à partir de l’ensemble de ses projections. Une fois celle-ci estimée, la projection d’une branche 3D du squelette est identifiée sur chaque image, i.e. sur chacun des squelettes perspectifs. Avec cette identification, nous pouvons trianguler les branches du squelette 3D, ce qui constitue notre quatrième contribution : nous sommes donc en mesure d’estimer un squelette curviligne associé à un ensemble d’images d’un objet. Toutefois, les squelettes 3D ne sont pas tous constitués d’un ensemble de courbes : certains d’entre eux possèdent aussi des parties surfaciques. Notre dernière contribution, pour reconstruire des squelettes 3D surfaciques, est une nouvelle approche pour l’estimation d’un squelette 3D à partir d’images : son principe est de faire grandir le squelette 3D, sous les contraintes données par les images de l’objet. / The principle of 3D reconstruction is to acquire one or more images of an object, and to use it to estimate a 3D model of the object. In this manuscript, we develop a reconstruction method based on a particular model, the skeleton. The main advantages of our reconstruction approach are: we do reconstruct a whole, complete objet, and thanks to the skeleton structure, easily editable. Moreover, the method we propose allows us to free ourselves from constraints related to more classical reconstruction methods: the reconstructed object does not need to be textured, and between 3 and 5 images are sufficient to perform the reconstruction. In the first part, we focus on the 2D aspects of the work. Indeed, before estimating a 3D skeleton, we study the perspective silhouette of the object, and thus evaluate the properties of the perspective projection of the skeleton. Thus, our first contribution is an algorithm estimating the perspective projection of a curvilinear 3D skeleton, consisting of a set of curves. This algorithm, however, like most skeletonisation algorithms, tends to generate non-informative branches, in particular on a rasterized image. Our second contribution is thus an original 2D skeleton estimation algorithm, able to take into account the noise on the contour of the 2D shape, and to avoid uninformative skeleton branches. This algorithm, first designed to estimate a classical skeleton, is then generalized for computing a perspective skeleton. In a second part, we estimate the 3D skeleton of an object from its projections. First, we assume that the skeleton of the considered object is curvilinear. Thus, each estimated perspective skeleton corresponds to the projection of the 3D skeleton, from several viewpoints. The topology of the skeleton is however affected by the perspective projection, so we propose our third contribution: the estimation of the topology of the 3D skeleton based on its projections. Once this topology is estimated, for any 3D branch of the skeleton we indentify its projections on each image, that is a branch on each of the perspective skeletons. From this identification, we triangulate the branches of the 3D skeleton, which is our fourth contribution. Thus, we are able to estimate a curvilinear skeleton associated with a set of images of a 3D object. However, 3D skeletons are not necessarily made up of a set of curves, and some of them also have surface parts. Our last contribution is a new approach for the estimation of a general 3D skeleton (with surface parts) from images, which principle is to increase the 3D skeleton under the constraints given by the different images of the object.