La conjecture d’Artin stipule que l’ensemble des nombres premiers pour
lesquels un entier $a$ différent de $-1$ ou un carré parfait est racine
primitive admet une densité asymptotique parmi tous les premiers. En 1967
C.Hooley démontra cette conjecture sous l’hypothèse de Riemann généralisée.

La notion de racine primitive peut être étendue modulo un entier quelconque
en considérant alors les éléments du groupe multiplicatif engendrant des sous-
groupes de tailles maximales. Je parlerai de l’ensemble des presque premiers
pour lesquels un nombre $a$ est racine primitive généralisée, et montrerai que
l’on obtient, sous GRH, des résultats similaires à la conjecture d’Artin pour
les racines primitives.

Les Éléments de mathématique désignent une vaste entreprise éditoriale menée par le groupe Nicolas Bourbaki sur des thématiques aussi diverses que la théorie des ensembles, l’algèbre, la topologie, les espaces vectoriels topologiques, l’intégration ou encore les groupes et les algèbres de Lie. Les premiers fascicules des Éléments paraissent ponctuellement à la fin des années 1930 et durant la période de l’Occupation, avant de faire l’objet de publications régulières à partir de 1947. Dans le cadre de cet exposé, nous reviendrons tout d’abord sur les premières années d’existence du groupe afin de comprendre comment cette entreprise est née. Nous dresserons ensuite un état des lieux des archives disponibles permettant de documenter la genèse des Éléments de mathématique, ce qui nous conduira à mettre en exergue certaines pièces issues du fonds Jean Delsarte qui est conservé à la bibliothèque de l’Institut Élie Cartan. Les archives du groupe Bourbaki sont essentiellement composées de deux classes de documents : des Rédactions qui documentent les états intermédiaires dans la genèse d’un fascicule des Éléments de mathématique et les numéros du Journal de Bourbaki qui contribuent à comprendre comment ces Rédactions ont été discutées, critiquées et révisées. Nous reviendrons sur les précautions de méthode qui s’imposent pour étudier et relier ces deux grandes classes de documents. Enfin, nous présenterons succinctement l’état de nos recherches sur les premières rédactions Bourbaki dévolues aux groupes et aux algèbres de Lie.

La paramétrisation modulaire dans le cas des corps de fonctions est remarquablement différente du revêtement modulaire classique sur le corps des nombres complexes et fait appel à de nombreux outils théoriques. \\
La situation est la suivante: soit $q$ une puissance d’un nombre premier, et soit $\mathbb{F}_q$ un corps à $q$ éléments. Soit $E$ une courbe elliptique non-isotriviale définie sur $\mathbb{F}_q(T)$ par une équation de Weierstrass de la forme
$$E\colon y^2+a_1xy+a_3y=x^3+a_2x^2+a_4x+a_6, \quad a_i \in \mathbb{F}_q[T],$$
de mauvaise réduction multiplicative en la place $\infty=1/T$.
Alors la paramétrisation modulaire est une application rationnelle $\phi \colon \overline{M}_\Gamma \rightarrow E$, où $\overline{M}_\Gamma$ est la courbe modulaire de Drinfeld. Pour la construction de cette application nous avons besoin d’étudier les arbres de Bruhat-Tits et les fonctions thêta holomorphes.On s’intéressera plus particulièrement au calcul de l’image des pointes de $\overline{M}_\Gamma$ par $\phi$. Les résultats seront illustrés à travers quelques exemples.

On considère des intersections de formes diagonales à coefficients entiers de degrés distincts. Nous établissons une formule asymptotique pour le nombre N(X)  des points rationnels de hauteur au plus X sur ces variétés. La preuve utilise la méthode de Hardy-Littlewood (dite Méthode du Cercle) et des avancées récentes sur le système de Vinogradov. Nous établissons également un résultat plus fin pour un choix particulier de degrés, en utilisant une technique due à Wooley et une estimation de sommes d’exponentielles issue d’une approche récente de la méthode de van der Corput. Les résultats présentés ici font l’objet d’un travail en commun avec S. Boyer.

La suite d’Oldenburger-Kolakoski est l’unique suite infinie sur l’alphabet {1,2} qui commence par un 1 et est un point fixe de l’application de codage par plage. Dans cet exposé, nous prendrons un peu de recul par rapport à cette suite bien connue et très étudiée, en introduisant de l’aléa dans le choix des lettres écrites. Cela nous permettra de montrer des résultats portant sur la convergence de la densité de 1 dans les suites ainsi construites. Dans le cas où les lettres sont choisies selon une suite i.i.d. de variables aléatoires ou selon une chaîne de Markov, la densité moyenne de 1 converge. De plus, dans le cas i.i.d., nous arrivons même à démontrer que la densité converge presque sûrement. Il s’agit d’un travail réalisé conjointement par Chloé Boisson, Damien Jamet, et Irène Marcovici.

Manin et ses collaborateurs ont conjecturé des formules asymptotiques pour le nombres des points de hauteur anticanonique bornée sur les variétés de Fano. Nous démontrons cette conjecture pour la famille de variétés définies par l’équation $$L_1(x_1,x_2)y_1^2+L_2(x_1,x_2)y_2^2+L_3(x_1,x_2)y_3^2+L_4(x_1,x_2)y_4^2=0,$$ où $L_i$ sont des formes bilinéaires deux à deux non-proportionnelles. La constante arithmétique apparaissant dans le terme principal coïncide avec celle conjecturée par Peyre. La démonstration utilise divers outils de la théorie analytique des nombres. Il s’agit d’un travail en commun avec D. Bonolis et T. Browning.

We consider Kloosterman sums
$$
K_p(n) = \sum_{x=1}^{p-1} \exp(2 \pi i (nx + x^{-1})/p)
$$
modulo a prime $p$ and define their sums
$$
M_p(N) = \sum_{n \le N} \mu(n) \mathcal{K}_p(n) \qquad \mbox{and}\quad T_{\nu,p}(N) = \sum_{n \le N} \tau_\nu(n) \mathcal{K}_p(n)
$$
twisted by the Möbius function $\mu(n)$ and by the $\nu$-fold divisor function $\tau_\nu(n)$. Fouvry, Kowalski & Michel (2014) and Kowalski, Michel & Sawin (2018) improved the trivial bounds
$$
M_p(N) \ll N \qquad \mbox{and}\quad T_{\nu,p}(N) \ll N (\log N)^{\nu -1}.
$$
for $N \ge p^{3/4+\varepsilon}$ and $N \ge p^{2/3+\varepsilon}$, respectively (for any fixed $\varepsilon>0$). We will explain the ideas of the recent joint work with Maxim Korolev (2020) where both these thresholds are lowered down to $N \ge p^{1/2+\varepsilon}$. We will also discuss some open questions.

Dans cet exposé, on considérera des familles finies de suites binaires (1 et -1) de même longueur finie n dont les coefficients de corrélation satisfont quelques conditions élémentaires. La question de l’existence de telles familles, et de leur construction, donne lieu à divers problèmes ouverts, avec des ramifications tant théoriques (combinatoire, algèbre, théorie des nombres, etc) qu’appliquées (codes correcteurs, spectrométrie, radars, etc). On se penchera plus spécifiquement sur trois ou quatre problèmes typiques dans ce cadre.

One version of the Ingham-Karamata theorem states that for each slowly oscillating function $\tau$ whose Laplace transform admits an analytic continuation beyond the line $\Re s \: s = 0$ must obey the asymptotic law $\tau(x) = o(1)$. This theorem is a cornerstone in Tauberian theory and has plenty of applications in number theory; one of the quickest proofs of the Prime Number Theorem passes through this theorem. 

We shall show that the decay rate $o(1)$ in the Ingham-Karamata theorem is optimal even if one assumes analytic continuation of the Laplace transform up to a larger halfplane. The attractive proof is based on the open mapping theorem. 

Une identité remarquable relie deux mesures de complexité sur les mots: complexité en facteurs $C(n)$ et complexité palindromique $P(n)$. Il s’avère qu’elle est aussi valide quand on remplace la complexité palindromique $P(n)$ par celle des facteurs carrés $S(n)$. Ce résultat, facile à établir pour les mots finis, suggère cependant un lien avec la conjecture sur le nombre de facteurs carrés distincts dans un mot : les graphes de Rauzy y jouent un rôle essentiel.

La théorie de Markoff, élaborée par lui pour les formes quadratiques, a été étendue par Hurwitz et ses successeurs, aux approximations des réels par des rationnels. Elle concerne les nombres qui sont « mal approximés », le plus mauvais d’entre eux étant le nombre d’or. On verra comment certains mots sur un alphabet à deux lettres, appelés mots de Christoffel, s’introduisent naturellement dans cette théorie.

Pour modéliser les premiers, nous considérerons au cours de l’exposé de telles questions de nature statistique concernant la suite des entiers sans facteur carré (SFC), parmi d’autres suites « criblées ». J’espère pouvoir motiver et expliquer notre résultat principal inconditionnel qui énonce que le nombre de SFC dans les intervalles courts uniformément aléatoires suit en effet une loi Gaussienne, ce faisant résolvant plusieurs problèmes de R.R. Hall.

Ceci est un travail en commun avec O. Gorodetsky et B. Rodgers.

We present a new elementary algorithm for computing $M(x) = \sum_{n \leq x} \mu(n),$ where $\mu(n)$ is the Möbius function. Our algorithm takes
\[\begin{aligned}
\mathrm{time} \ \ O_\epsilon\left(x^{\frac{3}{5}} (\log x)^{\frac{3}{5}+\epsilon} \right)
\ \ \mathrm{and}\ \ \mathrm{space} \ \ O\left(x^{\frac{3}{10}} (\log x)^{\frac{13}{10}}
\right)\end{aligned},\] which improves on existing combinatorial algorithms. While there is an analytic algorithm due to Lagarias-Odlyzko with computations based on the integrals of $\zeta(s)$ that only takes time $O(x^{1/2 + \epsilon})$, our algorithm has the advantage of being easier to implement. The new approach roughly amounts to analyzing the difference between a model that we obtain via Diophantine approximation and reality, and showing that it has a simple description in terms of congruence classes and segments. This simple description allows us to compute the difference quickly by means of a table lookup. This talk is based on joint work with Harald Andrés Helfgott.

Given an arithmetic function $\theta$, we consider the set
$$ \mathcal{B}_\theta = \Bigl\{n\ge 1: p|n \Rightarrow p\le \theta\Bigl(\prod_{q<p \atop q^\alpha || n} q^\alpha \Bigr) \Bigr\},$$
where $p$ and $q$ denote primes. Depending on the choice of $\theta$, the possible sets $\mathcal{B}_\theta$ include the set of prime powers, almost primes, friable numbers, dense numbers, and practical numbers.
We will discuss (1) asymptotic results for the counting function of $\mathcal{B}_\theta$, (2) a generalization of the Siegel-Walfisz theorem, and (3) the normal order of the number of prime factors of integers in $\mathcal{B}_\theta$.

Considering partial character sums as defining a family of random processes (by choosing the characters randomly from some set), it becomes natural to ask questions about the limiting distribution. I’ll describe this in some contexts and give examples of what we can find in the support. This is largely work of Ayesha Hussain, but also some joint work.

Soit P un polynôme à coefficients entiers, unitaire, irréductible, de degré 4 et de groupe de Galois diédral ou cyclique.
Il existe c = c(P) > 0, tel que P(n) ait un facteur premier supérieur à n^1+c pour une proportion positive d’entiers n.

Il s’agit d’un travail  avec James Maynard.

Répétition du séminaire Bourbaki du vendredi 1er avril.