In this talk, I will briefly recall the historical Kalman filter and its ensemble form. Then I will show how the latter has been successfully implemented for data assimilation, in particular in numerical weather forecasting. More recently, the Ensemble Kalman Filter has been proposed as a methodology for solving very general inverse problems in high-dimensional contexts. I will present the theory, show some simple applications and point out the numerous open problems that remain.

Ce groupe de travail portera sur l’étude de l’équation du plus bas niveau de Landau (LLL). Cette équation Hamiltonienne décrit un état de la matière appelé condensat de Bose-Einstein, et possède notamment des applications en superconductivité et superfluidité. Nous nous intéresserons à la dynamique de cette équation, et démontrerons quelques propriétés de base : noyau intégral, symétries de l’équation, quantités conservées, existence et unicité. Ce sera l’occasion d’introduire l’espace de Bargmann-Fock sur lequel l’équation (LLL) est définie. Nous finirons en présentant des résultats portant sur une classe de solutions appelées onde-stationnaires, liées à la minimisation d’une fonctionnelle intégrale.

The mathematical modelling of cancer has been increasingly applying fluid-dynamics concepts to describe the mechanical properties of tissue growth. The biomechanical pressure plays a central role in these models, both as the driving force of cell movement and as an inhibitor of cell proliferation. In this talk, I will present how it is possible to build a bridge between models that have different pressure-velocity or pressure-density relations. In particular, I will focus on the inviscid limit from a Brinkman model to a porous medium-type model, and the incompressible limit that links the latter to a Hele-Shaw free boundary problem with density constraint.

Ce groupe de travail portera sur l’étude de l’équation du plus bas niveau de Landau (LLL). Cette équation Hamiltonienne décrit un état de la matière appelé condensat de Bose-Einstein, et possède notamment des applications en superconductivité et superfluidité. Nous nous intéresserons à la dynamique de cette équation, et démontrerons quelques propriétés de base : noyau intégral, symétries de l’équation, quantités conservées, existence et unicité. Ce sera l’occasion d’introduire l’espace de Bargmann-Fock sur lequel l’équation (LLL) est définie. Nous finirons en présentant des résultats portant sur une classe de solutions appelées onde-stationnaires, liées à la minimisation d’une fonctionnelle intégrale.

In this talk, we review recent results on so-called partially dissipative hyperbolic systems. Such systems model physical phenomena with degenerate dissipative terms and appear in many applications. For example, in gas dynamics where the mass is conserved during the evolution, but the momentum balance includes a diffusion (viscosity) or a damping (relaxation) term.

First, using tools from the hypocoercivity theory and precise frequency decompositions, we derive sharp stability estimates for linear systems satisfying the Kalman rank condition. This linear analysis allows us to establish new global-in-time existence and large-time behaviour results in a critical regularity framework for nonlinear systems.

Then, we interpret partially dissipative systems as hyperbolic approximations of parabolic systems, in the context of the paradox of infinite speed of propagation. In particular, we focus on a hyperbolic approximation of the multi-dimensional compressible Navier-Stokes-Fourier system and establish its hyperbolic-parabolic strong relaxation limit.

Dans cet exposé, nous discutons de l’existence de solutions de norme L^2 prescrites pour des équations de Schrödinger non linéaires sur des graphes métriques. Une stratégie commune employée pour trouver une telle solution est de chercher un point critique sous contrainte de la fonctionnelle d’énergie associée. Certaines propriétés géométriques de la fonctionnelle varient en fonction de l’exposant du terme non linéaire de l’équation. Dans le cas dit de masse sous-critique, la fonctionnelle est bornée inférieurement et coercive sur la contrainte, de sorte que l’on peut rechercher un point critique en tant que minimum global. C’est pourquoi ce cas a été largement étudié ces dernières années.

Cependant, dans le cas complémentaire, connu sous le nom de masse sur-critique, la fonctionnelle d’énergie n’est plus bornée inférieurement sur la contrainte et présente un manque de d’estimation a priori sur les points critiques possibles. Par conséquent, on sait encore très peu de choses sur ce cas. A travers la présentation des quelques résultats existants, nous discuterons des principaux obstacles qui doivent être surmontés pour traiter ce cas sous des hypothèses générales. Nous présenterons également certains des outils qui ont déjà été développés à cette fin.

Cet exposé est basé sur des travaux communs avec J. Borthwick (Besançon puis Montréal), X. Chang (Changchun) et N. Soave (Turin).

In this talk, I will discuss the spectral analysis of the Robin Laplacian on a smooth bounded two-dimensional domain in the presence of a constant magnetic field. In the semi-classical limit, I will explain how to get a uniform description of the spectrum located between the Landau levels. The corresponding eigenfunctions, called edge states, are exponentially localized near the boundary. By means of a microlocal dimensional reduction, I will explain how to derive a very precise Weyl law, and also how to simultaneously refine old results about the low-lying eigenvalues in the Robin case and recent ones about edge states in the Dirichlet case.

We will discuss several models that might be regarded as migration models of populations moving from one part of a domain to the other and becoming part of the population living on the other side. Different situations assuming symmetry of movement between both sides of the domain, following a logistic model in their own environment and assuming spatial heterogeneities, are going to be discussed. Through such a common boundary both populations are coupled, acting as a permeable membrane on which their flow moves in and out. We will describe the precise interplay between the stationary solutions with respect to the parameters involved in the problem, in particular the growth rate of the populations and the coupling parameter involved on the boundary where the interchange of flux is taking place.

Ce groupe de travail sera dédié à l’étude d’une propriété qualitative de certaines solutions de problèmes de calcul des variations ou de contrôle optimal, faisant intervenir des EDO ou des EDP : la propriété « bang-bang ».On définira dans un premier temps cette propriété en expliquant son utilité pratique. On donnera ensuite des exemples d’arguments permettant de la démontrer et exhiberons des familles de problèmes dont les solutions vérifient cette propriété. Enfin, nous détaillerons un argument récent appelé « principe de convexité cachée » permettant de démontrer cette propriété.

In this talk, we discuss the self-adjointness in $L^2$-setting of the operators acting as $-\mathrm{div}\cdot h\nabla$, with piecewise constant functions $h$ having a jump along a Lipschitz hypersurface $\Sigma$, without explicit assumptions on the sign of $h$. We establish a number of sufficient conditions for the selfadjointness of the operator with $H^{\frac{3}{2}}$-regularity in terms of the jump value and the regularity and geometric properties of $\Sigma$. An important intermediate step is a link with Fredholm properties of the NeumannPoincaré operator on $\Sigma$, which is new for the Lipschitz setting.

Based on joint work with Konstantin Pankrashkin.